/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
/*
 * padata.h - header for the padata parallelization interface
 *
 * Copyright (C) 2008, 2009 secunet Security Networks AG
 * Copyright (C) 2008, 2009 Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
 *
 * Copyright (c) 2020 Oracle and/or its affiliates.
 * Author: Daniel Jordan <daniel.m.jordan@oracle.com>
 */

#ifndef PADATA_H
#define PADATA_H

#include <linux/refcount.h>
#include <linux/compiler_types.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/kobject.h>

#define PADATA_CPU_SERIAL   0x01
#define PADATA_CPU_PARALLEL 0x02

/**
 * struct padata_priv - Represents one job
 *
 * @list: List entry, to attach to the padata lists.
 * @pd: Pointer to the internal control structure.
 * @cb_cpu: Callback cpu for serializatioon.
 * @seq_nr: Sequence number of the parallelized data object.
 * @info: Used to pass information from the parallel to the serial function.
 * @parallel: Parallel execution function.
 * @serial: Serial complete function.
 */
struct padata_priv {
 struct list_head list;
 struct parallel_data *pd;
 int   cb_cpu;
 unsigned int  seq_nr;
 int   info;
 void                    (*parallel)(struct padata_priv *padata);
 void                    (*serial)(struct padata_priv *padata);
};

/**
 * struct padata_list - one per work type per CPU
 *
 * @list: List head.
 * @lock: List lock.
 */
struct padata_list {
 struct list_head        list;
 spinlock_t              lock;
};

/**
* struct padata_serial_queue - The percpu padata serial queue
*
* @serial: List to wait for serialization after reordering.
* @work: work struct for serialization.
* @pd: Backpointer to the internal control structure.
*/
struct padata_serial_queue {
       struct padata_list    serial;
       struct work_struct    work;
       struct parallel_data *pd;
};

/**
 * struct padata_cpumask - The cpumasks for the parallel/serial workers
 *
 * @pcpu: cpumask for the parallel workers.
 * @cbcpu: cpumask for the serial (callback) workers.
 */
struct padata_cpumask {
 cpumask_var_t pcpu;
 cpumask_var_t cbcpu;
};

/**
 * struct parallel_data - Internal control structure, covers everything
 * that depends on the cpumask in use.
 *
 * @ps: padata_shell object.
 * @reorder_list: percpu reorder lists
 * @squeue: percpu padata queues used for serialuzation.
 * @refcnt: Number of objects holding a reference on this parallel_data.
 * @seq_nr: Sequence number of the parallelized data object.
 * @processed: Number of already processed objects.
 * @cpu: Next CPU to be processed.
 * @cpumask: The cpumasks in use for parallel and serial workers.
 */
struct parallel_data {
 struct padata_shell  *ps;
 struct padata_list  __percpu *reorder_list;
 struct padata_serial_queue __percpu *squeue;
 refcount_t   refcnt;
 unsigned int   seq_nr;
 unsigned int   processed;
 int    cpu;
 struct padata_cpumask  cpumask;
};

/**
 * struct padata_shell - Wrapper around struct parallel_data, its
 * purpose is to allow the underlying control structure to be replaced
 * on the fly using RCU.
 *
 * @pinst: padat instance.
 * @pd: Actual parallel_data structure which may be substituted on the fly.
 * @opd: Pointer to old pd to be freed by padata_replace.
 * @list: List entry in padata_instance list.
 */
struct padata_shell {
 struct padata_instance  *pinst;
 struct parallel_data __rcu *pd;
 struct parallel_data  *opd;
 struct list_head  list;
};

/**
 * struct padata_mt_job - represents one multithreaded job
 *
 * @thread_fn: Called for each chunk of work that a padata thread does.
 * @fn_arg: The thread function argument.
 * @start: The start of the job (units are job-specific).
 * @size: size of this node's work (units are job-specific).
 * @align: Ranges passed to the thread function fall on this boundary, with the
 *         possible exceptions of the beginning and end of the job.
 * @min_chunk: The minimum chunk size in job-specific units.  This allows
 *             the client to communicate the minimum amount of work that's
 *             appropriate for one worker thread to do at once.
 * @max_threads: Max threads to use for the job, actual number may be less
 *               depending on task size and minimum chunk size.
 * @numa_aware: Distribute jobs to different nodes with CPU in a round robin fashion.
 */
struct padata_mt_job {
 void (*thread_fn)(unsigned long start, unsigned long end, void *arg);
 void   *fn_arg;
 unsigned long  start;
 unsigned long  size;
 unsigned long  align;
 unsigned long  min_chunk;
 int   max_threads;
 bool   numa_aware;
};

/**
 * struct padata_instance - The overall control structure.
 *
 * @cpu_online_node: Linkage for CPU online callback.
 * @cpu_dead_node: Linkage for CPU offline callback.
 * @parallel_wq: The workqueue used for parallel work.
 * @serial_wq: The workqueue used for serial work.
 * @pslist: List of padata_shell objects attached to this instance.
 * @cpumask: User supplied cpumasks for parallel and serial works.
 * @kobj: padata instance kernel object.
 * @lock: padata instance lock.
 * @flags: padata flags.
 */
struct padata_instance {
 struct hlist_node  cpu_online_node;
 struct hlist_node  cpu_dead_node;
 struct workqueue_struct  *parallel_wq;
 struct workqueue_struct  *serial_wq;
 struct list_head  pslist;
 struct padata_cpumask  cpumask;
 struct kobject                   kobj;
 struct mutex    lock;
 u8     flags;
#define PADATA_INIT 1
#define PADATA_RESET 2
#define PADATA_INVALID 4
};

#ifdef CONFIG_PADATA
extern void __init padata_init(void);
extern struct padata_instance *padata_alloc(const char *name);
extern void padata_free(struct padata_instance *pinst);
extern struct padata_shell *padata_alloc_shell(struct padata_instance *pinst);
extern void padata_free_shell(struct padata_shell *ps);
extern int padata_do_parallel(struct padata_shell *ps,
         struct padata_priv *padata, int *cb_cpu);
extern void padata_do_serial(struct padata_priv *padata);
extern void __init padata_do_multithreaded(struct padata_mt_job *job);
extern int padata_set_cpumask(struct padata_instance *pinst, int cpumask_type,
         cpumask_var_t cpumask);
#else
static inline void __init padata_init(void) {}
static inline void __init padata_do_multithreaded(struct padata_mt_job *job)
{
 job->thread_fn(job->start, job->start + job->size, job->fn_arg);
}
#endif

#endif