SLOW_WORK: Fix the CONFIG_MODULES=n case
[safe/jmp/linux-2.6] / kernel / slow-work.c
1 /* Worker thread pool for slow items, such as filesystem lookups or mkdirs
2  *
3  * Copyright (C) 2008 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
4  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public Licence
8  * as published by the Free Software Foundation; either version
9  * 2 of the Licence, or (at your option) any later version.
10  *
11  * See Documentation/slow-work.txt
12  */
13
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/slow-work.h>
16 #include <linux/kthread.h>
17 #include <linux/freezer.h>
18 #include <linux/wait.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include "slow-work.h"
21
22 static void slow_work_cull_timeout(unsigned long);
23 static void slow_work_oom_timeout(unsigned long);
24
25 #ifdef CONFIG_SYSCTL
26 static int slow_work_min_threads_sysctl(struct ctl_table *, int,
27                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
28
29 static int slow_work_max_threads_sysctl(struct ctl_table *, int ,
30                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
31 #endif
32
33 /*
34  * The pool of threads has at least min threads in it as long as someone is
35  * using the facility, and may have as many as max.
36  *
37  * A portion of the pool may be processing very slow operations.
38  */
39 static unsigned slow_work_min_threads = 2;
40 static unsigned slow_work_max_threads = 4;
41 static unsigned vslow_work_proportion = 50; /* % of threads that may process
42                                              * very slow work */
43
44 #ifdef CONFIG_SYSCTL
45 static const int slow_work_min_min_threads = 2;
46 static int slow_work_max_max_threads = SLOW_WORK_THREAD_LIMIT;
47 static const int slow_work_min_vslow = 1;
48 static const int slow_work_max_vslow = 99;
49
50 ctl_table slow_work_sysctls[] = {
51         {
52                 .ctl_name       = CTL_UNNUMBERED,
53                 .procname       = "min-threads",
54                 .data           = &slow_work_min_threads,
55                 .maxlen         = sizeof(unsigned),
56                 .mode           = 0644,
57                 .proc_handler   = slow_work_min_threads_sysctl,
58                 .extra1         = (void *) &slow_work_min_min_threads,
59                 .extra2         = &slow_work_max_threads,
60         },
61         {
62                 .ctl_name       = CTL_UNNUMBERED,
63                 .procname       = "max-threads",
64                 .data           = &slow_work_max_threads,
65                 .maxlen         = sizeof(unsigned),
66                 .mode           = 0644,
67                 .proc_handler   = slow_work_max_threads_sysctl,
68                 .extra1         = &slow_work_min_threads,
69                 .extra2         = (void *) &slow_work_max_max_threads,
70         },
71         {
72                 .ctl_name       = CTL_UNNUMBERED,
73                 .procname       = "vslow-percentage",
74                 .data           = &vslow_work_proportion,
75                 .maxlen         = sizeof(unsigned),
76                 .mode           = 0644,
77                 .proc_handler   = &proc_dointvec_minmax,
78                 .extra1         = (void *) &slow_work_min_vslow,
79                 .extra2         = (void *) &slow_work_max_vslow,
80         },
81         { .ctl_name = 0 }
82 };
83 #endif
84
85 /*
86  * The active state of the thread pool
87  */
88 static atomic_t slow_work_thread_count;
89 static atomic_t vslow_work_executing_count;
90
91 static bool slow_work_may_not_start_new_thread;
92 static bool slow_work_cull; /* cull a thread due to lack of activity */
93 static DEFINE_TIMER(slow_work_cull_timer, slow_work_cull_timeout, 0, 0);
94 static DEFINE_TIMER(slow_work_oom_timer, slow_work_oom_timeout, 0, 0);
95 static struct slow_work slow_work_new_thread; /* new thread starter */
96
97 /*
98  * slow work ID allocation (use slow_work_queue_lock)
99  */
100 static DECLARE_BITMAP(slow_work_ids, SLOW_WORK_THREAD_LIMIT);
101
102 /*
103  * Unregistration tracking to prevent put_ref() from disappearing during module
104  * unload
105  */
106 #ifdef CONFIG_MODULES
107 static struct module *slow_work_thread_processing[SLOW_WORK_THREAD_LIMIT];
108 static struct module *slow_work_unreg_module;
109 static struct slow_work *slow_work_unreg_work_item;
110 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(slow_work_unreg_wq);
111 static DEFINE_MUTEX(slow_work_unreg_sync_lock);
112
113 static void slow_work_set_thread_processing(int id, struct slow_work *work)
114 {
115         if (work)
116                 slow_work_thread_processing[id] = work->owner;
117 }
118 static void slow_work_done_thread_processing(int id, struct slow_work *work)
119 {
120         struct module *module = slow_work_thread_processing[id];
121
122         slow_work_thread_processing[id] = NULL;
123         smp_mb();
124         if (slow_work_unreg_work_item == work ||
125             slow_work_unreg_module == module)
126                 wake_up_all(&slow_work_unreg_wq);
127 }
128 static void slow_work_clear_thread_processing(int id)
129 {
130         slow_work_thread_processing[id] = NULL;
131 }
132 #else
133 static void slow_work_set_thread_processing(int id, struct slow_work *work) {}
134 static void slow_work_done_thread_processing(int id, struct slow_work *work) {}
135 static void slow_work_clear_thread_processing(int id) {}
136 #endif
137
138 /*
139  * Data for tracking currently executing items for indication through /proc
140  */
141 #ifdef CONFIG_SLOW_WORK_PROC
142 struct slow_work *slow_work_execs[SLOW_WORK_THREAD_LIMIT];
143 pid_t slow_work_pids[SLOW_WORK_THREAD_LIMIT];
144 DEFINE_RWLOCK(slow_work_execs_lock);
145 #endif
146
147 /*
148  * The queues of work items and the lock governing access to them.  These are
149  * shared between all the CPUs.  It doesn't make sense to have per-CPU queues
150  * as the number of threads bears no relation to the number of CPUs.
