fs/xfs/scrub/alloc_repair.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2018-2023 Oracle.  All Rights Reserved.
   4  * Author: Darrick J. Wong <[email protected]>
   5  */
   6 #include "xfs.h"
   7 #include "xfs_fs.h"
   8 #include "xfs_shared.h"
   9 #include "xfs_format.h"
  10 #include "xfs_trans_resv.h"
  11 #include "xfs_mount.h"
  12 #include "xfs_defer.h"
  13 #include "xfs_btree.h"
  14 #include "xfs_btree_staging.h"
  15 #include "xfs_bit.h"
  16 #include "xfs_log_format.h"
  17 #include "xfs_trans.h"
  18 #include "xfs_sb.h"
  19 #include "xfs_alloc.h"
  20 #include "xfs_alloc_btree.h"
  21 #include "xfs_rmap.h"
  22 #include "xfs_rmap_btree.h"
  23 #include "xfs_inode.h"
  24 #include "xfs_refcount.h"
  25 #include "xfs_extent_busy.h"
  26 #include "xfs_health.h"
  27 #include "xfs_bmap.h"
  28 #include "xfs_ialloc.h"
  29 #include "xfs_ag.h"
  30 #include "scrub/xfs_scrub.h"
  31 #include "scrub/scrub.h"
  32 #include "scrub/common.h"
  33 #include "scrub/btree.h"
  34 #include "scrub/trace.h"
  35 #include "scrub/repair.h"
  36 #include "scrub/bitmap.h"
  37 #include "scrub/agb_bitmap.h"
  38 #include "scrub/xfile.h"
  39 #include "scrub/xfarray.h"
  40 #include "scrub/newbt.h"
  41 #include "scrub/reap.h"
  42
  43 /*
  44  * Free Space Btree Repair
  45  * =======================
  46  *
  47  * The reverse mappings are supposed to record all space usage for the entire
  48  * AG.  Therefore, we can recreate the free extent records in an AG by looking
  49  * for gaps in the physical extents recorded in the rmapbt.  These records are
  50  * staged in @free_records.  Identifying the gaps is more difficult on a
  51  * reflink filesystem because rmap records are allowed to overlap.
  52  *
  53  * Because the final step of building a new index is to free the space used by
  54  * the old index, repair needs to find that space.  Unfortunately, all
  55  * structures that live in the free space (bnobt, cntbt, rmapbt, agfl) share
  56  * the same rmapbt owner code (OWN_AG), so this is not straightforward.
  57  *
  58  * The scan of the reverse mapping information records the space used by OWN_AG
  59  * in @old_allocbt_blocks, which (at this stage) is somewhat misnamed.  While
  60  * walking the rmapbt records, we create a second bitmap @not_allocbt_blocks to
  61  * record all visited rmap btree blocks and all blocks owned by the AGFL.
  62  *
  63  * After that is where the definitions of old_allocbt_blocks shifts.  This
  64  * expression identifies possible former bnobt/cntbt blocks:
  65  *
  66  *      (OWN_AG blocks) & ~(rmapbt blocks | agfl blocks);
  67  *
  68  * Substituting from above definitions, that becomes:
  69  *
  70  *      old_allocbt_blocks & ~not_allocbt_blocks
  71  *
  72  * The OWN_AG bitmap itself isn't needed after this point, so what we really do
  73  * instead is:
  74  *
  75  *      old_allocbt_blocks &= ~not_allocbt_blocks;
  76  *
  77  * After this point, @old_allocbt_blocks is a bitmap of alleged former
  78  * bnobt/cntbt blocks.  The xagb_bitmap_disunion operation modifies its first
  79  * parameter in place to avoid copying records around.
  80  *
  81  * Next, some of the space described by @free_records are diverted to the newbt
  82  * reservation and used to format new btree blocks.  The remaining records are
  83  * written to the new btree indices.  We reconstruct both bnobt and cntbt at
  84  * the same time since we've already done all the work.
  85  *
  86  * We use the prefix 'xrep_abt' here because we regenerate both free space
  87  * allocation btrees at the same time.
