Merge branch 'nvme-4.16' of git://git.infradead.org/nvme into for-4.16/block

Pull NVMe fixes for 4.16 from Christoph.

* 'nvme-4.16' of git://git.infradead.org/nvme:
  nvme-pci: clean up SMBSZ bit definitions
  nvme-pci: clean up CMB initialization
  nvme-fc: correct hang in nvme_ns_remove()
  nvme-fc: fix rogue admin cmds stalling teardown
  nvmet: release a ns reference in nvmet_req_uninit if needed
  nvme-fabrics: fix memory leak when parsing host ID option
  nvme: fix comment typos in nvme_create_io_queues
  nvme: host delete_work and reset_work on separate workqueues
  nvme-pci: allocate device queues storage space at probe
  nvme-pci: serialize pci resets

blk-throttle: track read and write request individually

In mixed read/write workload on SSD, write latency is much lower than
read. But now we only track and record read latency and then use it as
threshold base for both read and write io latency accounting. As a
result, write io latency will always be considered as good and
bad_bio_cnt is much smaller than 20% of bio_cnt. That is to mean, the
tg to be checked will be treated as idle most of the time and still let
others dispatch more ios, even it is truly running under low limit and
wants its low limit to be guaranteed, which is not we expected in fact.
So track read and write request individually, which can bring more
precise latency control for low limit idle detection.

Signed-off-by: Joseph Qi <qijiang.qj@alibaba-inc.com>
Reviewed-by: Shaohua Li <shli@fb.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: add bdev_read_only() checks to common helpers

Similar to blkdev_write_iter(), return -EPERM if the partition is
read-only.  This covers ioctl(), fallocate() and most in-kernel users
but isn't meant to be exhaustive -- everything else will be caught in
generic_make_request_checks(), fail with -EIO and can be fixed later.

Reviewed-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Ilya Dryomov <idryomov@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: fail op_is_write() requests to read-only partitions

Regular block device writes go through blkdev_write_iter(), which does
bdev_read_only(), while zeroout/discard/etc requests are never checked,
both userspace- and kernel-triggered.  Add a generic catch-all check to
generic_make_request_checks() to actually enforce ioctl(BLKROSET) and
set_disk_ro(), which is used by quite a few drivers for things like
snapshots, read-only backing files/images, etc.

Reviewed-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Ilya Dryomov <idryomov@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-throttle: export io_serviced_recursive, io_service_bytes_recursive

export these two interface for cgroup-v1.

Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: weiping zhang <zhangweiping@didichuxing.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: Protect less code with sysfs_lock in blk_{un,}register_queue()

The __blk_mq_register_dev(), blk_mq_unregister_dev(),
elv_register_queue() and elv_unregister_queue() calls need to be
protected with sysfs_lock but other code in these functions not.
Hence protect only this code with sysfs_lock. This patch fixes a
locking inversion issue in blk_unregister_queue() and also in an
error path of blk_register_queue(): it is not allowed to hold
sysfs_lock around the kobject_del(&q->kobj) call.

Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: Document scheduler modification locking requirements

This patch does not change any functionality.

Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: Unexport elv_register_queue() and elv_unregister_queue()

These two functions are only called from inside the block layer so
unexport them.

Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block, bfq: limit sectors served with interactive weight raising

To maximise responsiveness, BFQ raises the weight, and performs device
idling, for bfq_queues associated with processes deemed as
interactive. In particular, weight raising has a maximum duration,
equal to the time needed to start a large application. If a
weight-raised process goes on doing I/O beyond this maximum duration,
it loses weight-raising.

This mechanism is evidently vulnerable to the following false
positives: I/O-bound applications that will go on doing I/O for much
longer than the duration of weight-raising. These applications have
basically no benefit from being weight-raised at the beginning of
their I/O. On the opposite end, while being weight-raised, these
applications
a) unjustly steal throughput to applications that may truly need
low latency;
b) make BFQ uselessly perform device idling; device idling results
in loss of device throughput with most flash-based storage, and may
increase latencies when used purposelessly.

This commit adds a countermeasure to reduce both the above
problems. To introduce this countermeasure, we provide the following
extra piece of information (full details in the comments added by this
commit). During the start-up of the large application used as a
reference to set the duration of weight-raising, involved processes
transfer at most ~110K sectors each. Accordingly, a process initially
deemed as interactive has no right to be weight-raised any longer,
once transferred 110K sectors or more.

Basing on this consideration, this commit early-ends weight-raising
for a bfq_queue if the latter happens to have received an amount of
service at least equal to 110K sectors (actually, a little bit more,
to keep a safety margin). I/O-bound applications that reach a high
throughput, such as file copy, get to this threshold much before the
allowed weight-raising period finishes. Thus this early ending of
weight-raising reduces the amount of time during which these
applications cause the problems described above.

Tested-by: Oleksandr Natalenko <oleksandr@natalenko.name>
Tested-by: Holger Hoffstätte <holger@applied-asynchrony.com>
Signed-off-by: Paolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block, bfq: limit tags for writes and async I/O

Asynchronous I/O can easily starve synchronous I/O (both sync reads
and sync writes), by consuming all request tags. Similarly, storms of
synchronous writes, such as those that sync(2) may trigger, can starve
synchronous reads. In their turn, these two problems may also cause
BFQ to loose control on latency for interactive and soft real-time
applications. For example, on a PLEXTOR PX-256M5S SSD, LibreOffice
Writer takes 0.6 seconds to start if the device is idle, but it takes
more than 45 seconds (!) if there are sequential writes in the
background.

This commit addresses this issue by limiting the maximum percentage of
tags that asynchronous I/O requests and synchronous write requests can
consume. In particular, this commit grants a higher threshold to
synchronous writes, to prevent the latter from being starved by
asynchronous I/O.

According to the above test, LibreOffice Writer now starts in about
1.2 seconds on average, regardless of the background workload, and
apart from some rare outlier. To check this improvement, run, e.g.,
sudo ./comm_startup_lat.sh bfq 5 5 seq 10 "lowriter --terminate_after_init"
for the comm_startup_lat benchmark in the S suite [1].

[1] https://github.com/Algodev-github/S

Tested-by: Oleksandr Natalenko <oleksandr@natalenko.name>
Tested-by: Holger Hoffstätte <holger@applied-asynchrony.com>
Signed-off-by: Paolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: don't dispatch request in blk_mq_request_direct_issue if queue is busy

If we run into blk_mq_request_direct_issue(), when queue is busy, we
don't want to dispatch this request into hctx->dispatch_list, and
what we need to do is to return the queue busy info to caller, so
that caller can deal with it well.

Fixes: 396eaf21ee ("blk-mq: improve DM's blk-mq IO merging via blk_insert_cloned_request feedback")
Reported-by: Laurence Oberman <loberman@redhat.com>
Reviewed-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Signed-off-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: Fix __bio_integrity_endio() documentation

Fixes: 4246a0b63bd8 ("block: add a bi_error field to struct bio")
Reviewed-by: Martin K. Petersen <martin.petersen@oracle.com>
Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

nvme-pci: clean up SMBSZ bit definitions

Define the bit positions instead of macros using the magic values,
and move the expanded helpers to calculate the size and size unit into
the implementation C file.

Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Reviewed-by: Keith Busch <keith.busch@intel.com>
Reviewed-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Reviewed-by: Logan Gunthorpe <logang@deltatee.com>

nvme-pci: clean up CMB initialization

Refactor the call to nvme_map_cmb, and change the conditions for probing
for the CMB.  First remove the version check as NVMe TPs always apply
to earlier versions of the spec as well.  Second check for the whole CMBSZ
register for support of the CMB feature instead of just the size field
inside of it to simplify the code a bit.

Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Reviewed-by: Keith Busch <keith.busch@intel.com>
Reviewed-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Reviewed-by: Logan Gunthorpe <logang@deltatee.com>

nvme-fc: correct hang in nvme_ns_remove()

When connectivity is lost to a device, the association is terminated
and the blk-mq queues are quiesced/stopped. When connectivity is
re-established, they are resumed.

If connectivity is lost for a sufficient amount of time that the
controller is then deleted, the delete path starts tearing down queues,
and eventually calling nvme_ns_remove(). It appears that pending
commands may cause blk_cleanup_queue() to never complete and the
teardown stalls.

Correct by starting the ns queues after transitioning to a DELETING
state, allowing pending commands to be flushed with io failures. Thus
the delete path is clear when reached.

Signed-off-by: James Smart <james.smart@broadcom.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme-fc: fix rogue admin cmds stalling teardown

When connectivity is lost to a device, the association is terminated
and the blk-mq queues are quiesced/stopped. When connectivity is
re-established, they are resumed.

If an admin command is received while connectivity is list, the ioctl
queues the command on the admin_q and the command stalls (the thread
issuing the ioctl hangs/waits). if the connectivity is lost long
enough such that the controller is then deleted, the delete code
makes its calls to initiate the delete, which then expects the core
layer to call the transport when all references are removed and the
controller can be freed.  Unfortunately, nothing in this path dequeued
the admin command, so a reference sits outstanding and things stop,
hanging the delete indefinitely.