151  *
152  * There are two queues of work items: one for slow work items, and one for
153  * very slow work items.
154  */
155 LIST_HEAD(slow_work_queue);
156 LIST_HEAD(vslow_work_queue);
157 DEFINE_SPINLOCK(slow_work_queue_lock);
158
159 /*
160  * The following are two wait queues that get pinged when a work item is placed
161  * on an empty queue.  These allow work items that are hogging a thread by
162  * sleeping in a way that could be deferred to yield their thread and enqueue
163  * themselves.
164  */
165 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(slow_work_queue_waits_for_occupation);
166 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(vslow_work_queue_waits_for_occupation);
167
168 /*
169  * The thread controls.  A variable used to signal to the threads that they
170  * should exit when the queue is empty, a waitqueue used by the threads to wait
171  * for signals, and a completion set by the last thread to exit.
172  */
173 static bool slow_work_threads_should_exit;
174 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(slow_work_thread_wq);
175 static DECLARE_COMPLETION(slow_work_last_thread_exited);
176
177 /*
178  * The number of users of the thread pool and its lock.  Whilst this is zero we
179  * have no threads hanging around, and when this reaches zero, we wait for all
180  * active or queued work items to complete and kill all the threads we do have.
181  */
182 static int slow_work_user_count;
183 static DEFINE_MUTEX(slow_work_user_lock);
184
185 static inline int slow_work_get_ref(struct slow_work *work)
186 {
187         if (work->ops->get_ref)
188                 return work->ops->get_ref(work);
189
190         return 0;
191 }
192
193 static inline void slow_work_put_ref(struct slow_work *work)
194 {
195         if (work->ops->put_ref)
196                 work->ops->put_ref(work);
197 }
198
199 /*
200  * Calculate the maximum number of active threads in the pool that are
201  * permitted to process very slow work items.
202  *
203  * The answer is rounded up to at least 1, but may not equal or exceed the
204  * maximum number of the threads in the pool.  This means we always have at
205  * least one thread that can process slow work items, and we always have at
206  * least one thread that won't get tied up doing so.
207  */
208 static unsigned slow_work_calc_vsmax(void)
209 {
210         unsigned vsmax;
211
212         vsmax = atomic_read(&slow_work_thread_count) * vslow_work_proportion;
213         vsmax /= 100;
214         vsmax = max(vsmax, 1U);
215         return min(vsmax, slow_work_max_threads - 1);
216 }
217
218 /*
219  * Attempt to execute stuff queued on a slow thread.  Return true if we managed
220  * it, false if there was nothing to do.