  88  */
  89
  90 struct xrep_abt {
  91         /* Blocks owned by the rmapbt or the agfl. */
  92         struct xagb_bitmap      not_allocbt_blocks;
  93
  94         /* All OWN_AG blocks. */
  95         struct xagb_bitmap      old_allocbt_blocks;
  96
  97         /*
  98          * New bnobt information.  All btree block reservations are added to
  99          * the reservation list in new_bnobt.
 100          */
 101         struct xrep_newbt       new_bnobt;
 102
 103         /* new cntbt information */
 104         struct xrep_newbt       new_cntbt;
 105
 106         /* Free space extents. */
 107         struct xfarray          *free_records;
 108
 109         struct xfs_scrub        *sc;
 110
 111         /* Number of non-null records in @free_records. */
 112         uint64_t                nr_real_records;
 113
 114         /* get_records()'s position in the free space record array. */
 115         xfarray_idx_t           array_cur;
 116
 117         /*
 118          * Next block we anticipate seeing in the rmap records.  If the next
 119          * rmap record is greater than next_agbno, we have found unused space.
 120          */
 121         xfs_agblock_t           next_agbno;
 122
 123         /* Number of free blocks in this AG. */
 124         xfs_agblock_t           nr_blocks;
 125
 126         /* Longest free extent we found in the AG. */
 127         xfs_agblock_t           longest;
 128 };
 129
 130 /* Set up to repair AG free space btrees. */
 131 int
 132 xrep_setup_ag_allocbt(
 133         struct xfs_scrub        *sc)
 134 {
 135         unsigned int            busy_gen;
 136
 137         /*
 138          * Make sure the busy extent list is clear because we can't put extents
 139          * on there twice.
 140          */
 141         busy_gen = READ_ONCE(sc->sa.pag->pagb_gen);
 142         if (xfs_extent_busy_list_empty(sc->sa.pag))
 143                 return 0;
 144
 145         return xfs_extent_busy_flush(sc->tp, sc->sa.pag, busy_gen, 0);
 146 }
 147
 148 /* Check for any obvious conflicts in the free extent. */
 149 STATIC int
 150 xrep_abt_check_free_ext(
 151         struct xfs_scrub        *sc,
 152         const struct xfs_alloc_rec_incore *rec)
 153 {
 154         enum xbtree_recpacking  outcome;
 155         int                     error;
 156
 157         if (xfs_alloc_check_irec(sc->sa.pag, rec) != NULL)
 158                 return -EFSCORRUPTED;
 159
 160         /* Must not be an inode chunk. */
 161         error = xfs_ialloc_has_inodes_at_extent(sc->sa.ino_cur,
 162                         rec->ar_startblock, rec->ar_blockcount, &outcome);
 163         if (error)
 164                 return error;
 165         if (outcome != XBTREE_RECPACKING_EMPTY)
 166                 return -EFSCORRUPTED;
 167
 168         /* Must not be shared or CoW staging. */
 169         if (sc->sa.refc_cur) {
 170                 error = xfs_refcount_has_records(sc->sa.refc_cur,
 171                                 XFS_REFC_DOMAIN_SHARED, rec->ar_startblock,
 172                                 rec->ar_blockcount, &outcome);
 173                 if (error)
 174                         return error;
 175                 if (outcome != XBTREE_RECPACKING_EMPTY)
 176                         return -EFSCORRUPTED;
 177
 178                 error = xfs_refcount_has_records(sc->sa.refc_cur,
 179                                 XFS_REFC_DOMAIN_COW, rec->ar_startblock,
 180                                 rec->ar_blockcount, &outcome);
 181                 if (error)
 182                         return error;
 183                 if (outcome != XBTREE_RECPACKING_EMPTY)
 184                         return -EFSCORRUPTED;
 185         }
 186
 187         return 0;
 188 }
 189
 190 /*
 191  * Stash a free space record for all the space since the last bno we found
 192  * all the way up to @end.
