kernel/padata.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * padata.c - generic interface to process data streams in parallel
   4  *
   5  * See Documentation/core-api/padata.rst for more information.
   6  *
   7  * Copyright (C) 2008, 2009 secunet Security Networks AG
   8  * Copyright (C) 2008, 2009 Steffen Klassert <[email protected]>
   9  *
  10  * Copyright (c) 2020 Oracle and/or its affiliates.
  11  * Author: Daniel Jordan <[email protected]>
  12  */
  13
  14 #include <linux/completion.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/cpumask.h>
  17 #include <linux/err.h>
  18 #include <linux/cpu.h>
  19 #include <linux/padata.h>
  20 #include <linux/mutex.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/sysfs.h>
  24 #include <linux/rcupdate.h>
  25
  26 #define PADATA_WORK_ONSTACK     1       /* Work's memory is on stack */
  27
  28 struct padata_work {
  29         struct work_struct      pw_work;
  30         struct list_head        pw_list;  /* padata_free_works linkage */
  31         void                    *pw_data;
  32 };
  33
  34 static DEFINE_SPINLOCK(padata_works_lock);
  35 static struct padata_work *padata_works;
  36 static LIST_HEAD(padata_free_works);
  37
  38 struct padata_mt_job_state {
  39         spinlock_t              lock;
  40         struct completion       completion;
  41         struct padata_mt_job    *job;
  42         int                     nworks;
  43         int                     nworks_fini;
  44         unsigned long           chunk_size;
  45 };
  46
  47 static void padata_free_pd(struct parallel_data *pd);
  48 static void __init padata_mt_helper(struct work_struct *work);
  49
  50 static int padata_index_to_cpu(struct parallel_data *pd, int cpu_index)
  51 {
  52         int cpu, target_cpu;
  53
  54         target_cpu = cpumask_first(pd->cpumask.pcpu);
  55         for (cpu = 0; cpu < cpu_index; cpu++)
  56                 target_cpu = cpumask_next(target_cpu, pd->cpumask.pcpu);
  57
  58         return target_cpu;
  59 }
  60
  61 static int padata_cpu_hash(struct parallel_data *pd, unsigned int seq_nr)
  62 {
  63         /*
  64          * Hash the sequence numbers to the cpus by taking
  65          * seq_nr mod. number of cpus in use.
  66          */
  67         int cpu_index = seq_nr % cpumask_weight(pd->cpumask.pcpu);
  68
  69         return padata_index_to_cpu(pd, cpu_index);
  70 }
  71
  72 static struct padata_work *padata_work_alloc(void)
  73 {
  74         struct padata_work *pw;
  75
  76         lockdep_assert_held(&padata_works_lock);
  77
  78         if (list_empty(&padata_free_works))
  79                 return NULL;    /* No more work items allowed to be queued. */
  80
  81         pw = list_first_entry(&padata_free_works, struct padata_work, pw_list);
  82         list_del(&pw->pw_list);
  83         return pw;
  84 }
  85
  86 /*
  87  * This function is marked __ref because this function may be optimized in such
  88  * a way that it directly refers to work_fn's address, which causes modpost to
  89  * complain when work_fn is marked __init. This scenario was observed with clang
  90  * LTO, where padata_work_init() was optimized to refer directly to
  91  * padata_mt_helper() because the calls to padata_work_init() with other work_fn
  92  * values were eliminated or inlined.
  93  */
  94 static void __ref padata_work_init(struct padata_work *pw, work_func_t work_fn,
  95                                    void *data, int flags)
  96 {
  97         if (flags & PADATA_WORK_ONSTACK)
  98                 INIT_WORK_ONSTACK(&pw->pw_work, work_fn);
  99         else
 100                 INIT_WORK(&pw->pw_work, work_fn);
 101         pw->pw_data = data;
 102 }
 103
 104 static int __init padata_work_alloc_mt(int nworks, void *data,
 105                                        struct list_head *head)
 106 {
 107         int i;
 108
 109         spin_lock_bh(&padata_works_lock);
 110         /* Start at 1 because the current task participates in the job. */
 111         for (i = 1; i < nworks; ++i) {
 112                 struct padata_work *pw = padata_work_alloc();
 113
 114                 if (!pw)
 115                         break;
 116                 padata_work_init(pw, padata_mt_helper, data, 0);
 117                 list_add(&pw->pw_list, head);
 118         }
 119         spin_unlock_bh(&padata_works_lock);
 120
 121         return i;
 122 }
 123
 124 static void padata_work_free(struct padata_work *pw)
 125 {
 126         lockdep_assert_held(&padata_works_lock);
 127         list_add(&pw->pw_list, &padata_free_works);
 128 }
 129
 130 static void __init padata_works_free(struct list_head *works)
 131 {
 132         struct padata_work *cur, *next;
 133
 134         if (list_empty(works))
 135                 return;
 136
 137         spin_lock_bh(&padata_works_lock);
 138         list_for_each_entry_safe(cur, next, works, pw_list) {
 139                 list_del(&cur->pw_list);
 140                 padata_work_free(cur);
 141         }
 142         spin_unlock_bh(&padata_works_lock);
 143 }
 144
 145 static void padata_parallel_worker(struct work_struct *parallel_work)
 146 {
 147         struct padata_work *pw = container_of(parallel_work, struct padata_work,
 148                                               pw_work);
 149         struct padata_priv *padata = pw->pw_data;
 150
 151         local_bh_disable();
 152         padata->parallel(padata);
 153         spin_lock(&padata_works_lock);
 154         padata_work_free(pw);
 155         spin_unlock(&padata_works_lock);
 156         local_bh_enable();
 157 }
 158
 159 /**
 160  * padata_do_parallel - padata parallelization function
 161  *
 162  * @ps: padatashell
 163  * @padata: object to be parallelized
 164  * @cb_cpu: pointer to the CPU that the serialization callback function should
 165  *          run on.  If it's not in the serial cpumask of @pinst
 166  *          (i.e. cpumask.cbcpu), this function selects a fallback CPU and if
 167  *          none found, returns -EINVAL.