221  */
222 static noinline bool slow_work_execute(int id)
223 {
224         struct slow_work *work = NULL;
225         unsigned vsmax;
226         bool very_slow;
227
228         vsmax = slow_work_calc_vsmax();
229
230         /* see if we can schedule a new thread to be started if we're not
231          * keeping up with the work */
232         if (!waitqueue_active(&slow_work_thread_wq) &&
233             (!list_empty(&slow_work_queue) || !list_empty(&vslow_work_queue)) &&
234             atomic_read(&slow_work_thread_count) < slow_work_max_threads &&
235             !slow_work_may_not_start_new_thread)
236                 slow_work_enqueue(&slow_work_new_thread);
237
238         /* find something to execute */
239         spin_lock_irq(&slow_work_queue_lock);
240         if (!list_empty(&vslow_work_queue) &&
241             atomic_read(&vslow_work_executing_count) < vsmax) {
242                 work = list_entry(vslow_work_queue.next,
243                                   struct slow_work, link);
244                 if (test_and_set_bit_lock(SLOW_WORK_EXECUTING, &work->flags))
245                         BUG();
246                 list_del_init(&work->link);
247                 atomic_inc(&vslow_work_executing_count);
248                 very_slow = true;
249         } else if (!list_empty(&slow_work_queue)) {
250                 work = list_entry(slow_work_queue.next,
251                                   struct slow_work, link);
252                 if (test_and_set_bit_lock(SLOW_WORK_EXECUTING, &work->flags))
253                         BUG();
254                 list_del_init(&work->link);
255                 very_slow = false;
256         } else {
257                 very_slow = false; /* avoid the compiler warning */
258         }
259
260         slow_work_set_thread_processing(id, work);
261         if (work) {
262                 slow_work_mark_time(work);
263                 slow_work_begin_exec(id, work);
264         }
265
266         spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
267
268         if (!work)
269                 return false;
270
271         if (!test_and_clear_bit(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags))
272                 BUG();
273
274         /* don't execute if the work is in the process of being cancelled */
275         if (!test_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags))
276                 work->ops->execute(work);
277
278         if (very_slow)
279                 atomic_dec(&vslow_work_executing_count);
280         clear_bit_unlock(SLOW_WORK_EXECUTING, &work->flags);
281
282         /* wake up anyone waiting for this work to be complete */
283         wake_up_bit(&work->flags, SLOW_WORK_EXECUTING);
284
285         slow_work_end_exec(id, work);
286
287         /* if someone tried to enqueue the item whilst we were executing it,
288          * then it'll be left unenqueued to avoid multiple threads trying to
289          * execute it simultaneously
290          *
291          * there is, however, a race between us testing the pending flag and
292          * getting the spinlock, and between the enqueuer setting the pending
293          * flag and getting the spinlock, so we use a deferral bit to tell us
294          * if the enqueuer got there first
295          */
296         if (test_bit(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags)) {
297                 spin_lock_irq(&slow_work_queue_lock);
298
299                 if (!test_bit(SLOW_WORK_EXECUTING, &work->flags) &&
300                     test_and_clear_bit(SLOW_WORK_ENQ_DEFERRED, &work->flags))
301                         goto auto_requeue;
302
303                 spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
304         }
305
306         /* sort out the race between module unloading and put_ref() */
307         slow_work_put_ref(work);
308         slow_work_done_thread_processing(id, work);
309
310         return true;
311
312 auto_requeue:
313         /* we must complete the enqueue operation
314          * - we transfer our ref on the item back to the appropriate queue
315          * - don't wake another thread up as we're awake already
316          */
317         slow_work_mark_time(work);
318         if (test_bit(SLOW_WORK_VERY_SLOW, &work->flags))
319                 list_add_tail(&work->link, &vslow_work_queue);
320         else
321                 list_add_tail(&work->link, &slow_work_queue);
322         spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
323         slow_work_clear_thread_processing(id);
324         return true;
325 }
326
327 /**
328  * slow_work_sleep_till_thread_needed - Sleep till thread needed by other work
329  * work: The work item under execution that wants to sleep
330  * _timeout: Scheduler sleep timeout
331  *
332  * Allow a requeueable work item to sleep on a slow-work processor thread until
333  * that thread is needed to do some other work or the sleep is interrupted by
334  * some other event.
335  *
336  * The caller must set up a wake up event before calling this and must have set
337  * the appropriate sleep mode (such as TASK_UNINTERRUPTIBLE) and tested its own
338  * condition before calling this function as no test is made here.
339  *
340  * False is returned if there is nothing on the queue; true is returned if the
341  * work item should be requeued
342  */
343 bool slow_work_sleep_till_thread_needed(struct slow_work *work,
344                                         signed long *_timeout)
345 {
346         wait_queue_head_t *wfo_wq;
347         struct list_head *queue;
348
349         DEFINE_WAIT(wait);
350
351         if (test_bit(SLOW_WORK_VERY_SLOW, &work->flags)) {
352                 wfo_wq = &vslow_work_queue_waits_for_occupation;
353                 queue = &vslow_work_queue;
354         } else {
355                 wfo_wq = &slow_work_queue_waits_for_occupation;
356                 queue = &slow_work_queue;
357         }
358
359         if (!list_empty(queue))
360                 return true;
361
362         add_wait_queue_exclusive(wfo_wq, &wait);
363         if (list_empty(queue))
364                 *_timeout = schedule_timeout(*_timeout);
365         finish_wait(wfo_wq, &wait);
366
367         return !list_empty(queue);
368 }
369 EXPORT_SYMBOL(slow_work_sleep_till_thread_needed);
370
371 /**
372  * slow_work_enqueue - Schedule a slow work item for processing
373  * @work: The work item to queue
374  *
375  * Schedule a slow work item for processing.  If the item is already undergoing
376  * execution, this guarantees not to re-enter the execution routine until the
377  * first execution finishes.
378  *
379  * The item is pinned by this function as it retains a reference to it, managed
380  * through the item operations.  The item is unpinned once it has been
381  * executed.
