block: Expand Xen blkfront for > 16 xvd

Until recently, the maximum number of xvd block devices you could attach
to a Xen domU was 16. This limitation turned out to be problematic for
some users, so it was expanded to handle a much larger number of disks.
However, this requires a couple of changes in the way that blkfront
scans for disks. This functionality is already present in the Xen
linux-2.6.18-xen.hg tree; the attached patch adds this functionality to
the mainline xen-blkfront implementation. I successfully tested it on a
2.6.25 tree, and build tested it on 2.6.27-rc3.

Signed-off-by: Chris Lalancette <clalance@redhat.com>
Acked-by: Jeremy Fitzhardinge <jeremy@goop.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: cleanup some of the integrity stuff in blkdev.h

Don't put functions that are only used in fs/bio-integrity.c in
blkdev.h, it's much cleaner to just keep it in there. Also kill
completely unused bdev_get_tag_size()

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: use rq complete marking in blk_abort_request()

We cannot abort a request if we raced with the timeout handler already,
or with the IO completion. So make blk_abort_request() mark the request
as complete, and only continue if we succeeded.

Found and suggested by Mike Anderson <andmike@linux.vnet.ibm.com>

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: add fault injection mechanism for faking request timeouts

Only works for the generic request timer handling. Allows one to
sporadically ignore request completions, thus exercising the timeout
handling.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: add bio_kmalloc()

Not all callers need (or want!) the mempool backing guarentee, it
essentially means that you can only use bio_alloc() for short allocations
and not for preallocating some bio's at setup or init time.

So add bio_kmalloc() which does the same thing as bio_alloc(), except
it just uses kmalloc() as the backing instead of the bio mempools.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: adjust blkdev_issue_discard for swap

Two mods to blkdev_issue_discard(), thinking ahead to its use on swap:

1. Add gfp_mask argument, so swap allocation can use it where GFP_KERNEL
   might deadlock but GFP_NOIO is safe.

2. Enlarge nr_sects argument from unsigned to sector_t: unsigned long is
   enough to cover a whole swap area, but sector_t suits any partition.

Change sb_issue_discard()'s nr_blocks to sector_t too; but no need seen
for a gfp_mask there, just pass GFP_KERNEL down to blkdev_issue_discard().

Signed-off-by: Hugh Dickins <hugh@veritas.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: remove unnecessary blk_rq_unmap_user

blk_rq_unmap_user in sg_finish_rem_req can take care of all the cases.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: remove sg_read_xfer

sg_read_xfer was used to copy data to user space for READ
commands. blk_rq_unmap_user does the job so sg_read_xfer does nothing
useful.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: remove sg_write_xfer

sg_write_xfer was used to copy data from user space for WRITE
commands. blk_rq_map_user_iov and blk_rq_map_user do the job so
sg_write_xfer does nothing useful.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: incorporate sg_build_direct into sg_start_req

Calling blk_rq_map_user() at a single place is better than at
different two places. It makes the code more understandable.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: remove __sg_start_req

__sg_start_req() was used temporarily to call blk_get_request() during
converting sg to use the block layer.

Now sg always calls blk_get_request() so we can move blk_get_request()
to sg_start_req(). We don't need __sg_start_req anymore.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: remove b_malloc_len in sg_scatter_hold struct

It's not used for anything useful after the block layer conversion.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: remove SG_ALLOW_DIO_CODE define

sg had lots of the own functions for the direct IO but now sg uses the
block layer functions for it. There are only five lines for the direct
IO. SG_ALLOW_DIO_CODE define was used to compile out the direct IO
code but we don't need the define. If someone wants to remove the
direct IO code, he can do easily without the define.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: rename sg_cmd_done sg_rq_end_io

old sg_rq_end_io() was used to wrap sg_cmd_done during converting sg
to use the block layer (in order to cover the difference
scsi_execute_async and blk_execute_rq_nowait). Now we don't need it so
let's remove it.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

dm: Call blk_abort_queue on failed paths

Signed-off-by: Mike Anderson <andmike@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: Add interface to abort queued requests

Signed-off-by: Mike Anderson <andmike@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: unify request timeout handling

Right now SCSI and others do their own command timeout handling.
Move those bits to the block layer.

Instead of having a timer per command, we try to be a bit more clever
and simply have one per-queue. This avoids the overhead of having to
tear down and setup a timer for each command, so it will result in a lot
less timer fiddling.

Signed-off-by: Mike Anderson <andmike@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Call flush_disk() after detecting an online resize.