 168  *
 169  * The parallelization callback function will run with BHs off.
 170  * Note: Every object which is parallelized by padata_do_parallel
 171  * must be seen by padata_do_serial.
 172  *
 173  * Return: 0 on success or else negative error code.
 174  */
 175 int padata_do_parallel(struct padata_shell *ps,
 176                        struct padata_priv *padata, int *cb_cpu)
 177 {
 178         struct padata_instance *pinst = ps->pinst;
 179         int i, cpu, cpu_index, err;
 180         struct parallel_data *pd;
 181         struct padata_work *pw;
 182
 183         rcu_read_lock_bh();
 184
 185         pd = rcu_dereference_bh(ps->pd);
 186
 187         err = -EINVAL;
 188         if (!(pinst->flags & PADATA_INIT) || pinst->flags & PADATA_INVALID)
 189                 goto out;
 190
 191         if (!cpumask_test_cpu(*cb_cpu, pd->cpumask.cbcpu)) {
 192                 if (cpumask_empty(pd->cpumask.cbcpu))
 193                         goto out;
 194
 195                 /* Select an alternate fallback CPU and notify the caller. */
 196                 cpu_index = *cb_cpu % cpumask_weight(pd->cpumask.cbcpu);
 197
 198                 cpu = cpumask_first(pd->cpumask.cbcpu);
 199                 for (i = 0; i < cpu_index; i++)
 200                         cpu = cpumask_next(cpu, pd->cpumask.cbcpu);
 201
 202                 *cb_cpu = cpu;
 203         }
 204
 205         err = -EBUSY;
 206         if ((pinst->flags & PADATA_RESET))
 207                 goto out;
 208
 209         refcount_inc(&pd->refcnt);
 210         padata->pd = pd;
 211         padata->cb_cpu = *cb_cpu;
 212
 213         spin_lock(&padata_works_lock);
 214         padata->seq_nr = ++pd->seq_nr;
 215         pw = padata_work_alloc();
 216         spin_unlock(&padata_works_lock);
 217
 218         if (!pw) {
 219                 /* Maximum works limit exceeded, run in the current task. */
 220                 padata->parallel(padata);
 221         }
 222
 223         rcu_read_unlock_bh();
 224
 225         if (pw) {
 226                 padata_work_init(pw, padata_parallel_worker, padata, 0);
 227                 queue_work(pinst->parallel_wq, &pw->pw_work);
 228         }
 229
 230         return 0;
 231 out:
 232         rcu_read_unlock_bh();
 233
 234         return err;
 235 }
 236 EXPORT_SYMBOL(padata_do_parallel);
 237
 238 /*
 239  * padata_find_next - Find the next object that needs serialization.
 240  *
 241  * Return:
 242  * * A pointer to the control struct of the next object that needs
 243  *   serialization, if present in one of the percpu reorder queues.
 244  * * NULL, if the next object that needs serialization will
 245  *   be parallel processed by another cpu and is not yet present in
 246  *   the cpu's reorder queue.
 247  */
 248 static struct padata_priv *padata_find_next(struct parallel_data *pd,
 249                                             bool remove_object)
 250 {
 251         struct padata_priv *padata;
 252         struct padata_list *reorder;
 253         int cpu = pd->cpu;
 254
 255         reorder = per_cpu_ptr(pd->reorder_list, cpu);
 256
 257         spin_lock(&reorder->lock);
 258         if (list_empty(&reorder->list)) {
 259                 spin_unlock(&reorder->lock);
 260                 return NULL;
 261         }
 262
 263         padata = list_entry(reorder->list.next, struct padata_priv, list);
 264
 265         /*
 266          * Checks the rare case where two or more parallel jobs have hashed to
 267          * the same CPU and one of the later ones finishes first.
 268          */
 269         if (padata->seq_nr != pd->processed) {
 270                 spin_unlock(&reorder->lock);
 271                 return NULL;
 272         }
 273
 274         if (remove_object) {
 275                 list_del_init(&padata->list);
 276                 ++pd->processed;
 277                 pd->cpu = cpumask_next_wrap(cpu, pd->cpumask.pcpu, -1, false);
 278         }
 279
 280         spin_unlock(&reorder->lock);
 281         return padata;
 282 }
 283
 284 static void padata_reorder(struct parallel_data *pd)
 285 {
 286         struct padata_instance *pinst = pd->ps->pinst;
 287         int cb_cpu;
 288         struct padata_priv *padata;
 289         struct padata_serial_queue *squeue;
 290         struct padata_list *reorder;
 291
 292         /*
 293          * We need to ensure that only one cpu can work on dequeueing of
 294          * the reorder queue the time. Calculating in which percpu reorder
 295          * queue the next object will arrive takes some time. A spinlock
 296          * would be highly contended. Also it is not clear in which order
 297          * the objects arrive to the reorder queues. So a cpu could wait to
 298          * get the lock just to notice that there is nothing to do at the
 299          * moment. Therefore we use a trylock and let the holder of the lock
 300          * care for all the objects enqueued during the holdtime of the lock.