382  *
383  * An item may hog the thread that is running it for a relatively large amount
384  * of time, sufficient, for example, to perform several lookup, mkdir, create
385  * and setxattr operations.  It may sleep on I/O and may sleep to obtain locks.
386  *
387  * Conversely, if a number of items are awaiting processing, it may take some
388  * time before any given item is given attention.  The number of threads in the
389  * pool may be increased to deal with demand, but only up to a limit.
390  *
391  * If SLOW_WORK_VERY_SLOW is set on the work item, then it will be placed in
392  * the very slow queue, from which only a portion of the threads will be
393  * allowed to pick items to execute.  This ensures that very slow items won't
394  * overly block ones that are just ordinarily slow.
395  *
396  * Returns 0 if successful, -EAGAIN if not (or -ECANCELED if cancelled work is
397  * attempted queued)
398  */
399 int slow_work_enqueue(struct slow_work *work)
400 {
401         wait_queue_head_t *wfo_wq;
402         struct list_head *queue;
403         unsigned long flags;
404         int ret;
405
406         if (test_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags))
407                 return -ECANCELED;
408
409         BUG_ON(slow_work_user_count <= 0);
410         BUG_ON(!work);
411         BUG_ON(!work->ops);
412
413         /* when honouring an enqueue request, we only promise that we will run
414          * the work function in the future; we do not promise to run it once
415          * per enqueue request
416          *
417          * we use the PENDING bit to merge together repeat requests without
418          * having to disable IRQs and take the spinlock, whilst still
419          * maintaining our promise
420          */
421         if (!test_and_set_bit_lock(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags)) {
422                 if (test_bit(SLOW_WORK_VERY_SLOW, &work->flags)) {
423                         wfo_wq = &vslow_work_queue_waits_for_occupation;
424                         queue = &vslow_work_queue;
425                 } else {
426                         wfo_wq = &slow_work_queue_waits_for_occupation;
427                         queue = &slow_work_queue;
428                 }
429
430                 spin_lock_irqsave(&slow_work_queue_lock, flags);
431
432                 if (unlikely(test_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags)))
433                         goto cancelled;
434
435                 /* we promise that we will not attempt to execute the work
436                  * function in more than one thread simultaneously
437                  *
438                  * this, however, leaves us with a problem if we're asked to
439                  * enqueue the work whilst someone is executing the work
440                  * function as simply queueing the work immediately means that
441                  * another thread may try executing it whilst it is already
442                  * under execution
443                  *
444                  * to deal with this, we set the ENQ_DEFERRED bit instead of
445                  * enqueueing, and the thread currently executing the work
446                  * function will enqueue the work item when the work function
447                  * returns and it has cleared the EXECUTING bit
448                  */
449                 if (test_bit(SLOW_WORK_EXECUTING, &work->flags)) {
450                         set_bit(SLOW_WORK_ENQ_DEFERRED, &work->flags);
451                 } else {
452                         ret = slow_work_get_ref(work);
453                         if (ret < 0)
454                                 goto failed;
455                         slow_work_mark_time(work);
456                         list_add_tail(&work->link, queue);
457                         wake_up(&slow_work_thread_wq);
458
459                         /* if someone who could be requeued is sleeping on a
460                          * thread, then ask them to yield their thread */
461                         if (work->link.prev == queue)
462                                 wake_up(wfo_wq);
463                 }
464
465                 spin_unlock_irqrestore(&slow_work_queue_lock, flags);
466         }
467         return 0;
468
469 cancelled:
470         ret = -ECANCELED;
471 failed:
472         spin_unlock_irqrestore(&slow_work_queue_lock, flags);
473         return ret;
474 }
475 EXPORT_SYMBOL(slow_work_enqueue);
476
477 static int slow_work_wait(void *word)
478 {
479         schedule();
480         return 0;
481 }
482
483 /**
484  * slow_work_cancel - Cancel a slow work item
485  * @work: The work item to cancel
486  *
487  * This function will cancel a previously enqueued work item. If we cannot
488  * cancel the work item, it is guarenteed to have run when this function
489  * returns.