 193  */
 194 static int
 195 xrep_abt_stash(
 196         struct xrep_abt         *ra,
 197         xfs_agblock_t           end)
 198 {
 199         struct xfs_alloc_rec_incore arec = {
 200                 .ar_startblock  = ra->next_agbno,
 201                 .ar_blockcount  = end - ra->next_agbno,
 202         };
 203         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 204         int                     error = 0;
 205
 206         if (xchk_should_terminate(sc, &error))
 207                 return error;
 208
 209         error = xrep_abt_check_free_ext(ra->sc, &arec);
 210         if (error)
 211                 return error;
 212
 213         trace_xrep_abt_found(sc->mp, sc->sa.pag->pag_agno, &arec);
 214
 215         error = xfarray_append(ra->free_records, &arec);
 216         if (error)
 217                 return error;
 218
 219         ra->nr_blocks += arec.ar_blockcount;
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 /* Record extents that aren't in use from gaps in the rmap records. */
 224 STATIC int
 225 xrep_abt_walk_rmap(
 226         struct xfs_btree_cur            *cur,
 227         const struct xfs_rmap_irec      *rec,
 228         void                            *priv)
 229 {
 230         struct xrep_abt                 *ra = priv;
 231         int                             error;
 232
 233         /* Record all the OWN_AG blocks... */
 234         if (rec->rm_owner == XFS_RMAP_OWN_AG) {
 235                 error = xagb_bitmap_set(&ra->old_allocbt_blocks,
 236                                 rec->rm_startblock, rec->rm_blockcount);
 237                 if (error)
 238                         return error;
 239         }
 240
 241         /* ...and all the rmapbt blocks... */
 242         error = xagb_bitmap_set_btcur_path(&ra->not_allocbt_blocks, cur);
 243         if (error)
 244                 return error;
 245
 246         /* ...and all the free space. */
 247         if (rec->rm_startblock > ra->next_agbno) {
 248                 error = xrep_abt_stash(ra, rec->rm_startblock);
 249                 if (error)
 250                         return error;
 251         }
 252
 253         /*
 254          * rmap records can overlap on reflink filesystems, so project
 255          * next_agbno as far out into the AG space as we currently know about.
 256          */
 257         ra->next_agbno = max_t(xfs_agblock_t, ra->next_agbno,
 258                         rec->rm_startblock + rec->rm_blockcount);
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 /* Collect an AGFL block for the not-to-release list. */
 263 static int
 264 xrep_abt_walk_agfl(
 265         struct xfs_mount        *mp,
 266         xfs_agblock_t           agbno,
 267         void                    *priv)
 268 {
 269         struct xrep_abt         *ra = priv;
 270
 271         return xagb_bitmap_set(&ra->not_allocbt_blocks, agbno, 1);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Compare two free space extents by block number.  We want to sort in order of
 276  * increasing block number.
 277  */
 278 static int
 279 xrep_bnobt_extent_cmp(
 280         const void              *a,
 281         const void              *b)
 282 {
 283         const struct xfs_alloc_rec_incore *ap = a;
 284         const struct xfs_alloc_rec_incore *bp = b;
 285
 286         if (ap->ar_startblock > bp->ar_startblock)
 287                 return 1;
 288         else if (ap->ar_startblock < bp->ar_startblock)
 289                 return -1;
 290         return 0;
 291 }
 292
 293 /*
 294  * Re-sort the free extents by block number so that we can put the records into
 295  * the bnobt in the correct order.  Make sure the records do not overlap in
 296  * physical space.
 297  */
 298 STATIC int
 299 xrep_bnobt_sort_records(
 300         struct xrep_abt                 *ra)
 301 {
 302         struct xfs_alloc_rec_incore     arec;
 303         xfarray_idx_t                   cur = XFARRAY_CURSOR_INIT;
 304         xfs_agblock_t                   next_agbno = 0;
 305         int                             error;
 306
 307         error = xfarray_sort(ra->free_records, xrep_bnobt_extent_cmp, 0);
 308         if (error)
 309                 return error;
 310
 311         while ((error = xfarray_iter(ra->free_records, &cur, &arec)) == 1) {
 312                 if (arec.ar_startblock < next_agbno)
 313                         return -EFSCORRUPTED;
 314
 315                 next_agbno = arec.ar_startblock + arec.ar_blockcount;
 316         }
 317
 318         return error;
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Compare two free space extents by length and then block number.  We want
 323  * to sort first in order of increasing length and then in order of increasing
 324  * block number.