 301          */
 302         if (!spin_trylock_bh(&pd->lock))
 303                 return;
 304
 305         while (1) {
 306                 padata = padata_find_next(pd, true);
 307
 308                 /*
 309                  * If the next object that needs serialization is parallel
 310                  * processed by another cpu and is still on it's way to the
 311                  * cpu's reorder queue, nothing to do for now.
 312                  */
 313                 if (!padata)
 314                         break;
 315
 316                 cb_cpu = padata->cb_cpu;
 317                 squeue = per_cpu_ptr(pd->squeue, cb_cpu);
 318
 319                 spin_lock(&squeue->serial.lock);
 320                 list_add_tail(&padata->list, &squeue->serial.list);
 321                 spin_unlock(&squeue->serial.lock);
 322
 323                 queue_work_on(cb_cpu, pinst->serial_wq, &squeue->work);
 324         }
 325
 326         spin_unlock_bh(&pd->lock);
 327
 328         /*
 329          * The next object that needs serialization might have arrived to
 330          * the reorder queues in the meantime.
 331          *
 332          * Ensure reorder queue is read after pd->lock is dropped so we see
 333          * new objects from another task in padata_do_serial.  Pairs with
 334          * smp_mb in padata_do_serial.
 335          */
 336         smp_mb();
 337
 338         reorder = per_cpu_ptr(pd->reorder_list, pd->cpu);
 339         if (!list_empty(&reorder->list) && padata_find_next(pd, false))
 340                 queue_work(pinst->serial_wq, &pd->reorder_work);
 341 }
 342
 343 static void invoke_padata_reorder(struct work_struct *work)
 344 {
 345         struct parallel_data *pd;
 346
 347         local_bh_disable();
 348         pd = container_of(work, struct parallel_data, reorder_work);
 349         padata_reorder(pd);
 350         local_bh_enable();
 351 }
 352
 353 static void padata_serial_worker(struct work_struct *serial_work)
 354 {
 355         struct padata_serial_queue *squeue;
 356         struct parallel_data *pd;
 357         LIST_HEAD(local_list);
 358         int cnt;
 359
 360         local_bh_disable();
 361         squeue = container_of(serial_work, struct padata_serial_queue, work);
 362         pd = squeue->pd;
 363
 364         spin_lock(&squeue->serial.lock);
 365         list_replace_init(&squeue->serial.list, &local_list);
 366         spin_unlock(&squeue->serial.lock);
 367
 368         cnt = 0;
 369
 370         while (!list_empty(&local_list)) {
 371                 struct padata_priv *padata;
 372
 373                 padata = list_entry(local_list.next,
 374                                     struct padata_priv, list);
 375
 376                 list_del_init(&padata->list);
 377
 378                 padata->serial(padata);
 379                 cnt++;
 380         }
 381         local_bh_enable();
 382
 383         if (refcount_sub_and_test(cnt, &pd->refcnt))
 384                 padata_free_pd(pd);
 385 }
 386
 387 /**
 388  * padata_do_serial - padata serialization function
 389  *
 390  * @padata: object to be serialized.
 391  *
 392  * padata_do_serial must be called for every parallelized object.
 393  * The serialization callback function will run with BHs off.
 394  */
 395 void padata_do_serial(struct padata_priv *padata)
 396 {
 397         struct parallel_data *pd = padata->pd;
 398         int hashed_cpu = padata_cpu_hash(pd, padata->seq_nr);
 399         struct padata_list *reorder = per_cpu_ptr(pd->reorder_list, hashed_cpu);
 400         struct padata_priv *cur;
 401         struct list_head *pos;
 402
 403         spin_lock(&reorder->lock);
 404         /* Sort in ascending order of sequence number. */
 405         list_for_each_prev(pos, &reorder->list) {
 406                 cur = list_entry(pos, struct padata_priv, list);
 407                 if (cur->seq_nr < padata->seq_nr)
 408                         break;
 409         }
 410         list_add(&padata->list, pos);
 411         spin_unlock(&reorder->lock);
 412
 413         /*
 414          * Ensure the addition to the reorder list is ordered correctly
 415          * with the trylock of pd->lock in padata_reorder.  Pairs with smp_mb
 416          * in padata_reorder.