We call flush_disk() to make sure the buffer cache for the disk is
flushed after a disk resize. There are two resize cases, growing and
shrinking. Given that users can shrink/then grow a disk before
revalidate_disk() is called, we treat the grow case identically to
shrinking. We need to flush the buffer cache after an online shrink
because, as James Bottomley puts it,

     The two use cases for shrinking I can see are

     1. planned: the fs is already shrunk to within the new boundaries
        and all data is relocated, so invalidate is fine (any dirty
        buffers that might exist in the shrunk region are there only
        because they were relocated but not yet written to their
        original location).
     2. unplanned:  In this case, the fs is probably toast, so whether
        we invalidate or not isn't going to make a whole lot of
        difference; it's still going to try to read or write from
        sectors beyond the new size and get I/O errors.

Immediately invalidating shrunk disks will cause errors for outstanding
I/Os for reads/write beyond the new end of the disk to be generated
earlier then if we waited for the normal buffer cache operation. It also
removes a potential security hole where we might keep old data around
from beyond the end of the shrunk disk if the disk was not invalidated.

Signed-off-by: Andrew Patterson <andrew.patterson@hp.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Added flush_disk to factor out common buffer cache flushing code.

We need to be able to flush the buffer cache for for more than
just when a disk is changed, so we factor out common cache flush code
in check_disk_change() to an internal flush_disk() routine.  This
routine will then be used for both disk changes and disk resizes (in a
later patch).

Include the disk name in the text indicating that there are busy
inodes on the device and increase the KERN severity of the message.

Signed-off-by: Andrew Patterson <andrew.patterson@hp.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

SCSI sd driver calls revalidate_disk wrapper.

Modify the SCSI disk driver to call the revalidate_disk()
wrapper. This allows us to do some housekeeping such as accounting for
a disk being resized online. The wrapper will call
sd_revalidate_disk() at the appropriate time.

Signed-off-by: Andrew Patterson <andrew.patterson@hp.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Check for device resize when rescanning partitions

Check for device resize in the rescan_partitions() routine. If the device
has been resized, the bdev size is set to match. The rescan_partitions()
routine is called when opening the device and when calling the
BLKRRPART ioctl.

Signed-off-by: Andrew Patterson <andrew.patterson@hp.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Adjust block device size after an online resize of a disk.

The revalidate_disk routine now checks if a disk has been resized by
comparing the gendisk capacity to the bdev inode size.  If they are
different (usually because the disk has been resized underneath the kernel)
the bdev inode size is adjusted to match the capacity.

Signed-off-by: Andrew Patterson <andrew.patterson@hp.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Wrapper for lower-level revalidate_disk routines.

This is a wrapper for the lower-level revalidate_disk call-backs such
as sd_revalidate_disk(). It allows us to perform pre and post
operations when calling them.

We will use this wrapper in a later patch to adjust block device sizes
after an online resize (a _post_ operation).

Signed-off-by: Andrew Patterson <andrew.patterson@hp.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: fix duplicate headers for /proc/partitions

seqf can be started multiple times for a read and the header should be
printed only for the initial one.  Fix it.

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

sg: set dxferp to NULL for READ with the older SG interface

With the older SG interface, we don't know a user-space address to
trasfer data when executing a SCSI command. So we can't pass a
user-space address to blk_rq_map_user.

This patch fixes sg to pass a NULL user-space address to
blk_rq_map_user so that it just sets up a request and bios with page
frames propely without data transfer.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: make blk_rq_map_user take a NULL user-space buffer

This patch changes blk_rq_map_user to accept a NULL user-space buffer
with a READ command if rq_map_data is not NULL. Thus a caller can pass
page frames to lk_rq_map_user to just set up a request and bios with
page frames propely. bio_uncopy_user (called via blk_rq_unmap_user)
doesn't copy data to user space with such request.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: update comment on end_request()

It refers to functions that no longer exist after the IO completion
changes.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

init: DEBUG_BLOCK_EXT_DEVT requires explicit root= param

DEBUG_BLOCK_EXT_DEVT shuffles SCSI and IDE device numbers and root
device number set using rdev become meaningless.  Root devices should
be explicitly specified using textual names.  Warn about it if root
can't be found and DEBUG_BLOCK_EXT_DEVT is enabled.  Also, add warning
to the help text.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Bartlomiej Zolnierkiewicz <bzolnier@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: don't test for partition size in bdget_disk() and blk_lookup_devt()

bdget_disk() and blk_lookup_devt() never cared whether the specified
partition (or disk) is zero sized or not.  I got confused while
converting those not to depend on consecutive minor numbers in commit
5a6411b1178baf534aa9138052864dfa89d3eada and later when dev0 was added
it broke callers which expected to get valid return for zero sized
disk devices.