 325  */
 326 static int
 327 xrep_cntbt_extent_cmp(
 328         const void                      *a,
 329         const void                      *b)
 330 {
 331         const struct xfs_alloc_rec_incore *ap = a;
 332         const struct xfs_alloc_rec_incore *bp = b;
 333
 334         if (ap->ar_blockcount > bp->ar_blockcount)
 335                 return 1;
 336         else if (ap->ar_blockcount < bp->ar_blockcount)
 337                 return -1;
 338         return xrep_bnobt_extent_cmp(a, b);
 339 }
 340
 341 /*
 342  * Sort the free extents by length so so that we can put the records into the
 343  * cntbt in the correct order.  Don't let userspace kill us if we're resorting
 344  * after allocating btree blocks.
 345  */
 346 STATIC int
 347 xrep_cntbt_sort_records(
 348         struct xrep_abt                 *ra,
 349         bool                            is_resort)
 350 {
 351         return xfarray_sort(ra->free_records, xrep_cntbt_extent_cmp,
 352                         is_resort ? 0 : XFARRAY_SORT_KILLABLE);
 353 }
 354
 355 /*
 356  * Iterate all reverse mappings to find (1) the gaps between rmap records (all
 357  * unowned space), (2) the OWN_AG extents (which encompass the free space
 358  * btrees, the rmapbt, and the agfl), (3) the rmapbt blocks, and (4) the AGFL
 359  * blocks.  The free space is (1) + (2) - (3) - (4).
 360  */
 361 STATIC int
 362 xrep_abt_find_freespace(
 363         struct xrep_abt         *ra)
 364 {
 365         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 366         struct xfs_mount        *mp = sc->mp;
 367         struct xfs_agf          *agf = sc->sa.agf_bp->b_addr;
 368         struct xfs_buf          *agfl_bp;
 369         xfs_agblock_t           agend;
 370         int                     error;
 371
 372         xagb_bitmap_init(&ra->not_allocbt_blocks);
 373
 374         xrep_ag_btcur_init(sc, &sc->sa);
 375
 376         /*
 377          * Iterate all the reverse mappings to find gaps in the physical
 378          * mappings, all the OWN_AG blocks, and all the rmapbt extents.
 379          */
 380         error = xfs_rmap_query_all(sc->sa.rmap_cur, xrep_abt_walk_rmap, ra);
 381         if (error)
 382                 goto err;
 383
 384         /* Insert a record for space between the last rmap and EOAG. */
 385         agend = be32_to_cpu(agf->agf_length);
 386         if (ra->next_agbno < agend) {
 387                 error = xrep_abt_stash(ra, agend);
 388                 if (error)
 389                         goto err;
 390         }
 391
 392         /* Collect all the AGFL blocks. */
 393         error = xfs_alloc_read_agfl(sc->sa.pag, sc->tp, &agfl_bp);
 394         if (error)
 395                 goto err;
 396
 397         error = xfs_agfl_walk(mp, agf, agfl_bp, xrep_abt_walk_agfl, ra);
 398         if (error)
 399                 goto err_agfl;
 400
 401         /* Compute the old bnobt/cntbt blocks. */
 402         error = xagb_bitmap_disunion(&ra->old_allocbt_blocks,
 403                         &ra->not_allocbt_blocks);
 404         if (error)
 405                 goto err_agfl;
 406
 407         ra->nr_real_records = xfarray_length(ra->free_records);
 408 err_agfl:
 409         xfs_trans_brelse(sc->tp, agfl_bp);
 410 err:
 411         xchk_ag_btcur_free(&sc->sa);
 412         xagb_bitmap_destroy(&ra->not_allocbt_blocks);
 413         return error;
 414 }
 415
 416 /*
 417  * We're going to use the observed free space records to reserve blocks for the
 418  * new free space btrees, so we play an iterative game where we try to converge
 419  * on the number of blocks we need:
 420  *
 421  * 1. Estimate how many blocks we'll need to store the records.