 417          */
 418         smp_mb();
 419
 420         padata_reorder(pd);
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL(padata_do_serial);
 423
 424 static int padata_setup_cpumasks(struct padata_instance *pinst)
 425 {
 426         struct workqueue_attrs *attrs;
 427         int err;
 428
 429         attrs = alloc_workqueue_attrs();
 430         if (!attrs)
 431                 return -ENOMEM;
 432
 433         /* Restrict parallel_wq workers to pd->cpumask.pcpu. */
 434         cpumask_copy(attrs->cpumask, pinst->cpumask.pcpu);
 435         err = apply_workqueue_attrs(pinst->parallel_wq, attrs);
 436         free_workqueue_attrs(attrs);
 437
 438         return err;
 439 }
 440
 441 static void __init padata_mt_helper(struct work_struct *w)
 442 {
 443         struct padata_work *pw = container_of(w, struct padata_work, pw_work);
 444         struct padata_mt_job_state *ps = pw->pw_data;
 445         struct padata_mt_job *job = ps->job;
 446         bool done;
 447
 448         spin_lock(&ps->lock);
 449
 450         while (job->size > 0) {
 451                 unsigned long start, size, end;
 452
 453                 start = job->start;
 454                 /* So end is chunk size aligned if enough work remains. */
 455                 size = roundup(start + 1, ps->chunk_size) - start;
 456                 size = min(size, job->size);
 457                 end = start + size;
 458
 459                 job->start = end;
 460                 job->size -= size;
 461
 462                 spin_unlock(&ps->lock);
 463                 job->thread_fn(start, end, job->fn_arg);
 464                 spin_lock(&ps->lock);
 465         }
 466
 467         ++ps->nworks_fini;
 468         done = (ps->nworks_fini == ps->nworks);
 469         spin_unlock(&ps->lock);
 470
 471         if (done)
 472                 complete(&ps->completion);
 473 }
 474
 475 /**
 476  * padata_do_multithreaded - run a multithreaded job
 477  * @job: Description of the job.
 478  *
 479  * See the definition of struct padata_mt_job for more details.
 480  */
 481 void __init padata_do_multithreaded(struct padata_mt_job *job)
 482 {
 483         /* In case threads finish at different times. */
 484         static const unsigned long load_balance_factor = 4;
 485         struct padata_work my_work, *pw;
 486         struct padata_mt_job_state ps;
 487         LIST_HEAD(works);
 488         int nworks, nid;
 489         static atomic_t last_used_nid __initdata;
 490
 491         if (job->size == 0)
 492                 return;
 493
 494         /* Ensure at least one thread when size < min_chunk. */
 495         nworks = max(job->size / max(job->min_chunk, job->align), 1ul);
 496         nworks = min(nworks, job->max_threads);
 497
 498         if (nworks == 1) {
 499                 /* Single thread, no coordination needed, cut to the chase. */
 500                 job->thread_fn(job->start, job->start + job->size, job->fn_arg);
 501                 return;
 502         }
 503
 504         spin_lock_init(&ps.lock);
 505         init_completion(&ps.completion);
 506         ps.job         = job;
 507         ps.nworks      = padata_work_alloc_mt(nworks, &ps, &works);
 508         ps.nworks_fini = 0;
 509
 510         /*
 511          * Chunk size is the amount of work a helper does per call to the
 512          * thread function.  Load balance large jobs between threads by
 513          * increasing the number of chunks, guarantee at least the minimum
 514          * chunk size from the caller, and honor the caller's alignment.
 515          */
 516         ps.chunk_size = job->size / (ps.nworks * load_balance_factor);
 517         ps.chunk_size = max(ps.chunk_size, job->min_chunk);
 518         ps.chunk_size = roundup(ps.chunk_size, job->align);
 519
 520         /*
 521          * chunk_size can be 0 if the caller sets min_chunk to 0. So force it
 522          * to at least 1 to prevent divide-by-0 panic in padata_mt_helper().`
 523          */
 524         if (!ps.chunk_size)
 525                 ps.chunk_size = 1U;
 526
 527         list_for_each_entry(pw, &works, pw_list)
 528                 if (job->numa_aware) {
 529                         int old_node = atomic_read(&last_used_nid);
 530
 531                         do {
 532                                 nid = next_node_in(old_node, node_states[N_CPU]);
 533                         } while (!atomic_try_cmpxchg(&last_used_nid, &old_node, nid));
 534                         queue_work_node(nid, system_unbound_wq, &pw->pw_work);
 535                 } else {
 536                         queue_work(system_unbound_wq, &pw->pw_work);
 537                 }
 538
 539         /* Use the current thread, which saves starting a workqueue worker. */
 540         padata_work_init(&my_work, padata_mt_helper, &ps, PADATA_WORK_ONSTACK);
 541         padata_mt_helper(&my_work.pw_work);
 542
 543         /* Wait for all the helpers to finish. */
 544         wait_for_completion(&ps.completion);
 545
 546         destroy_work_on_stack(&my_work.pw_work);
 547         padata_works_free(&works);
 548 }
 549
 550 static void __padata_list_init(struct padata_list *pd_list)
 551 {
 552         INIT_LIST_HEAD(&pd_list->list);
 553         spin_lock_init(&pd_list->lock);
 554 }
 555
 556 /* Initialize all percpu queues used by serial workers */
 557 static void padata_init_squeues(struct parallel_data *pd)
 558 {
 559         int cpu;
 560         struct padata_serial_queue *squeue;
 561
 562         for_each_cpu(cpu, pd->cpumask.cbcpu) {
 563                 squeue = per_cpu_ptr(pd->squeue, cpu);
 564                 squeue->pd = pd;