490  */
491 void slow_work_cancel(struct slow_work *work)
492 {
493         bool wait = true, put = false;
494
495         set_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags);
496         smp_mb();
497
498         /* if the work item is a delayed work item with an active timer, we
499          * need to wait for the timer to finish _before_ getting the spinlock,
500          * lest we deadlock against the timer routine
501          *
502          * the timer routine will leave DELAYED set if it notices the
503          * CANCELLING flag in time
504          */
505         if (test_bit(SLOW_WORK_DELAYED, &work->flags)) {
506                 struct delayed_slow_work *dwork =
507                         container_of(work, struct delayed_slow_work, work);
508                 del_timer_sync(&dwork->timer);
509         }
510
511         spin_lock_irq(&slow_work_queue_lock);
512
513         if (test_bit(SLOW_WORK_DELAYED, &work->flags)) {
514                 /* the timer routine aborted or never happened, so we are left
515                  * holding the timer's reference on the item and should just
516                  * drop the pending flag and wait for any ongoing execution to
517                  * finish */
518                 struct delayed_slow_work *dwork =
519                         container_of(work, struct delayed_slow_work, work);
520
521                 BUG_ON(timer_pending(&dwork->timer));
522                 BUG_ON(!list_empty(&work->link));
523
524                 clear_bit(SLOW_WORK_DELAYED, &work->flags);
525                 put = true;
526                 clear_bit(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags);
527
528         } else if (test_bit(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags) &&
529                    !list_empty(&work->link)) {
530                 /* the link in the pending queue holds a reference on the item
531                  * that we will need to release */
532                 list_del_init(&work->link);
533                 wait = false;
534                 put = true;
535                 clear_bit(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags);
536
537         } else if (test_and_clear_bit(SLOW_WORK_ENQ_DEFERRED, &work->flags)) {
538                 /* the executor is holding our only reference on the item, so
539                  * we merely need to wait for it to finish executing */
540                 clear_bit(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags);
541         }
542
543         spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
544
545         /* the EXECUTING flag is set by the executor whilst the spinlock is set
546          * and before the item is dequeued - so assuming the above doesn't
547          * actually dequeue it, simply waiting for the EXECUTING flag to be
548          * released here should be sufficient */
549         if (wait)
550                 wait_on_bit(&work->flags, SLOW_WORK_EXECUTING, slow_work_wait,
551                             TASK_UNINTERRUPTIBLE);
552
553         clear_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags);
554         if (put)
555                 slow_work_put_ref(work);
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(slow_work_cancel);
558
559 /*
560  * Handle expiry of the delay timer, indicating that a delayed slow work item
561  * should now be queued if not cancelled
562  */
563 static void delayed_slow_work_timer(unsigned long data)
564 {
565         wait_queue_head_t *wfo_wq;
566         struct list_head *queue;
567         struct slow_work *work = (struct slow_work *) data;
568         unsigned long flags;
569         bool queued = false, put = false, first = false;
570
571         if (test_bit(SLOW_WORK_VERY_SLOW, &work->flags)) {
572                 wfo_wq = &vslow_work_queue_waits_for_occupation;
573                 queue = &vslow_work_queue;
574         } else {
575                 wfo_wq = &slow_work_queue_waits_for_occupation;
576                 queue = &slow_work_queue;
577         }
578
579         spin_lock_irqsave(&slow_work_queue_lock, flags);
580         if (likely(!test_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags))) {
581                 clear_bit(SLOW_WORK_DELAYED, &work->flags);
582
583                 if (test_bit(SLOW_WORK_EXECUTING, &work->flags)) {
584                         /* we discard the reference the timer was holding in
585                          * favour of the one the executor holds */
586                         set_bit(SLOW_WORK_ENQ_DEFERRED, &work->flags);
587                         put = true;
588                 } else {
589                         slow_work_mark_time(work);
590                         list_add_tail(&work->link, queue);
591                         queued = true;
592                         if (work->link.prev == queue)
593                                 first = true;
594                 }
595         }
596
597         spin_unlock_irqrestore(&slow_work_queue_lock, flags);
598         if (put)
599                 slow_work_put_ref(work);
600         if (first)
601                 wake_up(wfo_wq);
602         if (queued)
603                 wake_up(&slow_work_thread_wq);
604 }
605
606 /**
607  * delayed_slow_work_enqueue - Schedule a delayed slow work item for processing
608  * @dwork: The delayed work item to queue
609  * @delay: When to start executing the work, in jiffies from now
610  *
611  * This is similar to slow_work_enqueue(), but it adds a delay before the work
612  * is actually queued for processing.
613  *
614  * The item can have delayed processing requested on it whilst it is being
615  * executed.  The delay will begin immediately, and if it expires before the
616  * item finishes executing, the item will be placed back on the queue when it
617  * has done executing.