Correct by unquiescing the admin queue in the delete association. This
means any admin command (which should only be from an ioctl) issued
after connectivity is lost will detect the controller is in a
reconnecting state and will (fast) fail the command. Thus, a pending
reference can no longer be created.  Once connectivity is re-established,
a new ioctl/admin command would see proper device state and function again.

Signed-off-by: James Smart <james.smart@broadcom.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

blk-mq-sched: remove unused 'can_block' arg from blk_mq_sched_insert_request

After commit:

923218f6166a ("blk-mq: don't allocate driver tag upfront for flush rq")

we no longer use the 'can_block' argument in
blk_mq_sched_insert_request(). Kill it.

Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Added actual commit message as to why it's being removed.

Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: improve DM's blk-mq IO merging via blk_insert_cloned_request feedback

blk_insert_cloned_request() is called in the fast path of a dm-rq driver
(e.g. blk-mq request-based DM mpath).  blk_insert_cloned_request() uses
blk_mq_request_bypass_insert() to directly append the request to the
blk-mq hctx->dispatch_list of the underlying queue.

1) This way isn't efficient enough because the hctx spinlock is always
used.

2) With blk_insert_cloned_request(), we completely bypass underlying
queue's elevator and depend on the upper-level dm-rq driver's elevator
to schedule IO.  But dm-rq currently can't get the underlying queue's
dispatch feedback at all.  Without knowing whether a request was issued
or not (e.g. due to underlying queue being busy) the dm-rq elevator will
not be able to provide effective IO merging (as a side-effect of dm-rq
currently blindly destaging a request from its elevator only to requeue
it after a delay, which kills any opportunity for merging).  This
obviously causes very bad sequential IO performance.

Fix this by updating blk_insert_cloned_request() to use
blk_mq_request_direct_issue().  blk_mq_request_direct_issue() allows a
request to be issued directly to the underlying queue and returns the
dispatch feedback (blk_status_t).  If blk_mq_request_direct_issue()
returns BLK_SYS_RESOURCE the dm-rq driver will now use DM_MAPIO_REQUEUE
to _not_ destage the request.  Whereby preserving the opportunity to
merge IO.

With this, request-based DM's blk-mq sequential IO performance is vastly
improved (as much as 3X in mpath/virtio-scsi testing).

Signed-off-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
[blk-mq.c changes heavily influenced by Ming Lei's initial solution, but
they were refactored to make them less fragile and easier to read/review]
Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: factor out a few helpers from __blk_mq_try_issue_directly

No functional change.  Just makes code flow more logically.

In following commit, __blk_mq_try_issue_directly() will be used to
return the dispatch result (blk_status_t) to DM.  DM needs this
information to improve IO merging.

Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: turn WARN_ON in __blk_mq_run_hw_queue into printk

We know this WARN_ON is harmless and in reality it may be trigged,
so convert it to printk() and dump_stack() to avoid to confusing
people.

Also add comment about two releated races here.

Cc: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Cc: Stefan Haberland <sth@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: "jianchao.wang" <jianchao.w.wang@oracle.com>
Signed-off-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: make sure hctx->next_cpu is set correctly

When hctx->next_cpu is set from possible online CPUs, there is one
race in which hctx->next_cpu may be set as >= nr_cpu_ids, and finally
break workqueue.

The race can be triggered in the following two sitations:

1) when one CPU is becoming DEAD, blk_mq_hctx_notify_dead() is called
to dispatch requests from the DEAD cpu context, but at that
time, this DEAD CPU has been cleared from 'cpu_online_mask', so all
CPUs in hctx->cpumask may become offline, and cause hctx->next_cpu set
a bad value.

2) blk_mq_delay_run_hw_queue() is called from CPU B, and found the queue
should be run on the other CPU A, then CPU A may become offline at the
same time and all CPUs in hctx->cpumask become offline.

This patch deals with this issue by re-selecting next CPU, and making
sure it is set correctly.

Cc: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Cc: Stefan Haberland <sth@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Reported-by: "jianchao.wang" <jianchao.w.wang@oracle.com>
Tested-by: "jianchao.wang" <jianchao.w.wang@oracle.com>
Fixes: 20e4d81393 ("blk-mq: simplify queue mapping & schedule with each possisble CPU")
Signed-off-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

aoe: use ktime_t instead of timeval

'struct frame' uses two variables to store the sent timestamp - 'struct
timeval' and jiffies. jiffies is used to avoid discrepancies caused by
updates to system time. 'struct timeval' is deprecated because it uses
32-bit representation for seconds which will overflow in year 2038.

This patch does the following:
- Replace the use of 'struct timeval' and jiffies with ktime_t, which
  is the recommended type for timestamping
- ktime_t provides both long range (like jiffies) and high resolution
  (like timeval). Using ktime_get (monotonic time) instead of wall-clock
  time prevents any discprepancies caused by updates to system time.

[updates by Arnd below]
The original patch from Tina never went anywhere as we discussed how
to keep the impact on performance minimal. I've started over now but
arrived at basically the same patch that she had originally, except for
an slightly improved tsince_hr() function. I'm making it more robust
against overflows, and also optimize explicitly for the common case
in which a frame is less than 4.2 seconds old, using only a 32-bit
division in that case.

This should make the new version more efficient than the old code,
since we replace the existing two 32-bit division in do_gettimeofday()
plus one multiplication with a single single 32-bit division in
tsince_hr() and drop the double bookkeeping. It's also more efficient
than the ktime_get_us() API we discussed before, since that would
also rely on multiple divisions.

Link: https://lists.linaro.org/pipermail/y2038/2015-May/000276.html
Signed-off-by: Tina Ruchandani <ruchandani.tina@gmail.com>
Cc: Ed Cashin <ed.cashin@acm.org>
Signed-off-by: Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blkcg: simplify statistic accumulation code

Some older compilers (gcc-4.4 through 4.6 in particular) struggle
with the way that blkg_rwstat_read() returns a structure, leading
to excessive stack usage and rather inefficient code:

block/blk-cgroup.c: In function 'blkg_destroy':
block/blk-cgroup.c:354:1: error: the frame size of 1296 bytes is larger than 1024 bytes [-Werror=frame-larger-than=]
block/cfq-iosched.c: In function 'cfqg_stats_add_aux':
block/cfq-iosched.c:753:1: error: the frame size of 1928 bytes is larger than 1024 bytes [-Werror=frame-larger-than=]
block/bfq-cgroup.c: In function 'bfqg_stats_add_aux':
block/bfq-cgroup.c:299:1: error: the frame size of 1928 bytes is larger than 1024 bytes [-Werror=frame-larger-than=]

I also notice that there is no point in using atomic accesses
for the local variables, so storing the temporaries in simple 'u64'
variables not only avoids the stack usage on older compilers but
also improves the object code on modern versions.

Fixes: e6269c445467 ("blkcg: add blkg_[rw]stat->aux_cnt and replace cfq_group->dead_stats with it")
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

nvmet: release a ns reference in nvmet_req_uninit if needed

nvmet_req_init looked up a namespace and took a reference on it (unless it
failed prior to that). If the request is uninitialized (in error cases) we
need to remove that reference in case it was taken, otherwise we leak
namespace reference when calling nvme_req_uninit.

Signed-off-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme-fabrics: fix memory leak when parsing host ID option

We use match_strdup() to get a copy of the option string for host ID string, but
we just pass it to uuid_parse() and don't store the string pointer, so we need to
kfree() the string after parsing it.

Signed-off-by: Roland Dreier <roland@purestorage.com>
Reviewed-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme: fix comment typos in nvme_create_io_queues

fix comment typos in nvme_create_io_queues() like below.
  _aount_ to _amount_
  _an_    to _can_

Signed-off-by: Minwoo Im <minwoo.im.dev@gmail.com>
Reviewed-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme: host delete_work and reset_work on separate workqueues

We need to ensure that delete_work will be hosted on a different
workqueue than all the works we flush or cancel from it.
Otherwise we may hit a circular dependency warning [1].

Also, given that delete_work flushes reset_work, host reset_work
on nvme_reset_wq and delete_work on nvme_delete_wq. In addition,
fix the flushing in the individual drivers to flush nvme_delete_wq
when draining queued deletes.