 565                 __padata_list_init(&squeue->serial);
 566                 INIT_WORK(&squeue->work, padata_serial_worker);
 567         }
 568 }
 569
 570 /* Initialize per-CPU reorder lists */
 571 static void padata_init_reorder_list(struct parallel_data *pd)
 572 {
 573         int cpu;
 574         struct padata_list *list;
 575
 576         for_each_cpu(cpu, pd->cpumask.pcpu) {
 577                 list = per_cpu_ptr(pd->reorder_list, cpu);
 578                 __padata_list_init(list);
 579         }
 580 }
 581
 582 /* Allocate and initialize the internal cpumask dependend resources. */
 583 static struct parallel_data *padata_alloc_pd(struct padata_shell *ps)
 584 {
 585         struct padata_instance *pinst = ps->pinst;
 586         struct parallel_data *pd;
 587
 588         pd = kzalloc(sizeof(struct parallel_data), GFP_KERNEL);
 589         if (!pd)
 590                 goto err;
 591
 592         pd->reorder_list = alloc_percpu(struct padata_list);
 593         if (!pd->reorder_list)
 594                 goto err_free_pd;
 595
 596         pd->squeue = alloc_percpu(struct padata_serial_queue);
 597         if (!pd->squeue)
 598                 goto err_free_reorder_list;
 599
 600         pd->ps = ps;
 601
 602         if (!alloc_cpumask_var(&pd->cpumask.pcpu, GFP_KERNEL))
 603                 goto err_free_squeue;
 604         if (!alloc_cpumask_var(&pd->cpumask.cbcpu, GFP_KERNEL))
 605                 goto err_free_pcpu;
 606
 607         cpumask_and(pd->cpumask.pcpu, pinst->cpumask.pcpu, cpu_online_mask);
 608         cpumask_and(pd->cpumask.cbcpu, pinst->cpumask.cbcpu, cpu_online_mask);
 609
 610         padata_init_reorder_list(pd);
 611         padata_init_squeues(pd);
 612         pd->seq_nr = -1;
 613         refcount_set(&pd->refcnt, 1);
 614         spin_lock_init(&pd->lock);
 615         pd->cpu = cpumask_first(pd->cpumask.pcpu);
 616         INIT_WORK(&pd->reorder_work, invoke_padata_reorder);
 617
 618         return pd;
 619
 620 err_free_pcpu:
 621         free_cpumask_var(pd->cpumask.pcpu);
 622 err_free_squeue:
 623         free_percpu(pd->squeue);
 624 err_free_reorder_list:
 625         free_percpu(pd->reorder_list);
 626 err_free_pd:
 627         kfree(pd);
 628 err:
 629         return NULL;
 630 }
 631
 632 static void padata_free_pd(struct parallel_data *pd)
 633 {
 634         free_cpumask_var(pd->cpumask.pcpu);
 635         free_cpumask_var(pd->cpumask.cbcpu);
 636         free_percpu(pd->reorder_list);
 637         free_percpu(pd->squeue);
 638         kfree(pd);
 639 }
 640
 641 static void __padata_start(struct padata_instance *pinst)
 642 {
 643         pinst->flags |= PADATA_INIT;
 644 }
 645
 646 static void __padata_stop(struct padata_instance *pinst)
 647 {
 648         if (!(pinst->flags & PADATA_INIT))
 649                 return;
 650
 651         pinst->flags &= ~PADATA_INIT;
 652
 653         synchronize_rcu();
 654 }
 655
 656 /* Replace the internal control structure with a new one. */
 657 static int padata_replace_one(struct padata_shell *ps)
 658 {
 659         struct parallel_data *pd_new;
 660
 661         pd_new = padata_alloc_pd(ps);
 662         if (!pd_new)
 663                 return -ENOMEM;
 664
 665         ps->opd = rcu_dereference_protected(ps->pd, 1);
 666         rcu_assign_pointer(ps->pd, pd_new);
 667
 668         return 0;
 669 }
 670
 671 static int padata_replace(struct padata_instance *pinst)
 672 {
 673         struct padata_shell *ps;
 674         int err = 0;
 675
 676         pinst->flags |= PADATA_RESET;
 677
 678         list_for_each_entry(ps, &pinst->pslist, list) {
 679                 err = padata_replace_one(ps);
 680                 if (err)
 681                         break;
 682         }
 683
 684         synchronize_rcu();
 685
 686         list_for_each_entry_continue_reverse(ps, &pinst->pslist, list)
 687                 if (refcount_dec_and_test(&ps->opd->refcnt))
 688                         padata_free_pd(ps->opd);
 689
 690         pinst->flags &= ~PADATA_RESET;
 691
 692         return err;
 693 }
 694
 695 /* If cpumask contains no active cpu, we mark the instance as invalid. */
 696 static bool padata_validate_cpumask(struct padata_instance *pinst,
 697                                     const struct cpumask *cpumask)
 698 {
 699         if (!cpumask_intersects(cpumask, cpu_online_mask)) {
 700                 pinst->flags |= PADATA_INVALID;
 701                 return false;
 702         }
 703
 704         pinst->flags &= ~PADATA_INVALID;
 705         return true;
 706 }
 707
 708 static int __padata_set_cpumasks(struct padata_instance *pinst,
 709                                  cpumask_var_t pcpumask,
 710                                  cpumask_var_t cbcpumask)
 711 {
 712         int valid;
 713         int err;
 714
 715         valid = padata_validate_cpumask(pinst, pcpumask);
 716         if (!valid) {
 717                 __padata_stop(pinst);
 718                 goto out_replace;
 719         }
 720
 721         valid = padata_validate_cpumask(pinst, cbcpumask);
 722         if (!valid)
 723                 __padata_stop(pinst);
 724
 725 out_replace:
 726         cpumask_copy(pinst->cpumask.pcpu, pcpumask);
 727         cpumask_copy(pinst->cpumask.cbcpu, cbcpumask);
 728
 729         err = padata_setup_cpumasks(pinst) ?: padata_replace(pinst);
 730
 731         if (valid)
 732                 __padata_start(pinst);
 733
 734         return err;
 735 }
 736
 737 /**
 738  * padata_set_cpumask - Sets specified by @cpumask_type cpumask to the value
 739  *                      equivalent to @cpumask.