618  */
619 int delayed_slow_work_enqueue(struct delayed_slow_work *dwork,
620                               unsigned long delay)
621 {
622         struct slow_work *work = &dwork->work;
623         unsigned long flags;
624         int ret;
625
626         if (delay == 0)
627                 return slow_work_enqueue(&dwork->work);
628
629         BUG_ON(slow_work_user_count <= 0);
630         BUG_ON(!work);
631         BUG_ON(!work->ops);
632
633         if (test_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags))
634                 return -ECANCELED;
635
636         if (!test_and_set_bit_lock(SLOW_WORK_PENDING, &work->flags)) {
637                 spin_lock_irqsave(&slow_work_queue_lock, flags);
638
639                 if (test_bit(SLOW_WORK_CANCELLING, &work->flags))
640                         goto cancelled;
641
642                 /* the timer holds a reference whilst it is pending */
643                 ret = work->ops->get_ref(work);
644                 if (ret < 0)
645                         goto cant_get_ref;
646
647                 if (test_and_set_bit(SLOW_WORK_DELAYED, &work->flags))
648                         BUG();
649                 dwork->timer.expires = jiffies + delay;
650                 dwork->timer.data = (unsigned long) work;
651                 dwork->timer.function = delayed_slow_work_timer;
652                 add_timer(&dwork->timer);
653
654                 spin_unlock_irqrestore(&slow_work_queue_lock, flags);
655         }
656
657         return 0;
658
659 cancelled:
660         ret = -ECANCELED;
661 cant_get_ref:
662         spin_unlock_irqrestore(&slow_work_queue_lock, flags);
663         return ret;
664 }
665 EXPORT_SYMBOL(delayed_slow_work_enqueue);
666
667 /*
668  * Schedule a cull of the thread pool at some time in the near future
669  */
670 static void slow_work_schedule_cull(void)
671 {
672         mod_timer(&slow_work_cull_timer,
673                   round_jiffies(jiffies + SLOW_WORK_CULL_TIMEOUT));
674 }
675
676 /*
677  * Worker thread culling algorithm
678  */
679 static bool slow_work_cull_thread(void)
680 {
681         unsigned long flags;
682         bool do_cull = false;
683
684         spin_lock_irqsave(&slow_work_queue_lock, flags);
685
686         if (slow_work_cull) {
687                 slow_work_cull = false;
688
689                 if (list_empty(&slow_work_queue) &&
690                     list_empty(&vslow_work_queue) &&
691                     atomic_read(&slow_work_thread_count) >
692                     slow_work_min_threads) {
693                         slow_work_schedule_cull();
694                         do_cull = true;
695                 }
696         }
697
698         spin_unlock_irqrestore(&slow_work_queue_lock, flags);
699         return do_cull;
700 }
701
702 /*
703  * Determine if there is slow work available for dispatch
704  */
705 static inline bool slow_work_available(int vsmax)
706 {
707         return !list_empty(&slow_work_queue) ||
708                 (!list_empty(&vslow_work_queue) &&
709                  atomic_read(&vslow_work_executing_count) < vsmax);
710 }
711
712 /*
713  * Worker thread dispatcher
714  */
715 static int slow_work_thread(void *_data)
716 {
717         int vsmax, id;
718
719         DEFINE_WAIT(wait);
720
721         set_freezable();
722         set_user_nice(current, -5);
723
724         /* allocate ourselves an ID */
725         spin_lock_irq(&slow_work_queue_lock);
726         id = find_first_zero_bit(slow_work_ids, SLOW_WORK_THREAD_LIMIT);
727         BUG_ON(id < 0 || id >= SLOW_WORK_THREAD_LIMIT);
728         __set_bit(id, slow_work_ids);
729         slow_work_set_thread_pid(id, current->pid);
730         spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
731
732         sprintf(current->comm, "kslowd%03u", id);
733
734         for (;;) {
735                 vsmax = vslow_work_proportion;
736                 vsmax *= atomic_read(&slow_work_thread_count);
737                 vsmax /= 100;
738
739                 prepare_to_wait_exclusive(&slow_work_thread_wq, &wait,
740                                           TASK_INTERRUPTIBLE);
741                 if (!freezing(current) &&
742                     !slow_work_threads_should_exit &&
743                     !slow_work_available(vsmax) &&
744                     !slow_work_cull)
745                         schedule();
746                 finish_wait(&slow_work_thread_wq, &wait);
747
748                 try_to_freeze();
749
750                 vsmax = vslow_work_proportion;
751                 vsmax *= atomic_read(&slow_work_thread_count);
752                 vsmax /= 100;
753
754                 if (slow_work_available(vsmax) && slow_work_execute(id)) {
755                         cond_resched();
756                         if (list_empty(&slow_work_queue) &&
757                             list_empty(&vslow_work_queue) &&
758                             atomic_read(&slow_work_thread_count) >
759                             slow_work_min_threads)
760                                 slow_work_schedule_cull();