[1]:
[  178.491942] =============================================
[  178.492718] [ INFO: possible recursive locking detected ]
[  178.493495] 4.9.0-rc4-c844263313a8-lb #3 Tainted: G           OE
[  178.494382] ---------------------------------------------
[  178.495160] kworker/5:1/135 is trying to acquire lock:
[  178.495894]  (
[  178.496120] "nvme-wq"
[  178.496471] ){++++.+}
[  178.496599] , at:
[  178.496921] [<ffffffffa70ac206>] flush_work+0x1a6/0x2d0
[  178.497670]
               but task is already holding lock:
[  178.498499]  (
[  178.498724] "nvme-wq"
[  178.499074] ){++++.+}
[  178.499202] , at:
[  178.499520] [<ffffffffa70ad6c2>] process_one_work+0x162/0x6a0
[  178.500343]
               other info that might help us debug this:
[  178.501269]  Possible unsafe locking scenario:

[  178.502113]        CPU0
[  178.502472]        ----
[  178.502829]   lock(
[  178.503115] "nvme-wq"
[  178.503467] );
[  178.503716]   lock(
[  178.504001] "nvme-wq"
[  178.504353] );
[  178.504601]
                *** DEADLOCK ***

[  178.505441]  May be due to missing lock nesting notation

[  178.506453] 2 locks held by kworker/5:1/135:
[  178.507068]  #0:
[  178.507330]  (
[  178.507598] "nvme-wq"
[  178.507726] ){++++.+}
[  178.508079] , at:
[  178.508173] [<ffffffffa70ad6c2>] process_one_work+0x162/0x6a0
[  178.509004]  #1:
[  178.509265]  (
[  178.509532] (&ctrl->delete_work)
[  178.509795] ){+.+.+.}
[  178.510145] , at:
[  178.510239] [<ffffffffa70ad6c2>] process_one_work+0x162/0x6a0
[  178.511070]
               stack backtrace:
:
[  178.511693] CPU: 5 PID: 135 Comm: kworker/5:1 Tainted: G           OE   4.9.0-rc4-c844263313a8-lb #3
[  178.512974] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS 1.10.1-1ubuntu1 04/01/2014
[  178.514247] Workqueue: nvme-wq nvme_del_ctrl_work [nvme_tcp]
[  178.515071]  ffffc2668175bae0 ffffffffa7450823 ffffffffa88abd80 ffffffffa88abd80
[  178.516195]  ffffc2668175bb98 ffffffffa70eb012 ffffffffa8d8d90d ffff9c472e9ea700
[  178.517318]  ffff9c472e9ea700 ffff9c4700000000 ffff9c4700007200 ab83be61bec0d50e
[  178.518443] Call Trace:
[  178.518807]  [<ffffffffa7450823>] dump_stack+0x85/0xc2
[  178.519542]  [<ffffffffa70eb012>] __lock_acquire+0x17d2/0x18f0
[  178.520377]  [<ffffffffa75839a7>] ? serial8250_console_putchar+0x27/0x30
[  178.521330]  [<ffffffffa7583980>] ? wait_for_xmitr+0xa0/0xa0
[  178.522174]  [<ffffffffa70ac1eb>] ? flush_work+0x18b/0x2d0
[  178.522975]  [<ffffffffa70eb7cb>] lock_acquire+0x11b/0x220
[  178.523753]  [<ffffffffa70ac206>] ? flush_work+0x1a6/0x2d0
[  178.524535]  [<ffffffffa70ac229>] flush_work+0x1c9/0x2d0
[  178.525291]  [<ffffffffa70ac206>] ? flush_work+0x1a6/0x2d0
[  178.526077]  [<ffffffffa70a9cf0>] ? flush_workqueue_prep_pwqs+0x220/0x220
[  178.527040]  [<ffffffffa70ae7cf>] __cancel_work_timer+0x10f/0x1d0
[  178.527907]  [<ffffffffa70fecb9>] ? vprintk_default+0x29/0x40
[  178.528726]  [<ffffffffa71cb507>] ? printk+0x48/0x50
[  178.529434]  [<ffffffffa70ae8c3>] cancel_delayed_work_sync+0x13/0x20
[  178.530381]  [<ffffffffc042100b>] nvme_stop_ctrl+0x5b/0x70 [nvme_core]
[  178.531314]  [<ffffffffc0403dcc>] nvme_del_ctrl_work+0x2c/0x50 [nvme_tcp]
[  178.532271]  [<ffffffffa70ad741>] process_one_work+0x1e1/0x6a0
[  178.533101]  [<ffffffffa70ad6c2>] ? process_one_work+0x162/0x6a0
[  178.533954]  [<ffffffffa70adc4e>] worker_thread+0x4e/0x490
[  178.534735]  [<ffffffffa70adc00>] ? process_one_work+0x6a0/0x6a0
[  178.535588]  [<ffffffffa70adc00>] ? process_one_work+0x6a0/0x6a0
[  178.536441]  [<ffffffffa70b48cf>] kthread+0xff/0x120
[  178.537149]  [<ffffffffa70b47d0>] ? kthread_park+0x60/0x60
[  178.538094]  [<ffffffffa70b47d0>] ? kthread_park+0x60/0x60
[  178.538900]  [<ffffffffa78e332a>] ret_from_fork+0x2a/0x40

Signed-off-by: Roy Shterman <roys@lightbitslabs.com>
Signed-off-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

dm: fix incomplete request_queue initialization

DM is no longer prone to having its request_queue be improperly
initialized.

Summary of changes:

- defer DM's blk_register_queue() from add_disk()-time until
  dm_setup_md_queue() by using add_disk_no_queue_reg() in alloc_dev().

- dm_setup_md_queue() is updated to fully initialize DM's request_queue
  (_after_ all table loads have occurred and the request_queue's type,
  features and limits are known).

A very welcome side-effect of these changes is DM no longer needs to:
1) backfill the "mq" sysfs entry (because historically DM didn't
initialize the request_queue to use blk-mq until _after_
blk_register_queue() was called via add_disk()).
2) call elv_register_queue() to get .request_fn request-based DM
device's "iosched" exposed in syfs.

In addition, blk-mq debugfs support is now made available because
request-based DM's blk-mq request_queue is now properly initialized
before dm_setup_md_queue() calls blk_register_queue().

These changes also stave off the need to introduce new DM-specific
workarounds in block core, e.g. this proposal:
https://patchwork.kernel.org/patch/10067961/

In the end DM devices should be less unicorn in nature (relative to
initialization and availability of block core infrastructure provided by
the request_queue).

Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Tested-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk_rq_map_user_iov: fix error override

During stress tests by syzkaller on the sg driver the block layer
infrequently returns EINVAL. Closer inspection shows the block
layer was trying to return ENOMEM (which is much more
understandable) but for some reason overroad that useful error.

Patch below does not show this (unchanged) line:
   ret =__blk_rq_map_user_iov(rq, map_data, &i, gfp_mask, copy);
That 'ret' was being overridden when that function failed.

Signed-off-by: Douglas Gilbert <dgilbert@interlog.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: allow gendisk's request_queue registration to be deferred

Since I can remember DM has forced the block layer to allow the
allocation and initialization of the request_queue to be distinct
operations.  Reason for this is block/genhd.c:add_disk() has requires
that the request_queue (and associated bdi) be tied to the gendisk
before add_disk() is called -- because add_disk() also deals with
exposing the request_queue via blk_register_queue().

DM's dynamic creation of arbitrary device types (and associated
request_queue types) requires the DM device's gendisk be available so
that DM table loads can establish a master/slave relationship with
subordinate devices that are referenced by loaded DM tables -- using
bd_link_disk_holder().  But until these DM tables, and their associated
subordinate devices, are known DM cannot know what type of request_queue
it needs -- nor what its queue_limits should be.

This chicken and egg scenario has created all manner of problems for DM
and, at times, the block layer.

Summary of changes:

- Add device_add_disk_no_queue_reg() and add_disk_no_queue_reg() variant
  that drivers may use to add a disk without also calling
  blk_register_queue().  Driver must call blk_register_queue() once its
  request_queue is fully initialized.

- Return early from blk_unregister_queue() if QUEUE_FLAG_REGISTERED
  is not set.  It won't be set if driver used add_disk_no_queue_reg()
  but driver encounters an error and must del_gendisk() before calling
  blk_register_queue().

- Export blk_register_queue().

These changes allow DM to use add_disk_no_queue_reg() to anchor its
gendisk as the "master" for master/slave relationships DM must establish
with subordinate devices referenced in DM tables that get loaded.  Once
all "slave" devices for a DM device are known its request_queue can be
properly initialized and then advertised via sysfs -- important
improvement being that no request_queue resource initialization
performed by blk_register_queue() is missed for DM devices anymore.

Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: properly protect the 'queue' kobj in blk_unregister_queue

The original commit e9a823fb34a8b (block: fix warning when I/O elevator
is changed as request_queue is being removed) is pretty conflated.
"conflated" because the resource being protected by q->sysfs_lock isn't
the queue_flags (it is the 'queue' kobj).

q->sysfs_lock serializes __elevator_change() (via elv_iosched_store)
from racing with blk_unregister_queue():
1) By holding q->sysfs_lock first, __elevator_change() can complete
before a racing blk_unregister_queue().
2) Conversely, __elevator_change() is testing for QUEUE_FLAG_REGISTERED
in case elv_iosched_store() loses the race with blk_unregister_queue(),
it needs a way to know the 'queue' kobj isn't there.

Expand the scope of blk_unregister_queue()'s q->sysfs_lock use so it is
held until after the 'queue' kobj is removed.

To do so blk_mq_unregister_dev() must not also take q->sysfs_lock.  So
rename __blk_mq_unregister_dev() to blk_mq_unregister_dev().

Also, blk_unregister_queue() should use q->queue_lock to protect against
any concurrent writes to q->queue_flags -- even though chances are the
queue is being cleaned up so no concurrent writes are likely.