 422  * 2. If the first free record has more blocks than we need, we're done.
 423  *    We will have to re-sort the records prior to building the cntbt.
 424  * 3. If that record has exactly the number of blocks we need, null out the
 425  *    record.  We're done.
 426  * 4. Otherwise, we still need more blocks.  Null out the record, subtract its
 427  *    length from the number of blocks we need, and go back to step 1.
 428  *
 429  * Fortunately, we don't have to do any transaction work to play this game, so
 430  * we don't have to tear down the staging cursors.
 431  */
 432 STATIC int
 433 xrep_abt_reserve_space(
 434         struct xrep_abt         *ra,
 435         struct xfs_btree_cur    *bno_cur,
 436         struct xfs_btree_cur    *cnt_cur,
 437         bool                    *needs_resort)
 438 {
 439         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 440         xfarray_idx_t           record_nr;
 441         unsigned int            allocated = 0;
 442         int                     error = 0;
 443
 444         record_nr = xfarray_length(ra->free_records) - 1;
 445         do {
 446                 struct xfs_alloc_rec_incore arec;
 447                 uint64_t                required;
 448                 unsigned int            desired;
 449                 unsigned int            len;
 450
 451                 /* Compute how many blocks we'll need. */
 452                 error = xfs_btree_bload_compute_geometry(cnt_cur,
 453                                 &ra->new_cntbt.bload, ra->nr_real_records);
 454                 if (error)
 455                         break;
 456
 457                 error = xfs_btree_bload_compute_geometry(bno_cur,
 458                                 &ra->new_bnobt.bload, ra->nr_real_records);
 459                 if (error)
 460                         break;
 461
 462                 /* How many btree blocks do we need to store all records? */
 463                 required = ra->new_bnobt.bload.nr_blocks +
 464                            ra->new_cntbt.bload.nr_blocks;
 465                 ASSERT(required < INT_MAX);
 466
 467                 /* If we've reserved enough blocks, we're done. */
 468                 if (allocated >= required)
 469                         break;
 470
 471                 desired = required - allocated;
 472
 473                 /* We need space but there's none left; bye! */
 474                 if (ra->nr_real_records == 0) {
 475                         error = -ENOSPC;
 476                         break;
 477                 }
 478
 479                 /* Grab the first record from the list. */
 480                 error = xfarray_load(ra->free_records, record_nr, &arec);
 481                 if (error)
 482                         break;
 483
 484                 ASSERT(arec.ar_blockcount <= UINT_MAX);
 485                 len = min_t(unsigned int, arec.ar_blockcount, desired);
 486
 487                 trace_xrep_newbt_alloc_ag_blocks(sc->mp, sc->sa.pag->pag_agno,
 488                                 arec.ar_startblock, len, XFS_RMAP_OWN_AG);
 489
 490                 error = xrep_newbt_add_extent(&ra->new_bnobt, sc->sa.pag,
 491                                 arec.ar_startblock, len);
 492                 if (error)
 493                         break;
 494                 allocated += len;
 495                 ra->nr_blocks -= len;
 496
 497                 if (arec.ar_blockcount > desired) {
 498                         /*
 499                          * Record has more space than we need.  The number of
 500                          * free records doesn't change, so shrink the free
 501                          * record, inform the caller that the records are no
 502                          * longer sorted by length, and exit.
 503                          */
 504                         arec.ar_startblock += desired;
 505                         arec.ar_blockcount -= desired;
 506                         error = xfarray_store(ra->free_records, record_nr,
 507                                         &arec);
 508                         if (error)
 509                                 break;
 510
 511                         *needs_resort = true;
 512                         return 0;
 513                 }
 514
 515                 /*
 516                  * We're going to use up the entire record, so unset it and
 517                  * move on to the next one.  This changes the number of free
 518                  * records (but doesn't break the sorting order), so we must
 519                  * go around the loop once more to re-run _bload_init.