 740  * @pinst: padata instance
 741  * @cpumask_type: PADATA_CPU_SERIAL or PADATA_CPU_PARALLEL corresponding
 742  *                to parallel and serial cpumasks respectively.
 743  * @cpumask: the cpumask to use
 744  *
 745  * Return: 0 on success or negative error code
 746  */
 747 int padata_set_cpumask(struct padata_instance *pinst, int cpumask_type,
 748                        cpumask_var_t cpumask)
 749 {
 750         struct cpumask *serial_mask, *parallel_mask;
 751         int err = -EINVAL;
 752
 753         cpus_read_lock();
 754         mutex_lock(&pinst->lock);
 755
 756         switch (cpumask_type) {
 757         case PADATA_CPU_PARALLEL:
 758                 serial_mask = pinst->cpumask.cbcpu;
 759                 parallel_mask = cpumask;
 760                 break;
 761         case PADATA_CPU_SERIAL:
 762                 parallel_mask = pinst->cpumask.pcpu;
 763                 serial_mask = cpumask;
 764                 break;
 765         default:
 766                  goto out;
 767         }
 768
 769         err =  __padata_set_cpumasks(pinst, parallel_mask, serial_mask);
 770
 771 out:
 772         mutex_unlock(&pinst->lock);
 773         cpus_read_unlock();
 774
 775         return err;
 776 }
 777 EXPORT_SYMBOL(padata_set_cpumask);
 778
 779 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 780
 781 static int __padata_add_cpu(struct padata_instance *pinst, int cpu)
 782 {
 783         int err = 0;
 784
 785         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_online_mask)) {
 786                 err = padata_replace(pinst);
 787
 788                 if (padata_validate_cpumask(pinst, pinst->cpumask.pcpu) &&
 789                     padata_validate_cpumask(pinst, pinst->cpumask.cbcpu))
 790                         __padata_start(pinst);
 791         }
 792
 793         return err;
 794 }
 795
 796 static int __padata_remove_cpu(struct padata_instance *pinst, int cpu)
 797 {
 798         int err = 0;
 799
 800         if (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_online_mask)) {
 801                 if (!padata_validate_cpumask(pinst, pinst->cpumask.pcpu) ||
 802                     !padata_validate_cpumask(pinst, pinst->cpumask.cbcpu))
 803                         __padata_stop(pinst);
 804
 805                 err = padata_replace(pinst);
 806         }
 807
 808         return err;
 809 }
 810
 811 static inline int pinst_has_cpu(struct padata_instance *pinst, int cpu)
 812 {
 813         return cpumask_test_cpu(cpu, pinst->cpumask.pcpu) ||
 814                 cpumask_test_cpu(cpu, pinst->cpumask.cbcpu);
 815 }
 816
 817 static int padata_cpu_online(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
 818 {
 819         struct padata_instance *pinst;
 820         int ret;
 821
 822         pinst = hlist_entry_safe(node, struct padata_instance, cpu_online_node);
 823         if (!pinst_has_cpu(pinst, cpu))
 824                 return 0;
 825
 826         mutex_lock(&pinst->lock);
 827         ret = __padata_add_cpu(pinst, cpu);
 828         mutex_unlock(&pinst->lock);
 829         return ret;
 830 }
 831
 832 static int padata_cpu_dead(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
 833 {
 834         struct padata_instance *pinst;
 835         int ret;
 836
 837         pinst = hlist_entry_safe(node, struct padata_instance, cpu_dead_node);
 838         if (!pinst_has_cpu(pinst, cpu))
 839                 return 0;
 840
 841         mutex_lock(&pinst->lock);
 842         ret = __padata_remove_cpu(pinst, cpu);
 843         mutex_unlock(&pinst->lock);
 844         return ret;
 845 }
 846
 847 static enum cpuhp_state hp_online;
 848 #endif
 849
 850 static void __padata_free(struct padata_instance *pinst)
 851 {
 852 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 853         cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_PADATA_DEAD,
 854                                             &pinst->cpu_dead_node);
 855         cpuhp_state_remove_instance_nocalls(hp_online, &pinst->cpu_online_node);
 856 #endif
 857
 858         WARN_ON(!list_empty(&pinst->pslist));
 859
 860         free_cpumask_var(pinst->cpumask.pcpu);
 861         free_cpumask_var(pinst->cpumask.cbcpu);
 862         destroy_workqueue(pinst->serial_wq);
 863         destroy_workqueue(pinst->parallel_wq);
 864         kfree(pinst);
 865 }
 866
 867 #define kobj2pinst(_kobj)                                       \
 868         container_of(_kobj, struct padata_instance, kobj)
 869 #define attr2pentry(_attr)                                      \
 870         container_of(_attr, struct padata_sysfs_entry, attr)
 871
 872 static void padata_sysfs_release(struct kobject *kobj)
 873 {
 874         struct padata_instance *pinst = kobj2pinst(kobj);
 875         __padata_free(pinst);
 876 }
 877
 878 struct padata_sysfs_entry {
 879         struct attribute attr;
 880         ssize_t (*show)(struct padata_instance *, struct attribute *, char *);
 881         ssize_t (*store)(struct padata_instance *, struct attribute *,
 882                          const char *, size_t);
 883 };
 884
 885 static ssize_t show_cpumask(struct padata_instance *pinst,
 886                             struct attribute *attr,  char *buf)
 887 {
 888         struct cpumask *cpumask;
 889         ssize_t len;
 890
 891         mutex_lock(&pinst->lock);
 892         if (!strcmp(attr->name, "serial_cpumask"))
 893                 cpumask = pinst->cpumask.cbcpu;
 894         else
 895                 cpumask = pinst->cpumask.pcpu;
 896
 897         len = snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
 898                        nr_cpu_ids, cpumask_bits(cpumask));
 899         mutex_unlock(&pinst->lock);
 900         return len < PAGE_SIZE ? len : -EINVAL;
 901 }
 902
 903 static ssize_t store_cpumask(struct padata_instance *pinst,
 904                              struct attribute *attr,
 905                              const char *buf, size_t count)
 906 {
 907         cpumask_var_t new_cpumask;
 908         ssize_t ret;
 909         int mask_type;
 910
 911         if (!alloc_cpumask_var(&new_cpumask, GFP_KERNEL))
 912                 return -ENOMEM;
 913
 914         ret = bitmap_parse(buf, count, cpumask_bits(new_cpumask),
 915                            nr_cpumask_bits);
 916         if (ret < 0)
 917                 goto out;
 918
 919         mask_type = !strcmp(attr->name, "serial_cpumask") ?