Fixes: e9a823fb34a8b ("block: fix warning when I/O elevator is changed as request_queue is being removed")
Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: only bdi_unregister() in del_gendisk() if !GENHD_FL_HIDDEN

device_add_disk() will only call bdi_register_owner() if
!GENHD_FL_HIDDEN, so it follows that del_gendisk() should only call
bdi_unregister() if !GENHD_FL_HIDDEN.

Found with code inspection.  bdi_unregister() won't do any harm if
bdi_register_owner() wasn't used but best to avoid the unnecessary
call to bdi_unregister().

Fixes: 8ddcd65325 ("block: introduce GENHD_FL_HIDDEN")
Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Reviewed-by: Hannes Reinecke <hare@suse.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

nvme-pci: allocate device queues storage space at probe

It may cause race by setting 'nvmeq' in nvme_init_request()
because .init_request is called inside switching io scheduler, which
may happen when the NVMe device is being resetted and its nvme queues
are being freed and created. We don't have any sync between the two
pathes.

This patch changes the nvmeq allocation to occur at probe time so
there is no way we can dereference it at init_request.

[   93.268391] kernel BUG at drivers/nvme/host/pci.c:408!
[   93.274146] invalid opcode: 0000 [#1] SMP
[   93.278618] Modules linked in: nfsv3 nfs_acl rpcsec_gss_krb5 auth_rpcgss
nfsv4 dns_resolver nfs lockd grace fscache sunrpc ipmi_ssif vfat fat
intel_rapl sb_edac x86_pkg_temp_thermal intel_powerclamp coretemp kvm_intel
kvm irqbypass crct10dif_pclmul crc32_pclmul ghash_clmulni_intel iTCO_wdt
intel_cstate ipmi_si iTCO_vendor_support intel_uncore mxm_wmi mei_me
ipmi_devintf intel_rapl_perf pcspkr sg ipmi_msghandler lpc_ich dcdbas mei
shpchp acpi_power_meter wmi dm_multipath ip_tables xfs libcrc32c sd_mod
mgag200 i2c_algo_bit drm_kms_helper syscopyarea sysfillrect sysimgblt
fb_sys_fops ttm drm ahci libahci nvme libata crc32c_intel nvme_core tg3
megaraid_sas ptp i2c_core pps_core dm_mirror dm_region_hash dm_log dm_mod
[   93.349071] CPU: 5 PID: 1842 Comm: sh Not tainted 4.15.0-rc2.ming+ #4
[   93.356256] Hardware name: Dell Inc. PowerEdge R730xd/072T6D, BIOS 2.5.5 08/16/2017
[   93.364801] task: 00000000fb8abf2a task.stack: 0000000028bd82d1
[   93.371408] RIP: 0010:nvme_init_request+0x36/0x40 [nvme]
[   93.377333] RSP: 0018:ffffc90002537ca8 EFLAGS: 00010246
[   93.383161] RAX: 0000000000000000 RBX: 0000000000000000 RCX: 0000000000000008
[   93.391122] RDX: 0000000000000000 RSI: ffff880276ae0000 RDI: ffff88047bae9008
[   93.399084] RBP: ffff88047bae9008 R08: ffff88047bae9008 R09: 0000000009dabc00
[   93.407045] R10: 0000000000000004 R11: 000000000000299c R12: ffff880186bc1f00
[   93.415007] R13: ffff880276ae0000 R14: 0000000000000000 R15: 0000000000000071
[   93.422969] FS:  00007f33cf288740(0000) GS:ffff88047ba80000(0000) knlGS:0000000000000000
[   93.431996] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[   93.438407] CR2: 00007f33cf28e000 CR3: 000000047e5bb006 CR4: 00000000001606e0
[   93.446368] Call Trace:
[   93.449103]  blk_mq_alloc_rqs+0x231/0x2a0
[   93.453579]  blk_mq_sched_alloc_tags.isra.8+0x42/0x80
[   93.459214]  blk_mq_init_sched+0x7e/0x140
[   93.463687]  elevator_switch+0x5a/0x1f0
[   93.467966]  ? elevator_get.isra.17+0x52/0xc0
[   93.472826]  elv_iosched_store+0xde/0x150
[   93.477299]  queue_attr_store+0x4e/0x90
[   93.481580]  kernfs_fop_write+0xfa/0x180
[   93.485958]  __vfs_write+0x33/0x170
[   93.489851]  ? __inode_security_revalidate+0x4c/0x60
[   93.495390]  ? selinux_file_permission+0xda/0x130
[   93.500641]  ? _cond_resched+0x15/0x30
[   93.504815]  vfs_write+0xad/0x1a0
[   93.508512]  SyS_write+0x52/0xc0
[   93.512113]  do_syscall_64+0x61/0x1a0
[   93.516199]  entry_SYSCALL64_slow_path+0x25/0x25
[   93.521351] RIP: 0033:0x7f33ce96aab0
[   93.525337] RSP: 002b:00007ffe57570238 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 0000000000000001
[   93.533785] RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000000000000006 RCX: 00007f33ce96aab0
[   93.541746] RDX: 0000000000000006 RSI: 00007f33cf28e000 RDI: 0000000000000001
[   93.549707] RBP: 00007f33cf28e000 R08: 000000000000000a R09: 00007f33cf288740
[   93.557669] R10: 00007f33cf288740 R11: 0000000000000246 R12: 00007f33cec42400
[   93.565630] R13: 0000000000000006 R14: 0000000000000001 R15: 0000000000000000
[   93.573592] Code: 4c 8d 40 08 4c 39 c7 74 16 48 8b 00 48 8b 04 08 48 85 c0
74 16 48 89 86 78 01 00 00 31 c0 c3 8d 4a 01 48 63 c9 48 c1 e1 03 eb de <0f>
0b 0f 1f 84 00 00 00 00 00 0f 1f 44 00 00 48 85 f6 53 48 89
[   93.594676] RIP: nvme_init_request+0x36/0x40 [nvme] RSP: ffffc90002537ca8
[   93.602273] ---[ end trace 810dde3993e5f14e ]---

Reported-by: Yi Zhang <yi.zhang@redhat.com>
Signed-off-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme-pci: serialize pci resets

Signed-off-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

blk-mq: fix bad clear of RQF_MQ_INFLIGHT in blk_mq_ct_ctx_init()

A previous commit moved the clearing of rq->rq_flags later,
but we may have already set RQF_MQ_INFLIGHT when that happens.
Ensure that we correctly initialize rq->rq_flags to the
right value.

This is based on an original fix by Ming, just rewritten to not
require a conditional.

Fixes: 7c3fb70f0341 ("block: rearrange a few request fields for better cache layout")
Reviewed-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: add missing RQF_STARTED to debugfs

Looking at debug output, we see:

./000000009ddfa913/requeue_list:000000009646711c {.op=READ, .state=idle, gen=0x1
18, abort_gen=0x0, .cmd_flags=, .rq_flags=SORTED|1|SOFTBARRIER|IO_STAT, complete
=0, .tag=-1, .internal_tag=217}

Note the '1' between SORTED and SOFTBARRIER - that's because no name
as defined for RQF_STARTED. Fixed that.

Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: simplify queue mapping & schedule with each possisble CPU

The previous patch assigns interrupt vectors to all possible CPUs, so
now hctx can be mapped to possible CPUs, this patch applies this fact
to simplify queue mapping & schedule so that we don't need to handle
CPU hotplug for dealing with physical CPU plug & unplug. With this
simplication, we can work well on physical CPU plug & unplug, which
is a normal use case for VM at least.

Make sure we allocate blk_mq_ctx structures for all possible CPUs, and
set hctx->numa_node for possible CPUs which are mapped to this hctx. And
only choose the online CPUs for schedule.

Reported-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Tested-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Tested-by: Stefan Haberland <sth@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Fixes: 4b855ad37194 ("blk-mq: Create hctx for each present CPU")
(merged the three into one because any single one may not work, and fix
selecting online CPUs for scheduler)
Signed-off-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

genirq/affinity: assign vectors to all possible CPUs

Currently we assign managed interrupt vectors to all present CPUs.  This
works fine for systems were we only online/offline CPUs.  But in case of
systems that support physical CPU hotplug (or the virtualized version of
it) this means the additional CPUs covered for in the ACPI tables or on
the command line are not catered for.  To fix this we'd either need to
introduce new hotplug CPU states just for this case, or we can start
assining vectors to possible but not present CPUs.

Reported-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Tested-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Tested-by: Stefan Haberland <sth@linux.vnet.ibm.com>
Fixes: 4b855ad37194 ("blk-mq: Create hctx for each present CPU")
Cc: linux-kernel@vger.kernel.org
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: Reduce the number of if-statements in blk_mq_mark_tag_wait()

This patch does not change any functionality but makes the
blk_mq_mark_tag_wait() code slightly easier to read.

Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Cc: Hannes Reinecke <hare@suse.de>
Cc: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

null_blk: remove explicit 'select FAULT_INJECTION'

Selecting FAULT_INJECTION causes a Kconfig warning when CONFIG_DEBUG_KERNEL
is not set:

warning: (BLK_DEV_NULL_BLK && DRM_I915_SELFTEST) selects FAULT_INJECTION which has unmet direct dependencies (DEBUG_KERNEL)

The other drivers that use FAULT_INJECTION tend to have a separate
Kconfig symbol for turning on that feature, so let's do the same
thing here. This may add a bit more complexity than we like, but
it avoids the warning and is more consistent with the rest of the
kernel.