So, they never needed nr_sects checks in the first place.  Kill them.

This problem was spotted and debugged by Bartlmoiej Zolnierkiewicz.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Bartlomiej Zolnierkiewicz <bzolnier@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Change default value of CONFIG_DEBUG_BLOCK_EXT_DEVT to 'n'

It's a debug option that you would explicitly enable to test this
feature, we should default it to 'n' to prevent accidental surprises
for now.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: kmalloc args reversed, small function definition fixes

Noticed by sparse:
block/blk-softirq.c:156:12: warning: symbol 'blk_softirq_init' was not declared. Should it be static?
block/genhd.c:583:28: warning: function 'bdget_disk' with external linkage has definition
block/genhd.c:659:17: warning: incorrect type in argument 1 (different base types)
block/genhd.c:659:17:    expected unsigned int [unsigned] [usertype] size
block/genhd.c:659:17:    got restricted gfp_t
block/genhd.c:659:29: warning: incorrect type in argument 2 (different base types)
block/genhd.c:659:29:    expected restricted gfp_t [usertype] flags
block/genhd.c:659:29:    got unsigned int
block: kmalloc args reversed

Signed-off-by: Harvey Harrison <harvey.harrison@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: use blk_rq_aligned helper function

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Cc: Douglas Gilbert <dougg@torque.net>
Cc: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: add blk_rq_aligned helper function

This adds blk_rq_aligned helper function to see if alignment and
padding requirement is satisfied for DMA transfer. This also converts
blk_rq_map_kern and __blk_rq_map_user to use the helper function.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Cc: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

bio: convert bio_copy_kern to use bio_copy_user

bio_copy_kern and bio_copy_user are very similar. This converts
bio_copy_kern to use bio_copy_user.

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Cc: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: convert the indirect IO path to use the block layer

This patch converts the indirect IO path (including mmap IO and old
struct sg_header) to use the block layer functions (blk_get_request,
blk_execute_rq_nowait, blk_rq_map_user, etc) instead of
scsi_execute_async().

[Jens: fixed compile error with SCSI logging enabled]

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Douglas Gilbert <dougg@torque.net>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: James Bottomley <James.Bottomley@HansenPartnership.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: convert the direct IO path to use the block layer

This patch converts the direct IO path (SG_FLAG_DIRECT_IO) to use the
block layer functions (blk_get_request, blk_execute_rq_nowait,
blk_rq_map_user, etc) instead of scsi_execute_async().

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Douglas Gilbert <dougg@torque.net>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: James Bottomley <James.Bottomley@HansenPartnership.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

sg: convert the non-data path to use the block layer

This patch converts the non data path to use the block layer functions
(blk_get_request, blk_execute_rq_nowait, etc) instead of uses
scsi_execute_async().

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Douglas Gilbert <dougg@torque.net>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: James Bottomley <James.Bottomley@HansenPartnership.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: introduce struct rq_map_data to use reserved pages

This patch introduces struct rq_map_data to enable bio_copy_use_iov()
use reserved pages.

Currently, bio_copy_user_iov allocates bounce pages but
drivers/scsi/sg.c wants to allocate pages by itself and use
them. struct rq_map_data can be used to pass allocated pages to
bio_copy_user_iov.

The current users of bio_copy_user_iov simply passes NULL (they don't
want to use pre-allocated pages).

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Cc: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Cc: Douglas Gilbert <dougg@torque.net>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: James Bottomley <James.Bottomley@HansenPartnership.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: add gfp_mask argument to blk_rq_map_user and blk_rq_map_user_iov

Currently, blk_rq_map_user and blk_rq_map_user_iov always do
GFP_KERNEL allocation.

This adds gfp_mask argument to blk_rq_map_user and blk_rq_map_user_iov
so sg can use it (sg always does GFP_ATOMIC allocation).

Signed-off-by: FUJITA Tomonori <fujita.tomonori@lab.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Douglas Gilbert <dougg@torque.net>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: James Bottomley <James.Bottomley@HansenPartnership.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

cfq-iosched: fix queue depth detection

CFQ's detection of queueing devices assumes a non-queuing device and detects
if the queue depth reaches a certain threshold.  Under some workloads (e.g.
synchronous reads), CFQ effectively forces a unit queue depth, thus defeating
the detection logic.  This leads to poor performance on queuing hardware,
since the idle window remains enabled.