 520                  */
 521                 error = xfarray_unset(ra->free_records, record_nr);
 522                 if (error)
 523                         break;
 524                 ra->nr_real_records--;
 525                 record_nr--;
 526         } while (1);
 527
 528         return error;
 529 }
 530
 531 STATIC int
 532 xrep_abt_dispose_one(
 533         struct xrep_abt         *ra,
 534         struct xrep_newbt_resv  *resv)
 535 {
 536         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 537         struct xfs_perag        *pag = sc->sa.pag;
 538         xfs_agblock_t           free_agbno = resv->agbno + resv->used;
 539         xfs_extlen_t            free_aglen = resv->len - resv->used;
 540         int                     error;
 541
 542         ASSERT(pag == resv->pag);
 543
 544         /* Add a deferred rmap for each extent we used. */
 545         if (resv->used > 0)
 546                 xfs_rmap_alloc_extent(sc->tp, pag->pag_agno, resv->agbno,
 547                                 resv->used, XFS_RMAP_OWN_AG);
 548
 549         /*
 550          * For each reserved btree block we didn't use, add it to the free
 551          * space btree.  We didn't touch fdblocks when we reserved them, so
 552          * we don't touch it now.
 553          */
 554         if (free_aglen == 0)
 555                 return 0;
 556
 557         trace_xrep_newbt_free_blocks(sc->mp, resv->pag->pag_agno, free_agbno,
 558                         free_aglen, ra->new_bnobt.oinfo.oi_owner);
 559
 560         error = __xfs_free_extent(sc->tp, resv->pag, free_agbno, free_aglen,
 561                         &ra->new_bnobt.oinfo, XFS_AG_RESV_IGNORE, true);
 562         if (error)
 563                 return error;
 564
 565         return xrep_defer_finish(sc);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Deal with all the space we reserved.  Blocks that were allocated for the
 570  * free space btrees need to have a (deferred) rmap added for the OWN_AG
 571  * allocation, and blocks that didn't get used can be freed via the usual
 572  * (deferred) means.
 573  */
 574 STATIC void
 575 xrep_abt_dispose_reservations(
 576         struct xrep_abt         *ra,
 577         int                     error)
 578 {
 579         struct xrep_newbt_resv  *resv, *n;
 580
 581         if (error)
 582                 goto junkit;
 583
 584         list_for_each_entry_safe(resv, n, &ra->new_bnobt.resv_list, list) {
 585                 error = xrep_abt_dispose_one(ra, resv);
 586                 if (error)
 587                         goto junkit;
 588         }
 589
 590 junkit:
 591         list_for_each_entry_safe(resv, n, &ra->new_bnobt.resv_list, list) {
 592                 xfs_perag_put(resv->pag);
 593                 list_del(&resv->list);
 594                 kfree(resv);
 595         }
 596
 597         xrep_newbt_cancel(&ra->new_bnobt);
 598         xrep_newbt_cancel(&ra->new_cntbt);
 599 }
 600
 601 /* Retrieve free space data for bulk load. */
 602 STATIC int
 603 xrep_abt_get_records(
 604         struct xfs_btree_cur            *cur,
 605         unsigned int                    idx,
 606         struct xfs_btree_block          *block,
 607         unsigned int                    nr_wanted,
 608         void                            *priv)
 609 {
 610         struct xfs_alloc_rec_incore     *arec = &cur->bc_rec.a;
 611         struct xrep_abt                 *ra = priv;
 612         union xfs_btree_rec             *block_rec;
 613         unsigned int                    loaded;
 614         int                             error;
 615
 616         for (loaded = 0; loaded < nr_wanted; loaded++, idx++) {
 617                 error = xfarray_load_next(ra->free_records, &ra->array_cur,
 618                                 arec);
 619                 if (error)
 620                         return error;
 621
 622                 ra->longest = max(ra->longest, arec->ar_blockcount);
 623
 624                 block_rec = xfs_btree_rec_addr(cur, idx, block);
 625                 cur->bc_ops->init_rec_from_cur(cur, block_rec);
 626         }
 627
 628         return loaded;
 629 }
 630
 631 /* Feed one of the new btree blocks to the bulk loader. */
 632 STATIC int
 633 xrep_abt_claim_block(
 634         struct xfs_btree_cur    *cur,
 635         union xfs_btree_ptr     *ptr,
 636         void                    *priv)
 637 {
 638         struct xrep_abt         *ra = priv;
 639
 640         return xrep_newbt_claim_block(cur, &ra->new_bnobt, ptr);
 641 }
 642
 643 /*
 644  * Reset the AGF counters to reflect the free space btrees that we just
 645  * rebuilt, then reinitialize the per-AG data.