Fixes: 93b570464cce ("null_blk: add option for managing IO timeouts")
Signed-off-by: Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: Add locking annotations to hctx_lock() and hctx_unlock()

This patch avoids that sparse reports the following:

block/blk-mq.c:637:33: warning: context imbalance in 'hctx_unlock' - unexpected unlock
block/blk-mq.c:642:9: warning: context imbalance in 'hctx_lock' - wrong count at exit

Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: silently forbid sending any ioctl to a partition

After the first few months, the message has not led to many bug reports.
It's been almost five years now, and in practice the main source of
it seems to be MTIOCGET that someone is using to detect tape devices.
While we could whitelist it just like CDROM_GET_CAPABILITY, this patch
just removes the message altogether.

The patch also removes the "safe but not very useful" ioctl whitelist,
as suggested by Christoph.  I doubt anything is using most of those
ioctls _in general_, let alone on a partition.

Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: rearrange a few request fields for better cache layout

Move completion related items (like the call single data) near the
end of the struct, instead of mixing them in with the initial
queueing related fields.

Move queuelist below the bio structures. Then we have all
queueing related bits in the first cache line.

This yields a 1.5-2% increase in IOPS for a null_blk test, both for
sync and for high thread count access. Sync test goes form 975K to
992K, 32-thread case from 20.8M to 21.2M IOPS.

Reviewed-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Reviewed-by: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: convert REQ_ATOM_COMPLETE to stealing rq->__deadline bit

We only have one atomic flag left. Instead of using an entire
unsigned long for that, steal the bottom bit of the deadline
field that we already reserved.

Remove ->atomic_flags, since it's now unused.

Reviewed-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Reviewed-by: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: add accessors for setting/querying request deadline

We reduce the resolution of request expiry, but since we're already
using jiffies for this where resolution depends on the kernel
configuration and since the timeout resolution is coarse anyway,
that should be fine.

Reviewed-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Reviewed-by: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: remove REQ_ATOM_POLL_SLEPT

We don't need this to be an atomic flag, it can be a regular
flag. We either end up on the same CPU for the polling, in which
case the state is sane, or we did the sleep which would imply
the needed barrier to ensure we see the right state.

Reviewed-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Reviewed-by: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: add a few missing debugfs RQF_ flags

We are missing ZONE_WRITE_LOCKED and MQ_TIMEOUT_EXPIRED, add them
so the debugfs bits can decode them.

Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

dm mpath: Use blk_path_error

Uses common code for determining if an error should be retried on
alternate path.

Acked-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Hannes Reinecke <hare@suse.com>
Signed-off-by: Keith Busch <keith.busch@intel.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

nvme/multipath: Use blk_path_error

Uses common code for determining if an error should be retried on
alternate path.

Acked-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Hannes Reinecke <hare@suse.com>
Signed-off-by: Keith Busch <keith.busch@intel.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: Provide blk_status_t decoding for path errors

This patch provides a common decoder for block status path related errors
that may be retried so various entities wishing to consult this do not
have to duplicate this decision.

Acked-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Hannes Reinecke <hare@suse.com>
Signed-off-by: Keith Busch <keith.busch@intel.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

nvme/multipath: Consult blk_status_t for failover

This removes nvme multipath's specific status decoding to see if failover
is needed, using the generic blk_status_t that was decoded earlier. This
abstraction from the raw NVMe status means all status decoding exists
in one place.

Acked-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Hannes Reinecke <hare@suse.com>
Signed-off-by: Keith Busch <keith.busch@intel.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

nvme: Add more command status translation

This adds more NVMe status code translations to blk_status_t values,
and captures all the current status codes NVMe multipath uses.

Acked-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Reviewed-by: Hannes Reinecke <hare@suse.com>
Signed-off-by: Keith Busch <keith.busch@intel.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: Explain when 'active_queues' is decremented

It is nontrivial to derive from the blk-mq source code when
blk_mq_tags.active_queues is decremented. Hence add a comment that
explains this.

Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Hannes Reinecke <hare@suse.de>
Cc: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

partitions/msdos: Unable to mount UFS 44bsd partitions

UFS partitions from newer versions of FreeBSD 10 and 11 use relative
addressing for their subpartitions. But older versions of FreeBSD still
use absolute addressing just like OpenBSD and NetBSD.

Instead of simply testing for a FreeBSD partition, the code needs to
also test if the starting offset of the C subpartition is zero.

https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=197733

Signed-off-by: Richard Narron <comet.berkeley@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

null_blk: add option for managing IO timeouts

Use the fault injection framework to provide a way for null_blk
to configure timeouts. This only works for queue_mode 1 and 2,
since the bio mode doesn't have code for tracking timeouts.

Let's say you want to have a 10% chance of timing out every
100,000 requests, and for 5 total timeouts, you could do:

modprobe null_blk timeout="100000,10,0,5"

This is useful for adding blktests to test that IO timeouts
are handled appropriately.

Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block, bfq: fix occurrences of request finish method's old name

Commit '7b9e93616399' ("blk-mq-sched: unify request finished methods")
changed the old name of current bfq_finish_request method, but left it
unchanged elsewhere in the code (related comments, part of function
name bfq_put_rq_priv_body).

This commit fixes all occurrences of the old name of this method by
changing them into the current name.

Fixes: 7b9e93616399 ("blk-mq-sched: unify request finished methods")
Reviewed-by: Paolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Signed-off-by: Federico Motta <federico@willer.it>
Signed-off-by: Chiara Bruschi <bruschi.chiara@outlook.it>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

Revert "block: blk-merge: try to make front segments in full size"

This reverts commit a2d37968d784363842f87820a21e106741d28004.

If max segment size isn't 512-aligned, this patch won't work well.

Also once multipage bvec is enabled, adjacent bvecs won't be physically
contiguous if page is added via bio_add_page(), so we don't need this
kind of complicated logic.

Reported-by: Dmitry Osipenko <digetx@gmail.com>
Signed-off-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

null_blk: wire up timeouts

This is needed to ensure that we actually handle timeouts.
Without it, the queue_mode=1 path will never call blk_add_timer(),
and the queue_mode=2 path will continually just return
EH_RESET_TIMER and we never actually complete the offending request.

This was used to test the new timeout code, and the changes around
killing off REQ_ATOM_COMPLETE.

Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bfq-iosched: don't call bfqg_and_blkg_put for !CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED

It's not available if we don't have group io scheduling set, and
there's no need to call it.

Fixes: 0d52af590552 ("block, bfq: release oom-queue ref to root group on exit")
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: closures: move control bits one bit right

Otherwise, architectures that do negated adds of atomics (e.g. s390)
to do atomic_sub fail in closure_set_stopped.

Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Cc: Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
Reported-by: kbuild test robot <lkp@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: Fix kernel-doc warnings reported when building with W=1

Commit 3a025e1d1c2e ("Add optional check for bad kernel-doc comments")
causes W=1 the kernel-doc script to be run and thereby causes several
new warnings to appear when building the kernel with W=1. Fix the
block layer kernel-doc headers such that the block layer again builds
cleanly with W=1.

Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Cc: Martin K. Petersen <martin.petersen@oracle.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Hannes Reinecke <hare@suse.de>
Cc: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: Fix spelling in a source code comment

Change "nedeing" into "needing" and "caes" into "cases".

Fixes: commit f906a6a0f426 ("blk-mq: improve tag waiting setup for non-shared tags")
Signed-off-by: Bart Van Assche <bart.vanassche@wdc.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Cc: Hannes Reinecke <hare@suse.de>
Cc: Johannes Thumshirn <jthumshirn@suse.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: silence false positive warnings in hctx_unlock()

In some stupider versions of gcc, it complains:

block/blk-mq.c: In function ‘blk_mq_complete_request’:
./include/linux/srcu.h:175:2: warning: ‘srcu_idx’ may be used uninitialized in this function [-Wmaybe-uninitialized]
  __srcu_read_unlock(sp, idx);
  ^
block/blk-mq.c:620:6: note: ‘srcu_idx’ was declared here
  int srcu_idx;
      ^

which is completely bogus, since we only use srcu_idx when
hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING is set, and that's the case where
hctx_lock() has initialized it.

Just set it to '0' in the normal path in hctx_lock() to silence
this annoying warning.

Fixes: 04ced159cec8 ("blk-mq: move hctx lock/unlock into a helper")
Fixes: 5197c05e16b4 ("blk-mq: protect completion path with RCU")
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: rename blk_mq_hw_ctx->queue_rq_srcu to ->srcu

The RCU protection has been expanded to cover both queueing and
completion paths making ->queue_rq_srcu a misnomer.  Rename it to
->srcu as suggested by Bart.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Bart Van Assche <Bart.VanAssche@wdc.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: remove REQ_ATOM_STARTED

After the recent updates to use generation number and state based
synchronization, we can easily replace REQ_ATOM_STARTED usages by
adding an extra state to distinguish completed but not yet freed
state.