761                         continue;
762                 }
763
764                 if (slow_work_threads_should_exit)
765                         break;
766
767                 if (slow_work_cull && slow_work_cull_thread())
768                         break;
769         }
770
771         spin_lock_irq(&slow_work_queue_lock);
772         slow_work_set_thread_pid(id, 0);
773         __clear_bit(id, slow_work_ids);
774         spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
775
776         if (atomic_dec_and_test(&slow_work_thread_count))
777                 complete_and_exit(&slow_work_last_thread_exited, 0);
778         return 0;
779 }
780
781 /*
782  * Handle thread cull timer expiration
783  */
784 static void slow_work_cull_timeout(unsigned long data)
785 {
786         slow_work_cull = true;
787         wake_up(&slow_work_thread_wq);
788 }
789
790 /*
791  * Start a new slow work thread
792  */
793 static void slow_work_new_thread_execute(struct slow_work *work)
794 {
795         struct task_struct *p;
796
797         if (slow_work_threads_should_exit)
798                 return;
799
800         if (atomic_read(&slow_work_thread_count) >= slow_work_max_threads)
801                 return;
802
803         if (!mutex_trylock(&slow_work_user_lock))
804                 return;
805
806         slow_work_may_not_start_new_thread = true;
807         atomic_inc(&slow_work_thread_count);
808         p = kthread_run(slow_work_thread, NULL, "kslowd");
809         if (IS_ERR(p)) {
810                 printk(KERN_DEBUG "Slow work thread pool: OOM\n");
811                 if (atomic_dec_and_test(&slow_work_thread_count))
812                         BUG(); /* we're running on a slow work thread... */
813                 mod_timer(&slow_work_oom_timer,
814                           round_jiffies(jiffies + SLOW_WORK_OOM_TIMEOUT));
815         } else {
816                 /* ratelimit the starting of new threads */
817                 mod_timer(&slow_work_oom_timer, jiffies + 1);
818         }
819
820         mutex_unlock(&slow_work_user_lock);
821 }
822
823 static const struct slow_work_ops slow_work_new_thread_ops = {
824         .owner          = THIS_MODULE,
825         .execute        = slow_work_new_thread_execute,
826 #ifdef CONFIG_SLOW_WORK_PROC
827         .desc           = slow_work_new_thread_desc,
828 #endif
829 };
830
831 /*
832  * post-OOM new thread start suppression expiration
833  */
834 static void slow_work_oom_timeout(unsigned long data)
835 {
836         slow_work_may_not_start_new_thread = false;
837 }
838
839 #ifdef CONFIG_SYSCTL
840 /*
841  * Handle adjustment of the minimum number of threads
842  */
843 static int slow_work_min_threads_sysctl(struct ctl_table *table, int write,
844                                         void __user *buffer,
845                                         size_t *lenp, loff_t *ppos)
846 {
847         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
848         int n;
849
850         if (ret == 0) {
851                 mutex_lock(&slow_work_user_lock);
852                 if (slow_work_user_count > 0) {
853                         /* see if we need to start or stop threads */
854                         n = atomic_read(&slow_work_thread_count) -
855                                 slow_work_min_threads;
856
857                         if (n < 0 && !slow_work_may_not_start_new_thread)
858                                 slow_work_enqueue(&slow_work_new_thread);
859                         else if (n > 0)
860                                 slow_work_schedule_cull();
861                 }
862                 mutex_unlock(&slow_work_user_lock);
863         }
864
865         return ret;
866 }
867
868 /*
869  * Handle adjustment of the maximum number of threads
870  */
871 static int slow_work_max_threads_sysctl(struct ctl_table *table, int write,
872                                         void __user *buffer,
873                                         size_t *lenp, loff_t *ppos)
874 {
875         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
876         int n;
877
878         if (ret == 0) {
879                 mutex_lock(&slow_work_user_lock);
880                 if (slow_work_user_count > 0) {
881                         /* see if we need to stop threads */
882                         n = slow_work_max_threads -
883                                 atomic_read(&slow_work_thread_count);
884
885                         if (n < 0)
886                                 slow_work_schedule_cull();
887                 }
888                 mutex_unlock(&slow_work_user_lock);
889         }
890
891         return ret;
892 }
893 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
894
895 /**
896  * slow_work_register_user - Register a user of the facility
897  * @module: The module about to make use of the facility
898  *
899  * Register a user of the facility, starting up the initial threads if there
900  * aren't any other users at this point.  This will return 0 if successful, or
901  * an error if not.