 920                 PADATA_CPU_SERIAL : PADATA_CPU_PARALLEL;
 921         ret = padata_set_cpumask(pinst, mask_type, new_cpumask);
 922         if (!ret)
 923                 ret = count;
 924
 925 out:
 926         free_cpumask_var(new_cpumask);
 927         return ret;
 928 }
 929
 930 #define PADATA_ATTR_RW(_name, _show_name, _store_name)          \
 931         static struct padata_sysfs_entry _name##_attr =         \
 932                 __ATTR(_name, 0644, _show_name, _store_name)
 933 #define PADATA_ATTR_RO(_name, _show_name)               \
 934         static struct padata_sysfs_entry _name##_attr = \
 935                 __ATTR(_name, 0400, _show_name, NULL)
 936
 937 PADATA_ATTR_RW(serial_cpumask, show_cpumask, store_cpumask);
 938 PADATA_ATTR_RW(parallel_cpumask, show_cpumask, store_cpumask);
 939
 940 /*
 941  * Padata sysfs provides the following objects:
 942  * serial_cpumask   [RW] - cpumask for serial workers
 943  * parallel_cpumask [RW] - cpumask for parallel workers
 944  */
 945 static struct attribute *padata_default_attrs[] = {
 946         &serial_cpumask_attr.attr,
 947         &parallel_cpumask_attr.attr,
 948         NULL,
 949 };
 950 ATTRIBUTE_GROUPS(padata_default);
 951
 952 static ssize_t padata_sysfs_show(struct kobject *kobj,
 953                                  struct attribute *attr, char *buf)
 954 {
 955         struct padata_instance *pinst;
 956         struct padata_sysfs_entry *pentry;
 957         ssize_t ret = -EIO;
 958
 959         pinst = kobj2pinst(kobj);
 960         pentry = attr2pentry(attr);
 961         if (pentry->show)
 962                 ret = pentry->show(pinst, attr, buf);
 963
 964         return ret;
 965 }
 966
 967 static ssize_t padata_sysfs_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
 968                                   const char *buf, size_t count)
 969 {
 970         struct padata_instance *pinst;
 971         struct padata_sysfs_entry *pentry;
 972         ssize_t ret = -EIO;
 973
 974         pinst = kobj2pinst(kobj);
 975         pentry = attr2pentry(attr);
 976         if (pentry->show)
 977                 ret = pentry->store(pinst, attr, buf, count);
 978
 979         return ret;
 980 }
 981
 982 static const struct sysfs_ops padata_sysfs_ops = {
 983         .show = padata_sysfs_show,
 984         .store = padata_sysfs_store,
 985 };
 986
 987 static const struct kobj_type padata_attr_type = {
 988         .sysfs_ops = &padata_sysfs_ops,
 989         .default_groups = padata_default_groups,
 990         .release = padata_sysfs_release,
 991 };
 992
 993 /**
 994  * padata_alloc - allocate and initialize a padata instance
 995  * @name: used to identify the instance
 996  *
 997  * Return: new instance on success, NULL on error
 998  */
 999 struct padata_instance *padata_alloc(const char *name)
1000 {
1001         struct padata_instance *pinst;
1002
1003         pinst = kzalloc(sizeof(struct padata_instance), GFP_KERNEL);
1004         if (!pinst)
1005                 goto err;
1006
1007         pinst->parallel_wq = alloc_workqueue("%s_parallel", WQ_UNBOUND, 0,
1008                                              name);
1009         if (!pinst->parallel_wq)
1010                 goto err_free_inst;
1011
1012         cpus_read_lock();
1013
1014         pinst->serial_wq = alloc_workqueue("%s_serial", WQ_MEM_RECLAIM |
1015                                            WQ_CPU_INTENSIVE, 1, name);
1016         if (!pinst->serial_wq)
1017                 goto err_put_cpus;
1018
1019         if (!alloc_cpumask_var(&pinst->cpumask.pcpu, GFP_KERNEL))
1020                 goto err_free_serial_wq;
1021         if (!alloc_cpumask_var(&pinst->cpumask.cbcpu, GFP_KERNEL)) {
1022                 free_cpumask_var(pinst->cpumask.pcpu);
1023                 goto err_free_serial_wq;
1024         }
1025
1026         INIT_LIST_HEAD(&pinst->pslist);
1027
1028         cpumask_copy(pinst->cpumask.pcpu, cpu_possible_mask);
1029         cpumask_copy(pinst->cpumask.cbcpu, cpu_possible_mask);
1030
1031         if (padata_setup_cpumasks(pinst))
1032                 goto err_free_masks;
1033
1034         __padata_start(pinst);
1035
1036         kobject_init(&pinst->kobj, &padata_attr_type);
1037         mutex_init(&pinst->lock);