This patch inverts the sense of the logic: assume a queuing-capable device,
and detect if the depth does not exceed the threshold.

Signed-off-by: Aaron Carroll <aaronc@gelato.unsw.edu.au>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: don't use bio_has_data() in the completion path

We should just check for rq->bio, as that is really the information
we are looking for. Even if the bio attached doesn't carry data,
we still need to do IO post processing on it.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: inherit CPU completion on bio->rq and rq->rq merges

Somewhat incomplete, as we do allow merges of requests and bios
that have different completion CPUs given. This is done on the
assumption that a larger IO is still more beneficial than CPU
locality.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: add support for IO CPU affinity

This patch adds support for controlling the IO completion CPU of
either all requests on a queue, or on a per-request basis. We export
a sysfs variable (rq_affinity) which, if set, migrates completions
of requests to the CPU that originally submitted it. A bio helper
(bio_set_completion_cpu()) is also added, so that queuers can ask
for completion on that specific CPU.

In testing, this has been show to cut the system time by as much
as 20-40% on synthetic workloads where CPU affinity is desired.

This requires a little help from the architecture, so it'll only
work as designed for archs that are using the new generic smp
helper infrastructure.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: make kblockd_schedule_work() take the queue as parameter

Preparatory patch for checking queuing affinity.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: split softirq handling into blk-softirq.c

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: use linux/uaccess.h in elevator.c instead of asm variant

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: allow disk to have extended device number

Now that disk and partition handlings are mostly unified, it's easy to
allow disk to have extended device number.  This patch makes
add_disk() use extended device number if disk->minors is zero.  Both
sd and ide-disk are updated to use this.

* sd_format_disk_name() is implemented which can generically determine
  the drive name.  This removes disk number restriction stemming from
  limited device names.

* If sd index goes over SD_MAX_DISKS (which can be increased now BTW),
  sd simply doesn't initialize minors letting block layer choose
  extended device number.

* If CONFIG_DEBUG_EXT_DEVT is set, both sd and ide-disk always set
  minors to 0 and use extended device numbers.

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

block: replace @ext_minors with GENHD_FL_EXT_DEVT

With previous changes, it's meaningless to limit the number of
partitions.  Replace @ext_minors with GENHD_FL_EXT_DEVT such that
setting the flag allows the disk to have maximum number of allowed
partitions (only limited by the number of entries in parsed_partitions
as determined by MAX_PART constant).

This kills not-too-pretty alloc_disk_ext[_node]() functions and makes
@minors parameter to alloc_disk[_node]() unnecessary.  The parameter
is left alone to avoid disturbing the users.

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

block: make partition array dynamic

disk->__part used to be statically allocated to the maximum possible
number of partitions.  This patch makes partition array allocation
dynamic.  The added overhead is minimal as only real change is one
memory dereference changed to RCU one.  This saves both a bit of
memory and cpu cycles iterating through unoccupied slots and makes
increasing partition limit easier.

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

block: move stats from disk to part0

Move stats related fields - stamp, in_flight, dkstats - from disk to
part0 and unify stat handling such that...

* part_stat_*() now updates part0 together if the specified partition
  is not part0.  ie. part_stat_*() are now essentially all_stat_*().

* {disk|all}_stat_*() are gone.

* part_round_stats() is updated similary.  It handles part0 stats
  automatically and disk_round_stats() is killed.

* part_{inc|dec}_in_fligh() is implemented which automatically updates
  part0 stats for parts other than part0.

* disk_map_sector_rcu() is updated to return part0 if no part matches.
  Combined with the above changes, this makes NULL special case
  handling in callers unnecessary.

* Separate stats show code paths for disk are collapsed into part
  stats show code paths.

* Rename disk_stat_lock/unlock() to part_stat_lock/unlock()

While at it, reposition stat handling macros a bit and add missing
parentheses around macro parameters.

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

block: kill GENHD_FL_FAIL and use part0->make_it_fail

GENHD_FL_FAIL for disk is what make_it_fail is for parts.  Kill it and
use part0->make_it_fail.  Sysfs node handling is unified too.

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

block: always set bdev->bd_part

Till now, bdev->bd_part is set only if the bdev was for parts other
than part0.  This patch makes bdev->bd_part always set so that code
paths don't have to differenciate common handling.