902  */
903 int slow_work_register_user(struct module *module)
904 {
905         struct task_struct *p;
906         int loop;
907
908         mutex_lock(&slow_work_user_lock);
909
910         if (slow_work_user_count == 0) {
911                 printk(KERN_NOTICE "Slow work thread pool: Starting up\n");
912                 init_completion(&slow_work_last_thread_exited);
913
914                 slow_work_threads_should_exit = false;
915                 slow_work_init(&slow_work_new_thread,
916                                &slow_work_new_thread_ops);
917                 slow_work_may_not_start_new_thread = false;
918                 slow_work_cull = false;
919
920                 /* start the minimum number of threads */
921                 for (loop = 0; loop < slow_work_min_threads; loop++) {
922                         atomic_inc(&slow_work_thread_count);
923                         p = kthread_run(slow_work_thread, NULL, "kslowd");
924                         if (IS_ERR(p))
925                                 goto error;
926                 }
927                 printk(KERN_NOTICE "Slow work thread pool: Ready\n");
928         }
929
930         slow_work_user_count++;
931         mutex_unlock(&slow_work_user_lock);
932         return 0;
933
934 error:
935         if (atomic_dec_and_test(&slow_work_thread_count))
936                 complete(&slow_work_last_thread_exited);
937         if (loop > 0) {
938                 printk(KERN_ERR "Slow work thread pool:"
939                        " Aborting startup on ENOMEM\n");
940                 slow_work_threads_should_exit = true;
941                 wake_up_all(&slow_work_thread_wq);
942                 wait_for_completion(&slow_work_last_thread_exited);
943                 printk(KERN_ERR "Slow work thread pool: Aborted\n");
944         }
945         mutex_unlock(&slow_work_user_lock);
946         return PTR_ERR(p);
947 }
948 EXPORT_SYMBOL(slow_work_register_user);
949
950 /*
951  * wait for all outstanding items from the calling module to complete
952  * - note that more items may be queued whilst we're waiting
953  */
954 static void slow_work_wait_for_items(struct module *module)
955 {
956 #ifdef CONFIG_MODULES
957         DECLARE_WAITQUEUE(myself, current);
958         struct slow_work *work;
959         int loop;
960
961         mutex_lock(&slow_work_unreg_sync_lock);
962         add_wait_queue(&slow_work_unreg_wq, &myself);
963
964         for (;;) {
965                 spin_lock_irq(&slow_work_queue_lock);
966
967                 /* first of all, we wait for the last queued item in each list
968                  * to be processed */
969                 list_for_each_entry_reverse(work, &vslow_work_queue, link) {
970                         if (work->owner == module) {
971                                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
972                                 slow_work_unreg_work_item = work;
973                                 goto do_wait;
974                         }
975                 }
976                 list_for_each_entry_reverse(work, &slow_work_queue, link) {
977                         if (work->owner == module) {
978                                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
979                                 slow_work_unreg_work_item = work;
980                                 goto do_wait;
981                         }
982                 }
983
984                 /* then we wait for the items being processed to finish */
985                 slow_work_unreg_module = module;
986                 smp_mb();
987                 for (loop = 0; loop < SLOW_WORK_THREAD_LIMIT; loop++) {
988                         if (slow_work_thread_processing[loop] == module)
989                                 goto do_wait;
990                 }
991                 spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
992                 break; /* okay, we're done */
993
994         do_wait:
995                 spin_unlock_irq(&slow_work_queue_lock);
996                 schedule();
997                 slow_work_unreg_work_item = NULL;
998                 slow_work_unreg_module = NULL;
999         }
1000
1001         remove_wait_queue(&slow_work_unreg_wq, &myself);
1002         mutex_unlock(&slow_work_unreg_sync_lock);
1003 #endif /* CONFIG_MODULES */
1004 }
1005
1006 /**
1007  * slow_work_unregister_user - Unregister a user of the facility
1008  * @module: The module whose items should be cleared
1009  *
1010  * Unregister a user of the facility, killing all the threads if this was the
1011  * last one.
1012  *
1013  * This waits for all the work items belonging to the nominated module to go
1014  * away before proceeding.
1015  */
1016 void slow_work_unregister_user(struct module *module)
1017 {
1018         /* first of all, wait for all outstanding items from the calling module
1019          * to complete */
1020         if (module)
1021                 slow_work_wait_for_items(module);
1022
1023         /* then we can actually go about shutting down the facility if need
1024          * be */
1025         mutex_lock(&slow_work_user_lock);
1026
1027         BUG_ON(slow_work_user_count <= 0);
1028
1029         slow_work_user_count--;
1030         if (slow_work_user_count == 0) {
1031                 printk(KERN_NOTICE "Slow work thread pool: Shutting down\n");
1032                 slow_work_threads_should_exit = true;
1033                 del_timer_sync(&slow_work_cull_timer);
1034                 del_timer_sync(&slow_work_oom_timer);
1035                 wake_up_all(&slow_work_thread_wq);
1036                 wait_for_completion(&slow_work_last_thread_exited);
1037                 printk(KERN_NOTICE "Slow work thread pool:"
1038                        " Shut down complete\n");
1039         }
1040
1041         mutex_unlock(&slow_work_user_lock);
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL(slow_work_unregister_user);
1044
1045 /*
1046  * Initialise the slow work facility
1047  */
1048 static int __init init_slow_work(void)
1049 {
1050         unsigned nr_cpus = num_possible_cpus();
1051
1052         if (slow_work_max_threads < nr_cpus)
1053                 slow_work_max_threads = nr_cpus;
1054 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1055         if (slow_work_max_max_threads < nr_cpus * 2)
1056                 slow_work_max_max_threads = nr_cpus * 2;
1057 #endif
1058 #ifdef CONFIG_SLOW_WORK_PROC
1059         proc_create("slow_work_rq", S_IFREG | 0400, NULL,
1060                     &slow_work_runqueue_fops);
1061 #endif
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 subsys_initcall(init_slow_work);