Add MQ_RQ_COMPLETE and replace REQ_ATOM_STARTED usages with
blk_mq_rq_state() tests.  REQ_ATOM_STARTED no longer has any users
left and is removed.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: remove REQ_ATOM_COMPLETE usages from blk-mq

After the recent updates to use generation number and state based
synchronization, blk-mq no longer depends on REQ_ATOM_COMPLETE except
to avoid firing the same timeout multiple times.

Remove all REQ_ATOM_COMPLETE usages and use a new rq_flags flag
RQF_MQ_TIMEOUT_EXPIRED to avoid firing the same timeout multiple
times.  This removes atomic bitops from hot paths too.

v2: Removed blk_clear_rq_complete() from blk_mq_rq_timed_out().

v3: Added RQF_MQ_TIMEOUT_EXPIRED flag.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: "jianchao.wang" <jianchao.w.wang@oracle.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: make blk_abort_request() trigger timeout path

With issue/complete and timeout paths now using the generation number
and state based synchronization, blk_abort_request() is the only one
which depends on REQ_ATOM_COMPLETE for arbitrating completion.

There's no reason for blk_abort_request() to be a completely separate
path.  This patch makes blk_abort_request() piggyback on the timeout
path instead of trying to terminate the request directly.

This removes the last dependency on REQ_ATOM_COMPLETE in blk-mq.

Note that this makes blk_abort_request() asynchronous - it initiates
abortion but the actual termination will happen after a short while,
even when the caller owns the request.  AFAICS, SCSI and ATA should be
fine with that and I think mtip32xx and dasd should be safe but not
completely sure.  It'd be great if people who know the drivers take a
look.

v2: - Add comment explaining the lack of synchronization around
      ->deadline update as requested by Bart.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Asai Thambi SP <asamymuthupa@micron.com>
Cc: Stefan Haberland <sth@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Jan Hoeppner <hoeppner@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Bart Van Assche <Bart.VanAssche@wdc.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: use blk_mq_rq_state() instead of testing REQ_ATOM_COMPLETE

blk_mq_check_inflight() and blk_mq_poll_hybrid_sleep() test
REQ_ATOM_COMPLETE to determine the request state.  Both uses are
speculative and we can test REQ_ATOM_STARTED and blk_mq_rq_state() for
equivalent results.  Replace the tests.  This will allow removing
REQ_ATOM_COMPLETE usages from blk-mq.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: replace timeout synchronization with a RCU and generation based scheme

Currently, blk-mq timeout path synchronizes against the usual
issue/completion path using a complex scheme involving atomic
bitflags, REQ_ATOM_*, memory barriers and subtle memory coherence
rules.  Unfortunately, it contains quite a few holes.

There's a complex dancing around REQ_ATOM_STARTED and
REQ_ATOM_COMPLETE between issue/completion and timeout paths; however,
they don't have a synchronization point across request recycle
instances and it isn't clear what the barriers add.
blk_mq_check_expired() can easily read STARTED from N-2'th iteration,
deadline from N-1'th, blk_mark_rq_complete() against Nth instance.

In fact, it's pretty easy to make blk_mq_check_expired() terminate a
later instance of a request.  If we induce 5 sec delay before
time_after_eq() test in blk_mq_check_expired(), shorten the timeout to
2s, and issue back-to-back large IOs, blk-mq starts timing out
requests spuriously pretty quickly.  Nothing actually timed out.  It
just made the call on a recycle instance of a request and then
terminated a later instance long after the original instance finished.
The scenario isn't theoretical either.

This patch replaces the broken synchronization mechanism with a RCU
and generation number based one.

1. Each request has a u64 generation + state value, which can be
   updated only by the request owner.  Whenever a request becomes
   in-flight, the generation number gets bumped up too.  This provides
   the basis for the timeout path to distinguish different recycle
   instances of the request.

   Also, marking a request in-flight and setting its deadline are
   protected with a seqcount so that the timeout path can fetch both
   values coherently.

2. The timeout path fetches the generation, state and deadline.  If
   the verdict is timeout, it records the generation into a dedicated
   request abortion field and does RCU wait.

3. The completion path is also protected by RCU (from the previous
   patch) and checks whether the current generation number and state
   match the abortion field.  If so, it skips completion.

4. The timeout path, after RCU wait, scans requests again and
   terminates the ones whose generation and state still match the ones
   requested for abortion.

   By now, the timeout path knows that either the generation number
   and state changed if it lost the race or the completion will yield
   to it and can safely timeout the request.

While it's more lines of code, it's conceptually simpler, doesn't
depend on direct use of subtle memory ordering or coherence, and
hopefully doesn't terminate the wrong instance.

While this change makes REQ_ATOM_COMPLETE synchronization unnecessary
between issue/complete and timeout paths, REQ_ATOM_COMPLETE isn't
removed yet as it's still used in other places.  Future patches will
move all state tracking to the new mechanism and remove all bitops in
the hot paths.

Note that this patch adds a comment explaining a race condition in
BLK_EH_RESET_TIMER path.  The race has always been there and this
patch doesn't change it.  It's just documenting the existing race.

v2: - Fixed BLK_EH_RESET_TIMER handling as pointed out by Jianchao.
    - s/request->gstate_seqc/request->gstate_seq/ as suggested by Peter.
    - READ_ONCE() added in blk_mq_rq_update_state() as suggested by Peter.

v3: - Fixed possible extended seqcount / u64_stats_sync read looping
      spotted by Peter.
    - MQ_RQ_IDLE was incorrectly being set in complete_request instead
      of free_request.  Fixed.

v4: - Rebased on top of hctx_lock() refactoring patch.
    - Added comment explaining the use of hctx_lock() in completion path.

v5: - Added comments requested by Bart.
    - Note the addition of BLK_EH_RESET_TIMER race condition in the
      commit message.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: "jianchao.wang" <jianchao.w.wang@oracle.com>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Bart Van Assche <Bart.VanAssche@wdc.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: protect completion path with RCU

Currently, blk-mq protects only the issue path with RCU.  This patch
puts the completion path under the same RCU protection.  This will be
used to synchronize issue/completion against timeout by later patches,
which will also add the comments.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: move hctx lock/unlock into a helper

Move the RCU vs SRCU logic into lock/unlock helpers, which makes
the actual functional bits within the locked region much easier
to read.

tj: Reordered in front of timeout revamp patches and added the missing
    blk_mq_run_hw_queue() conversion.

Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block, bfq: release oom-queue ref to root group on exit

On scheduler init, a reference to the root group, and a reference to
its corresponding blkg are taken for the oom queue. Yet these
references are not released on scheduler exit, which prevents these
objects from be freed. This commit adds the missing reference
releases.

Reported-by: Davide Ferrari <davideferrari8@gmail.com>
Tested-by: Holger Hoffstätte <holger@applied-asynchrony.com>
Signed-off-by: Paolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block, bfq: put async queues for root bfq groups too

For each pair [device for which bfq is selected as I/O scheduler,
group in blkio/io], bfq maintains a corresponding bfq group. Each such
bfq group contains a set of async queues, with each async queue
created on demand, i.e., when some I/O request arrives for it.  On
creation, an async queue gets an extra reference, to make sure that
the queue is not freed as long as its bfq group exists.  Accordingly,
to allow the queue to be freed after the group exited, this extra
reference must released on group exit.

The above holds also for a bfq root group, i.e., for the bfq group
corresponding to the root blkio/io root for a given device. Yet, by
mistake, the references to the existing async queues of a root group
are not released when the latter exits. This causes a memory leak when
the instance of bfq for a given device exits. In a similar vein,
bfqg_stats_xfer_dead is not executed for a root group.

This commit fixes bfq_pd_offline so that the latter executes the above
missing operations for a root group too.

Reported-by: Holger Hoffstätte <holger@applied-asynchrony.com>
Reported-by: Guoqing Jiang <gqjiang@suse.com>
Tested-by: Holger Hoffstätte <holger@applied-asynchrony.com>
Signed-off-by: Davide Ferrari <davideferrari8@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

blk-mq: fix kernel oops in blk_mq_tag_idle()

HW queues may be unmapped in some cases, such as blk_mq_update_nr_hw_queues(),
then we need to check it before calling blk_mq_tag_idle(), otherwise
the following kernel oops can be triggered, so fix it by checking if
the hw queue is unmapped since it doesn't make sense to idle the tags
any more after hw queues are unmapped.