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

block: move holder_dir from disk to part0

Move disk->holder_dir to part0->holder_dir.  Kill now mostly
superflous bdev_get_holder().

While at it, kill superflous kobject_get/put() around holder_dir,
slave_dir and cmd_filter creation and collapse
disk_sysfs_add_subdirs() into register_disk().  These serve no purpose
but obfuscating the code.

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

block: move policy from disk to part0

Move disk->policy to part0->policy.  Implement and use get_disk_ro().

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

block: unify sysfs size node handling

Now that capacity and __dev are moved to part0, part0 and others can
share the same method.

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

block: move __dev from disk to part0

Move disk->__dev to part0->__dev.  This simplifies bdget_disk() and
lookup_devt() and allows common sysfs attributes to be unified.
part_to_disk() is updated to handle part0 -> disk.

Updated to include a fix from Bartlomiej Zolnierkiewicz <bzolnier@gmail.com>,
he writes:

"part0 is a "special" partition and doesn't need to have capacity set - this
fixes regression caused by "block: move __dev from disk to part0" commit."

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

block: move capacity from disk to part0

Move disk->capacity to part0->nr_sects and convert all users who
directly accessed the field to use {get|set}_capacity().  This is done
early to allow the __dev field to be moved.

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

block: introduce partition 0

genhd and partition code handled disk and partitions separately.  All
information about the whole disk was in struct genhd and partitions in
struct hd_struct.  However, the whole disk (part0) and other
partitions have a lot in common and the data structures end up having
good number of common fields and thus separate code paths doing the
same thing.  Also, the partition array was indexed by partno - 1 which
gets pretty confusing at times.

This patch introduces partition 0 and makes the partition array
indexed by partno.  Following patches will unify the handling of disk
and parts piece-by-piece.

This patch also implements disk_partitionable() which tests whether a
disk is partitionable.  With coming dynamic partition array change,
the most common usage of disk_max_parts() will be testing whether a
disk is partitionable and the number of max partitions will become
much less important.

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

block: implement and use {disk|part}_to_dev()

Implement {disk|part}_to_dev() and use them to access generic device
instead of directly dereferencing {disk|part}->dev.  To make sure no
user is left behind, rename generic devices fields to __dev.

This is in preparation of unifying partition 0 handling with other
partitions.

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

block: implement CONFIG_DEBUG_BLOCK_EXT_DEVT

Extended devt introduces non-contiguos device numbers.  This patch
implements a debug option which forces most devt allocations to be
from the extended area and spreads them out.  This is enabled by
default if DEBUG_KERNEL is set and achieves...

1. Detects code paths in kernel or userland which expect predetermined
   consecutive device numbers.

2. When something goes wrong, avoid corruption as adding to the minor
   of earlier partition won't lead to the wrong but valid device.

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

sd/ide-disk: apply extended minors to sd and ide

Update sd and ide-disk such that they can take advantage of extended
minors.

ide-disk already has 64 minors per device and currently doesn't use
extended minors although after this patch it can be turned on by
simply tweaking constants.

sd only had 16 minors per device causing problems on certain peculiar
configurations.  This patch lifts the restriction and enables it to
use upto 64 minors.

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

block: adjust formatting for large minors and add ext_range sysfs attr

With extended minors and the soon-to-follow debug feature, large minor
numbers for block devices will be common.  This patch does the
followings to make printouts pretty.

* Adapt print formats such that large minors don't break the
  formatting.

* For extended MAJ:MIN, %02x%02x for MAJ:MIN used in
  printk_all_partitions() doesn't cut it anymore.  Update it such that
  %03x:%05x is used if either MAJ or MIN doesn't fit in %02x.

* Implement ext_range sysfs attribute which shows total minors the
  device can use including both conventional minor space and the
  extended one.

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

block: implement extended dev numbers

Implement extended device numbers.  A block driver can tell block
layer that it wants to use extended device numbers.  After the usual
minor space is used up, block layer automatically allocates devt's
from EXT_BLOCK_MAJOR.

Currently only one major number is allocated for this but as the
allocation is strictly on-demand, ~1mil minor space under it should
suffice unless the system actually has more than ~1mil partitions and
if that ever happens adding more majors to the extended devt area is
easy.

Due to internal implementation issues, the first partition can't be
allocated on the extended area.  In other words, genhd->minors should
at least be 1.  This limitation will be lifted by later changes.