1038
1039 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1040         cpuhp_state_add_instance_nocalls_cpuslocked(hp_online,
1041                                                     &pinst->cpu_online_node);
1042         cpuhp_state_add_instance_nocalls_cpuslocked(CPUHP_PADATA_DEAD,
1043                                                     &pinst->cpu_dead_node);
1044 #endif
1045
1046         cpus_read_unlock();
1047
1048         return pinst;
1049
1050 err_free_masks:
1051         free_cpumask_var(pinst->cpumask.pcpu);
1052         free_cpumask_var(pinst->cpumask.cbcpu);
1053 err_free_serial_wq:
1054         destroy_workqueue(pinst->serial_wq);
1055 err_put_cpus:
1056         cpus_read_unlock();
1057         destroy_workqueue(pinst->parallel_wq);
1058 err_free_inst:
1059         kfree(pinst);
1060 err:
1061         return NULL;
1062 }
1063 EXPORT_SYMBOL(padata_alloc);
1064
1065 /**
1066  * padata_free - free a padata instance
1067  *
1068  * @pinst: padata instance to free
1069  */
1070 void padata_free(struct padata_instance *pinst)
1071 {
1072         kobject_put(&pinst->kobj);
1073 }
1074 EXPORT_SYMBOL(padata_free);
1075
1076 /**
1077  * padata_alloc_shell - Allocate and initialize padata shell.
1078  *
1079  * @pinst: Parent padata_instance object.
1080  *
1081  * Return: new shell on success, NULL on error
1082  */
1083 struct padata_shell *padata_alloc_shell(struct padata_instance *pinst)
1084 {
1085         struct parallel_data *pd;
1086         struct padata_shell *ps;
1087
1088         ps = kzalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
1089         if (!ps)
1090                 goto out;
1091
1092         ps->pinst = pinst;
1093
1094         cpus_read_lock();
1095         pd = padata_alloc_pd(ps);
1096         cpus_read_unlock();
1097
1098         if (!pd)
1099                 goto out_free_ps;
1100
1101         mutex_lock(&pinst->lock);
1102         RCU_INIT_POINTER(ps->pd, pd);
1103         list_add(&ps->list, &pinst->pslist);
1104         mutex_unlock(&pinst->lock);
1105
1106         return ps;
1107
1108 out_free_ps:
1109         kfree(ps);
1110 out:
1111         return NULL;
1112 }
1113 EXPORT_SYMBOL(padata_alloc_shell);
1114
1115 /**
1116  * padata_free_shell - free a padata shell
1117  *
1118  * @ps: padata shell to free
1119  */
1120 void padata_free_shell(struct padata_shell *ps)
1121 {
1122         struct parallel_data *pd;
1123
1124         if (!ps)
1125                 return;
1126
1127         mutex_lock(&ps->pinst->lock);
1128         list_del(&ps->list);
1129         pd = rcu_dereference_protected(ps->pd, 1);
1130         if (refcount_dec_and_test(&pd->refcnt))
1131                 padata_free_pd(pd);
1132         mutex_unlock(&ps->pinst->lock);
1133
1134         kfree(ps);
1135 }
1136 EXPORT_SYMBOL(padata_free_shell);
1137
1138 void __init padata_init(void)
1139 {
1140         unsigned int i, possible_cpus;
1141 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1142         int ret;
1143
1144         ret = cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "padata:online",
1145                                       padata_cpu_online, NULL);
1146         if (ret < 0)
1147                 goto err;
1148         hp_online = ret;
1149
1150         ret = cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_PADATA_DEAD, "padata:dead",
1151                                       NULL, padata_cpu_dead);
1152         if (ret < 0)
1153                 goto remove_online_state;
1154 #endif
1155
1156         possible_cpus = num_possible_cpus();
1157         padata_works = kmalloc_array(possible_cpus, sizeof(struct padata_work),
1158                                      GFP_KERNEL);
1159         if (!padata_works)
1160                 goto remove_dead_state;
1161
1162         for (i = 0; i < possible_cpus; ++i)
1163                 list_add(&padata_works[i].pw_list, &padata_free_works);
1164
1165         return;
1166
1167 remove_dead_state:
1168 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1169         cpuhp_remove_multi_state(CPUHP_PADATA_DEAD);
1170 remove_online_state:
1171         cpuhp_remove_multi_state(hp_online);
1172 err:
1173 #endif
1174         pr_warn("padata: initialization failed\n");
1175 }