[  440.771298] Workqueue: nvme-wq nvme_rdma_del_ctrl_work [nvme_rdma]
[  440.779104] task: ffff894bae755ee0 ti: ffff893bf9bc8000 task.ti: ffff893bf9bc8000
[  440.788359] RIP: 0010:[<ffffffffb730e2b4>]  [<ffffffffb730e2b4>] __blk_mq_tag_idle+0x24/0x40
[  440.798697] RSP: 0018:ffff893bf9bcbd10  EFLAGS: 00010286
[  440.805538] RAX: 0000000000000000 RBX: ffff895bb131dc00 RCX: 000000000000011f
[  440.814426] RDX: 00000000ffffffff RSI: 0000000000000120 RDI: ffff895bb131dc00
[  440.823301] RBP: ffff893bf9bcbd10 R08: 000000000001b860 R09: 4a51d361c00c0000
[  440.832193] R10: b5907f32b4cc7003 R11: ffffd6cabfb57000 R12: ffff894bafd1e008
[  440.841091] R13: 0000000000000001 R14: ffff895baf770000 R15: 0000000000000080
[  440.849988] FS:  0000000000000000(0000) GS:ffff894bbdcc0000(0000) knlGS:0000000000000000
[  440.859955] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[  440.867274] CR2: 0000000000000008 CR3: 000000103d098000 CR4: 00000000001407e0
[  440.876169] Call Trace:
[  440.879818]  [<ffffffffb7309d68>] blk_mq_exit_hctx+0xd8/0xe0
[  440.887051]  [<ffffffffb730dc40>] blk_mq_free_queue+0xf0/0x160
[  440.894465]  [<ffffffffb72ff679>] blk_cleanup_queue+0xd9/0x150
[  440.901881]  [<ffffffffc08a802b>] nvme_ns_remove+0x5b/0xb0 [nvme_core]
[  440.910068]  [<ffffffffc08a811b>] nvme_remove_namespaces+0x3b/0x60 [nvme_core]
[  440.919026]  [<ffffffffc08b817b>] __nvme_rdma_remove_ctrl+0x2b/0xb0 [nvme_rdma]
[  440.928079]  [<ffffffffc08b8237>] nvme_rdma_del_ctrl_work+0x17/0x20 [nvme_rdma]
[  440.937126]  [<ffffffffb70ab58a>] process_one_work+0x17a/0x440
[  440.944517]  [<ffffffffb70ac3a8>] worker_thread+0x278/0x3c0
[  440.951607]  [<ffffffffb70ac130>] ? manage_workers.isra.24+0x2a0/0x2a0
[  440.959760]  [<ffffffffb70b352f>] kthread+0xcf/0xe0
[  440.966055]  [<ffffffffb70b3460>] ? insert_kthread_work+0x40/0x40
[  440.973715]  [<ffffffffb76d8658>] ret_from_fork+0x58/0x90
[  440.980586]  [<ffffffffb70b3460>] ? insert_kthread_work+0x40/0x40
[  440.988229] Code: 5b 41 5c 5d c3 66 90 0f 1f 44 00 00 48 8b 87 20 01 00 00 f0 0f ba 77 40 01 19 d2 85 d2 75 08 c3 0f 1f 80 00 00 00 00 55 48 89 e5 <f0> ff 48 08 48 8d 78 10 e8 7f 0f 05 00 5d c3 0f 1f 00 66 2e 0f
[  441.011620] RIP  [<ffffffffb730e2b4>] __blk_mq_tag_idle+0x24/0x40
[  441.019301]  RSP <ffff893bf9bcbd10>
[  441.024052] CR2: 0000000000000008

Reported-by: Zhang Yi <yizhan@redhat.com>
Tested-by: Zhang Yi <yizhan@redhat.com>
Signed-off-by: Ming Lei <ming.lei@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: fix writeback target calc on large devices

Bcache needs to scale the dirty data in the cache over the multiple
backing disks in order to calculate writeback rates for each.
The previous code did this by multiplying the target number of dirty
sectors by the backing device size, and expected it to fit into a
uint64_t; this blows up on relatively small backing devices.

The new approach figures out the bdev's share in 16384ths of the overall
cached data.  This is chosen to cope well when bdevs drastically vary in
size and to ensure that bcache can cross the petabyte boundary for each
backing device.

This has been improved based on Tang Junhui's feedback to ensure that
every device gets a share of dirty data, no matter how small it is
compared to the total backing pool.

The existing mechanism is very limited; this is purely a bug fix to
remove limits on volume size.  However, there still needs to be change
to make this "fair" over many volumes where some are idle.

Reported-by: Jack Douglas <jack@douglastechnology.co.uk>
Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: fix misleading error message in bch_count_io_errors()

Bcache only does recoverable I/O for read operations by calling
cached_dev_read_error(). For write opertions there is no I/O recovery for
failed requests.

But in bch_count_io_errors() no matter read or write I/Os, before errors
counter reaches io error limit, pr_err() always prints "IO error on %,
recoverying". For write requests this information is misleading, because
there is no I/O recovery at all.

This patch adds a parameter 'is_read' to bch_count_io_errors(), and only
prints "recovering" by pr_err() when the bio direction is READ.

Signed-off-by: Coly Li <colyli@suse.de>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: reduce cache_set devices iteration by devices_max_used

Member devices of struct cache_set is used to reference all attached
bcache devices to this cache set. If it is treated as array of pointers,
size of devices[] is indicated by member nr_uuids of struct cache_set.

nr_uuids is calculated in drivers/md/super.c:bch_cache_set_alloc(),
bucket_bytes(c) / sizeof(struct uuid_entry)
Bucket size is determined by user space tool "make-bcache", by default it
is 1024 sectors (defined in bcache-tools/make-bcache.c:main()). So default
nr_uuids value is 4096 from the above calculation.

Every time when bcache code iterates bcache devices of a cache set, all
the 4096 pointers are checked even only 1 bcache device is attached to the
cache set, that's a wast of time and unncessary.

This patch adds a member devices_max_used to struct cache_set. Its value
is 1 + the maximum used index of devices[] in a cache set. When iterating
all valid bcache devices of a cache set, use c->devices_max_used in
for-loop may reduce a lot of useless checking.

Personally, my motivation of this patch is not for performance, I use it
in bcache debugging, which helps me to narrow down the scape to check
valid bcached devices of a cache set.

Signed-off-by: Coly Li <colyli@suse.de>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: fix unmatched generic_end_io_acct() & generic_start_io_acct()

The function cached_dev_make_request() and flash_dev_make_request() call
generic_start_io_acct() with (struct bcache_device)->disk when they start a
closure. Then the function bio_complete() calls generic_end_io_acct() with
(struct search)->orig_bio->bi_disk when the closure has done.
Since the `bi_disk` is not the bcache device, the generic_end_io_acct() is
called with a wrong device queue.

It causes the "inflight" (in struct hd_struct) counter keep increasing
without decreasing.

This patch fix the problem by calling generic_end_io_acct() with
(struct bcache_device)->disk.

Signed-off-by: Zhai Zhaoxuan <kxuanobj@gmail.com>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Coly Li <colyli@suse.de>
Reviewed-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: mark closure_sync() __sched

[edit by mlyle: include sched/debug.h to get __sched]

Signed-off-by: Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: Fix, improve efficiency of closure_sync()

Eliminates cases where sync can race and fail to complete / get stuck.
Removes many status flags and simplifies entering-and-exiting closure
sleeping behaviors.

[mlyle: fixed conflicts due to changed return behavior in mainline.
extended commit comment, and squashed down two commits that were mostly
contradictory to get to this state.  Changed __set_current_state to
set_current_state per Jens review comment]

Signed-off-by: Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: allow quick writeback when backing idle

If the control system would wait for at least half a second, and there's
been no reqs hitting the backing disk for awhile: use an alternate mode
where we have at most one contiguous set of writebacks in flight at a
time. (But don't otherwise delay).  If front-end IO appears, it will
still be quick, as it will only have to contend with one real operation
in flight.  But otherwise, we'll be sending data to the backing disk as
quickly as it can accept it (with one op at a time).

Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Acked-by: Coly Li <colyli@suse.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: writeback: properly order backing device IO

Writeback keys are presently iterated and dispatched for writeback in
order of the logical block address on the backing device.  Multiple may
be, in parallel, read from the cache device and then written back
(especially when there are contiguous I/O).

However-- there was no guarantee with the existing code that the writes
would be issued in LBA order, as the reads from the cache device are
often re-ordered.  In turn, when writing back quickly, the backing disk
often has to seek backwards-- this slows writeback and increases
utilization.

This patch introduces an ordering mechanism that guarantees that the
original order of issue is maintained for the write portion of the I/O.
Performance for writeback is significantly improved when there are
multiple contiguous keys or high writeback rates.

Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Reviewed-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Tested-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: fix wrong return value in bch_debug_init()

in bch_debug_init(), ret is always 0, and the return value is useless,
change it to return 0 if be success after calling debugfs_create_dir(),
else return a non-zero value.

Signed-off-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: segregate flash only volume write streams

In such scenario that there are some flash only volumes
, and some cached devices, when many tasks request these devices in
writeback mode, the write IOs may fall to the same bucket as bellow:
| cached data | flash data | cached data | cached data| flash data|
then after writeback of these cached devices, the bucket would
be like bellow bucket:
| free | flash data | free | free | flash data |

So, there are many free space in this bucket, but since data of flash
only volumes still exists, so this bucket cannot be reclaimable,
which would cause waste of bucket space.

In this patch, we segregate flash only volume write streams from
cached devices, so data from flash only volumes and cached devices
can store in different buckets.

Compare to v1 patch, this patch do not add a additionally open bucket
list, and it is try best to segregate flash only volume write streams
from cached devices, sectors of flash only volumes may still be mixed
with dirty sectors of cached device, but the number is very small.