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

block: fix diskstats access

There are two variants of stat functions - ones prefixed with double
underbars which don't care about preemption and ones without which
disable preemption before manipulating per-cpu counters.  It's unclear
whether the underbarred ones assume that preemtion is disabled on
entry as some callers don't do that.

This patch unifies diskstats access by implementing disk_stat_lock()
and disk_stat_unlock() which take care of both RCU (for partition
access) and preemption (for per-cpu counter access).  diskstats access
should always be enclosed between the two functions.  As such, there's
no need for the versions which disables preemption.  They're removed
and double underbars ones are renamed to drop the underbars.  As an
extra argument is added, there's no danger of using the old version
unconverted.

disk_stat_lock() uses get_cpu() and returns the cpu index and all
diskstat functions which access per-cpu counters now has @cpu
argument to help RT.

This change adds RCU or preemption operations at some places but also
collapses several preemption ops into one at others.  Overall, the
performance difference should be negligible as all involved ops are
very lightweight per-cpu ones.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: fix disk->part[] dereferencing race

disk->part[] is protected by its matching bdev's lock.  However,
non-critical accesses like collecting stats and printing out sysfs and
proc information used to be performed without any locking.  As
partitions can come and go dynamically, partitions can go away
underneath those non-critical accesses.  As some of those accesses are
writes, this theoretically can lead to silent corruption.

This patch fixes the race by using RCU for the partition array and dev
reference counter to hold partitions.

* Rename disk->part[] to disk->__part[] to make sure no one outside
  genhd layer proper accesses it directly.

* Use RCU for disk->__part[] dereferencing.

* Implement disk_{get|put}_part() which can be used to get and put
  partitions from gendisk respectively.

* Iterators are implemented to help iterate through all partitions
  safely.

* Functions which require RCU readlock are marked with _rcu suffix.

* Use disk_put_part() in __blkdev_put() instead of directly putting
  the contained kobject.

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

block: don't depend on consecutive minor space

* Implement disk_devt() and part_devt() and use them to directly
  access devt instead of computing it from ->major and ->first_minor.

  Note that all references to ->major and ->first_minor outside of
  block layer is used to determine devt of the disk (the part0) and as
  ->major and ->first_minor will continue to represent devt for the
  disk, converting these users aren't strictly necessary.  However,
  convert them for consistency.

* Implement disk_max_parts() to avoid directly deferencing
  genhd->minors.

* Update bdget_disk() such that it doesn't assume consecutive minor
  space.

* Move devt computation from register_disk() to add_disk() and make it
  the only one (all other usages use the initially determined value).

These changes clean up the code and will help disk->part dereference
fix and extended block device numbers.

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

block: make variable and argument names more consistent

In hd_struct, @partno is used to denote partition number and a number
of other places use @part to denote hd_struct.  Functions use @part
and @index instead.  This causes confusion and makes it difficult to
use consistent variable names for hd_struct.  Always use @partno if a
variable represents partition number.

Also, print out functions use @f or @part for seq_file argument.  Use
@seqf uniformly instead.

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

block: misc updates

This patch makes the following misc updates in preparation for
disk->part dereference fix and extended block devt support.

* implment part_to_disk()

* fix comment about gendisk->part indexing

* rename get_part() to disk_map_sector()

* don't use n which is always zero while printing disk information in
  diskstats_show()

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

block: update add_partition() error handling

d805dda4 tried to fix error case handling in add_partition() but had a
few problems.

* disk->part[] entry is set early and left dangling if operation
  fails.

* Once device initialized, the last put_device() is responsible for
  freeing all the resources.  The failure path freed part_stats and p
  regardless of put_device() causing double free.

* holders subdir holds reference to the disk device, so failure path
  should remove it to release resources properly which was missing.

This patch fixes the above problems and while at it move partition
slot busy check into add_partition() for completeness and inlines
holders subdirectory creation.  Using separate function for it just
obfuscates the code.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Abdel Benamrouche <draconux@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: allow deleting zero length partition

delete_partition() was noop for zero length partition.  As the
addition code allows creating zero lenght partition and deletion is
assumed to always succeed, this causes memory leak for zero length
partitions.  Allow zero length partitions to end their meaningless
lives.

While at it, allow deleting zero lenght partition via
BLKPG_DEL_PARTITION ioctl too.

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

block: use class_dev_iterator instead of class_for_each_device()

Recent block_class iteration updates 5c6f35c5..27f3025 converted all
class device iteration to class_for_each_device() and
class_find_device(), which are correct but pain in the ass to use.
This pach converts them to newly introduced class_dev_iterator so that
they can use more natural control structures instead of separate
callbacks and struct to pass parameters to them.

This results in smaller and easier code.

This patch also restores the original behavior of not printing header
in /proc/partitions if there's no partition to print.  This is trivial
but still user-visible behavior.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Greg Kroah-Hartman <gregkh@suse.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: don't grab block_class_lock unnecessarily

block_class_lock protects major_names array and bdev_map and doesn't
have anything to do with block class devices.  Don't grab them while
iterating over block class devices.

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

block: fix partition info printouts

Recent block_class iteration updates 5c6f35c5..27f3025 broke partition
info printouts.

* printk_all_partitions(): Partition print out stops when it meets a
  partition hole.  Partition printing inner loop should continue
  instead of exiting on empty partition slot.

* /proc/partitions and /proc/diskstats: If all information can't be
  read in single read(), the information is truncated.  This is
  because find_start() doesn't actually update the counter containing
  the initial seek.  It runs to the end and ends up always reporting
  EOF on the second read.

This patch fixes both problems.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Greg Kroah-Hartman <gregkh@suse.de>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

driver-core: use klist for class device list and implement iterator

Iterating over entries using callback usually isn't too fun especially
when the entry being iterated over can't be manipulated freely.  This
patch converts class->p->class_devices to klist and implements class
device iterator so that the users can freely build their own control
structure.  The users are also free to call back into class code
without worrying about locking.

class_for_each_device() and class_find_device() are converted to use
the new iterators, so their users don't have to worry about locking
anymore either.

Note: This depends on klist-dont-iterate-over-deleted-entries patch
because class_intf->add/remove_dev() depends on proper synchronization
with device removal.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Greg Kroah-Hartman <gregkh@suse.de>
Cc: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

klist: don't iterate over deleted entries

A klist entry is kept on the list till all its current iterations are
finished; however, a new iteration after deletion also iterates over
deleted entries as long as their reference count stays above zero.
This causes problems for cases where there are users which iterate
over the list while synchronized against list manipulations and
natuarally expect already deleted entries to not show up during
iteration.

This patch implements dead flag which gets set on deletion so that
iteration can skip already deleted entries.  The dead flag piggy backs
on the lowest bit of knode->n_klist and only visible to klist
implementation proper.

While at it, drop klist_iter->i_head as it's redundant and doesn't
offer anything in semantics or performance wise as klist_iter->i_klist
is dereferenced on every iteration anyway.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Greg Kroah-Hartman <gregkh@suse.de>
Cc: Alan Stern <stern@rowland.harvard.edu>
Cc: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Add some block/ source files to the kernel-api docbook. Fix kernel-doc notation in them as needed. Fix changed function parameter names. Fix typos/spellos. In comments, change REQ_SPECIAL to REQ_TYPE_SPECIAL and REQ_BLOCK_PC to REQ_TYPE_BLOCK_PC.

Signed-off-by: Randy Dunlap <randy.dunlap@oracle.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: make bi_phys_segments an unsigned int instead of short

raid5 can overflow with more than 255 stripes, and we can increase it
to an int for free on both 32 and 64-bit archs due to the padding.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: raid fixups for removal of bi_hw_segments

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

drop vmerge accounting

Remove hw_segments field from struct bio and struct request. Without virtual
merge accounting they have no purpose.

Signed-off-by: Mikulas Patocka <mpatocka@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: drop virtual merging accounting

Remove virtual merge accounting.

Signed-off-by: Mikulas Patocka <mpatocka@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: update documentation for deadline fifo_batch tunable

Update the description of fifo_batch to match the current implementation,
and include a description of how to tune it.

Signed-off-by: Aaron Carroll <aaronc@gelato.unsw.edu.au>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

deadline-iosched: non-functional fixes

* convert goto to simpler while loop;
 * use rq_end_sector() instead of computing manually;
 * fix false comments;
 * remove spurious whitespace;
 * convert rq_rb_root macro to an inline function.

Signed-off-by: Aaron Carroll <aaronc@gelato.unsw.edu.au>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

deadline-iosched: allow non-sequential batching

Deadline currently only batches sector-contiguous requests, so except
for a few circumstances (e.g. requests in a single direction), it is
essentially first come first served.  This is bad for throughput, so
change it to CSCAN, which means requests in a batch do not need to be
sequential and are issued in increasing sector order.