[mlyle: fixed commit log formatting, permissions, line endings]

Signed-off-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: Use PTR_ERR_OR_ZERO()

Fix ptr_ret.cocci warnings:
drivers/md/bcache/btree.c:1800:1-3: WARNING: PTR_ERR_OR_ZERO can be used

Use PTR_ERR_OR_ZERO rather than if(IS_ERR(...)) + PTR_ERR

Generated by: scripts/coccinelle/api/ptr_ret.cocci

Signed-off-by: Vasyl Gomonovych <gomonovych@gmail.com>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: stop writeback thread after detaching

Currently, when a cached device detaching from cache, writeback thread is
not stopped, and writeback_rate_update work is not canceled. For example,
after the following command:
echo 1 >/sys/block/sdb/bcache/detach
you can still see the writeback thread. Then you attach the device to the
cache again, bcache will create another writeback thread, for example,
after below command:
echo  ba0fb5cd-658a-4533-9806-6ce166d883b9 > /sys/block/sdb/bcache/attach
then you will see 2 writeback threads.
This patch stops writeback thread and cancels writeback_rate_update work
when cached device detaching from cache.

Compare with patch v1, this v2 patch moves code down into the register
lock for safety in case of any future changes as Coly and Mike suggested.

[edit by mlyle: commit log spelling/formatting]

Signed-off-by: Tang Junhui <tang.junhui@zte.com.cn>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

bcache: ret IOERR when read meets metadata error

The read request might meet error when searching the btree, but the error
was not handled in cache_lookup(), and this kind of metadata failure will
not go into cached_dev_read_error(), finally, the upper layer will receive
bi_status=0.  In this patch we judge the metadata error by the return
value of bch_btree_map_keys(), there are two potential paths give rise to
the error:

1. Because the btree is not totally cached in memery, we maybe get error
   when read btree node from cache device (see bch_btree_node_get()), the
   likely errno is -EIO, -ENOMEM

2. When read miss happens, bch_btree_insert_check_key() will be called to
   insert a "replace_key" to btree(see cached_dev_cache_miss(), just for
   doing preparatory work before insert the missed data to cache device),
   a failure can also happen in this situation, the likely errno is
   -ENOMEM

bch_btree_map_keys() will return MAP_DONE in normal scenario, but we will
get either -EIO or -ENOMEM in above two cases. if this happened, we should
NOT recover data from backing device (when cache device is dirty) because
we don't know whether bkeys the read request covered are all clean.  And
after that happened, s->iop.status is still its initially value(0) before
we submit s->bio.bio, we set it to BLK_STS_IOERR, so it can go into
cached_dev_read_error(), and finally it can be passed to upper layer, or
recovered by reread from backing device.

[edit by mlyle: patch formatting, word-wrap, comment spelling,
commit log format]

Signed-off-by: Hua Rui <huarui.dev@gmail.com>
Reviewed-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Michael Lyle <mlyle@lyle.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

Merge branch 'nvme-4.16' of git://git.infradead.org/nvme into for-4.16/block

Pull NVMe fixes from Christoph:

"Below are the pending nvme updates for Linux 4.16. Just fixes and
 cleanups from various contributors this time around."

nvme: fix subsystem multiple controllers support check

There is a problem when another module (e.g. nvmet) takes a reference on
the nvme block device and the physical nvme drive is removed.  In that
case nvme_free_ctrl() will not be called and the controller state will be
"deleting" or "dead" unless nvmet module releases the block device.
Later on, the same nvme drive probes back and nvme_init_subsystem() will
be called and fail due to duplicate subnqn (if the nvme device doesn't
support subsystem with multiple controllers). This will cause a probe
failure.  This commit changes the check of multiple controllers support
at nvme_init_subsystem() by not counting all the controllers at "dead" or
"deleting" state (this is safe because controllers at this state will
never be active again).

Fixes: ab9e00cc72fa ("nvme: track subsystems")
Reviewed-by: Max Gurtovoy <maxg@mellanox.com>
Signed-off-by: Israel Rukshin <israelr@mellanox.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme: take refcount on transport module

The block device is backed by the transport so we must ensure that the
transport driver will not be removed until all references are released.
Otherwise, we might end up referencing freed memory.

Reviewed-by: Max Gurtovoy <maxg@mellanox.com>
Signed-off-by: Nitzan Carmi <nitzanc@mellanox.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme-pci: fix NULL pointer reference in nvme_alloc_ns

When the io queues setup or tagset allocation failed, ctrl.tagset is
NULL.  But the scan work will still be queued and executed, then panic
comes up due to NULL pointer reference of ctrl.tagset.

To fix this, add a new ctrl state NVME_CTRL_ADMIN_ONLY to inidcate only
admin queue is live. When non io queues or tagset allocation failed, ctrl
enters into this state, scan work will not be started.  But async event
work and nvme dev ioctl will be still available.  This will be helpful to
do further investigation and recovery.

Suggested-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Jianchao Wang <jianchao.w.wang@oracle.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme: modify the debug level for setting shutdown timeout

When an NVMe controller reports RTD3 Entry Latency larger than the value
of shutdown_timeout module parameter, we update the shutdown_timeout
accordingly to honor RTD3 Entry Latency. Use an informational debug level
instead of a warning level for it.

Signed-off-by: Max Gurtovoy <maxg@mellanox.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme-pci: don't open-code nvme_reset_ctrl

Signed-off-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvmet: rearrange nvmet_ctrl_free()

Make it symmetric to nvmet_alloc_ctrl().

Signed-off-by: Israel Rukshin <israelr@mellanox.com>
Reviewed-by: Max Gurtovoy <maxg@mellanox.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvmet: fix error flow in nvmet_alloc_ctrl()

Remove the allocated id on error.

Signed-off-by: Israel Rukshin <israelr@mellanox.com>
Reviewed-by: Max Gurtovoy <maxg@mellanox.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme-pci: remove an unnecessary initialization in HMB code

The local variable __size__ will be set a bit later in a for-loop.
Remove the explicit initialization at the beginning of this function.

Signed-off-by: Minwoo Im <minwoo.im.dev@gmail.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme-fabrics: protect against module unload during create_ctrl

NVMe transport driver module unload may (and usually does) trigger
iteration over the active controllers and delete them all (sometimes
under a mutex).  However, a controller can be created concurrently with
module unload which can lead to leakage of resources (most important char
device node leakage) in case the controller creation occured after the
unload delete and drain sequence.  To protect against this, we take a
module reference to guarantee that the nvme transport driver is not
unloaded while creating a controller.

Signed-off-by: Roy Shterman <roys@lightbitslabs.com>
Signed-off-by: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Reviewed-by: Max Gurtovoy <maxg@mellanox.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvmet-fc: cleanup nvmet add_port/remove_port

The current fc transport add_port routine validates that there is a
matching port to the target port config. It then takes a reference
on the targetport. The del_port removes the reference.

Unfortunately, if the LLDD undergoes a hw reset or driver unload and
wants to unreg the targetport, due to the reference, the targetport
effectively can't be removed. It requires the admin to remove the
port from the nvmet config first, which calls the del_port.
Note: it appears nvmetcli clear skips over the del_port call (I'm
not attempting to change that).

There's no real reason to take the reference. With FC, there is nothing
to enable or disable as the presence of the FC targetport implicitly
means its enabled, and removal of the targtport means its disabled.

Change add_port to simply validate and change remove_port to a noop.
No references are taken on the targetport.

Signed-off-by: James Smart <james.smart@broadcom.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme_fcloop: refactor host/target io job access

The split between what the host accesses on its flows vs what the
target side accesses was flawed. Abort handling didn't properly
clear initiator vs target structure cross-reference and locks
weren't used for synchronization. Thus, there were issues of
freeing structures too soon and access after free.

A couple of these existed pre the IN_ISR mods, but when the
target upcalls were converted to work items, thus adding delays
between the 2 sides of accesses, the problems became pronounced.

Resolve by:
- tracking io state mainly in the tgt-side io structure.
- make the tgt-side io structure released by reference not by
  code flow.
- when changing initiator structures, use locks for
  synchronization
- aborts are clearly tracked for which side saw the abort, and
  after seeing the abort, cross-references are cleared under lock.

Signed-off-by: James Smart <james.smart@broadcom.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>

nvme_fcloop: rework to remove xxx_IN_ISR feature flags

The existing fcloop driver expects the target side upcalls to
the transport to context switch, thus the calls into the nvmet layer
are not done in the calling context of the host/initiator down calls.
The xxx_IN_ISR feature flags are used to select this logic.

The xxx_IN_ISR feature flags should go away in the nvmet_fc transport
as no other lldd utilizes them. Both Broadcom and Cavium lldds have their
own non-ISR deferred handlers thus the nvmet calls can be made directly.

This patch converts the paths that make the target upcalls (command
receive, abort receive) such that they schedule a work item rather
than expecting the transport to schedule the work item.

The patch also cleans up the following:
- The completion path from target to host scheduled a host work
  element called "work". Rename it "tio_done_work" for code clarity.
- The abort io path called a iniwork item to call the host side
  io done. This is no longer needed as the abort routine can make
  the same call.

Signed-off-by: James Smart <james.smart@broadcom.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>