Signed-off-by: Aaron Carroll <aaronc@gelato.unsw.edu.au>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

virtio_blk: use a wrapper function to access io context information of IO requests

struct request has an ioprio member but it is never updated because
currently bios do not hold io context information. The implication of
this is that virtio_blk ends up passing useless information to the
backend driver.

That said, some IO schedulers such as CFQ do store io context
information in struct request, but use private members for that, which
means that that information cannot be directly accessed in a IO
scheduler-independent way.

This patch adds a function to obtain the ioprio of a request. We should
avoid accessing ioprio directly and use this function instead, so that
its users do not have to care about future changes in block layer
structures or what the currently active IO controller is.

This patch does not introduce any functional changes but paves the way
for future clean-ups and enhancements.

Signed-off-by: Fernando Luis Vazquez Cao <fernando@oss.ntt.co.jp>
Acked-by: Rusty Russell <rusty@rustcorp.com.au>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Kill REQ_TYPE_FLUSH

It was only used by ps3disk, and it should probably have been
REQ_TYPE_LINUX_BLOCK + REQ_LB_OP_FLUSH.

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Allow elevators to sort/merge discard requests

But blkdev_issue_discard() still emits requests which are interpreted as
soft barriers, because naïve callers might otherwise issue subsequent
writes to those same sectors, which might cross on the queue (if they're
reallocated quickly enough).

Callers still _can_ issue non-barrier discard requests, but they have to
take care of queue ordering for themselves.

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Add BLKDISCARD ioctl to allow userspace to discard sectors

We may well want mkfs tools to use this to mark the whole device as
unwanted before they format it, for example.

The ioctl takes a pair of uint64_ts, which are start offset and length
in _bytes_. Although at the moment it might make sense for them both to
be in 512-byte sectors, I don't want to limit the ABI to that.

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Use WRITE_BARRIER in blkdev_issue_flush(), not (1<<BIO_RW_BARRIER)

Barriers should be submitted with the WRITE flag set.

Signed-off-by: OGAWA Hirofumi <hirofumi@mail.parknet.co.jp>
Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

blktrace: simplify flags handling in __blk_add_trace

Let the compiler see what's going on, and it can all get a lot simpler.
On PPC64 this reduces the size of the code calculating these bits by
about 60%. On x86_64 it's less of a win -- only 40%.

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

blktrace: support discard requests

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Support 'discard sectors' operation.

We can benefit from knowing that the file system no longer cares about
the contents of certain sectors, by throwing them away immediately and
then never having to garbage collect them, and using the extra free
space to make our operations more efficient. Do so.

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Support 'discard sectors' operation in translation layer support core

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Let the block device know when sectors can be discarded

[hirofumi@mail.parknet.co.jp: discard _after_ checking for corrupt chains]

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Acked-by: OGAWA Hirofumi <hirofumi@mail.parknet.co.jp>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Add 'discard' request handling

Some block devices benefit from a hint that they can forget the contents
of certain sectors. Add basic support for this to the block core, along
with a 'blkdev_issue_discard()' helper function which issues such
requests.

The caller doesn't get to provide an end_io functio, since
blkdev_issue_discard() will automatically split the request up into
multiple bios if appropriate. Neither does the function wait for
completion -- it's expected that callers won't care about when, or even
_if_, the request completes. It's only a hint to the device anyway. By
definition, the file system doesn't _care_ about these sectors any more.

[With feedback from OGAWA Hirofumi <hirofumi@mail.parknet.co.jp> and
Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com]

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

Fix up comments about matching flags between bio and rq

Signed-off-by: David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

highmem: use bio_has_data() in the bounce path

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: use bio_has_data() in the IO completion path

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: use bio_has_data() to check for data carrying bio

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

block: add bio_has_data() to detect whether a bio carries data or not

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>

SG_IO block filter whitelist missing MMC SET READ AHEAD command

I have another request for the block filter SG_IO command whitelist,
specifically the MMC streaming command set SET READ AHEAD command.
The command applies only to MMC CDROM/DVDROM drives with the streaming
optional feature set.  The command is useful to cdparanoia in that it
allows explicit cache control side effects that are, on many drives,
cdparanoia's most efficient way to flush/disable the media cache on
cdrom drives. I am aware of no reason why it should not be accessible
from usespace.

Also note that the command is already fully accessible through the
SCSI-native version of the SG_IO ioctl as well as the traditional SG
interface.  The command is only being refused on block devices.  That
means that on a typical stock distro, the command is available through
/dev/sg* but not /dev/scd* although both are typically available and
accessible.  Filtering the command is not providing any protection,
only a confusing inconsistency.

Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>