 646  */
 647 STATIC int
 648 xrep_abt_reset_counters(
 649         struct xrep_abt         *ra)
 650 {
 651         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 652         struct xfs_perag        *pag = sc->sa.pag;
 653         struct xfs_agf          *agf = sc->sa.agf_bp->b_addr;
 654         unsigned int            freesp_btreeblks = 0;
 655
 656         /*
 657          * Compute the contribution to agf_btreeblks for the new free space
 658          * btrees.  This is the computed btree size minus anything we didn't
 659          * use.
 660          */
 661         freesp_btreeblks += ra->new_bnobt.bload.nr_blocks - 1;
 662         freesp_btreeblks += ra->new_cntbt.bload.nr_blocks - 1;
 663
 664         freesp_btreeblks -= xrep_newbt_unused_blocks(&ra->new_bnobt);
 665         freesp_btreeblks -= xrep_newbt_unused_blocks(&ra->new_cntbt);
 666
 667         /*
 668          * The AGF header contains extra information related to the free space
 669          * btrees, so we must update those fields here.
 670          */
 671         agf->agf_btreeblks = cpu_to_be32(freesp_btreeblks +
 672                                 (be32_to_cpu(agf->agf_rmap_blocks) - 1));
 673         agf->agf_freeblks = cpu_to_be32(ra->nr_blocks);
 674         agf->agf_longest = cpu_to_be32(ra->longest);
 675         xfs_alloc_log_agf(sc->tp, sc->sa.agf_bp, XFS_AGF_BTREEBLKS |
 676                                                  XFS_AGF_LONGEST |
 677                                                  XFS_AGF_FREEBLKS);
 678
 679         /*
 680          * After we commit the new btree to disk, it is possible that the
 681          * process to reap the old btree blocks will race with the AIL trying
 682          * to checkpoint the old btree blocks into the filesystem.  If the new
 683          * tree is shorter than the old one, the allocbt write verifier will
 684          * fail and the AIL will shut down the filesystem.
 685          *
 686          * To avoid this, save the old incore btree height values as the alt
 687          * height values before re-initializing the perag info from the updated
 688          * AGF to capture all the new values.
 689          */
 690         pag->pagf_repair_bno_level = pag->pagf_bno_level;
 691         pag->pagf_repair_cnt_level = pag->pagf_cnt_level;
 692
 693         /* Reinitialize with the values we just logged. */
 694         return xrep_reinit_pagf(sc);
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Use the collected free space information to stage new free space btrees.
 699  * If this is successful we'll return with the new btree root
 700  * information logged to the repair transaction but not yet committed.
 701  */
 702 STATIC int
 703 xrep_abt_build_new_trees(
 704         struct xrep_abt         *ra)
 705 {
 706         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 707         struct xfs_btree_cur    *bno_cur;
 708         struct xfs_btree_cur    *cnt_cur;
 709         struct xfs_perag        *pag = sc->sa.pag;
 710         bool                    needs_resort = false;
 711         int                     error;
 712
 713         /*
 714          * Sort the free extents by length so that we can set up the free space
 715          * btrees in as few extents as possible.  This reduces the amount of
 716          * deferred rmap / free work we have to do at the end.
 717          */
 718         error = xrep_cntbt_sort_records(ra, false);
 719         if (error)
 720                 return error;
 721
 722         /*
 723          * Prepare to construct the new btree by reserving disk space for the
 724          * new btree and setting up all the accounting information we'll need
 725          * to root the new btree while it's under construction and before we
 726          * attach it to the AG header.
 727          */
 728         xrep_newbt_init_bare(&ra->new_bnobt, sc);
 729         xrep_newbt_init_bare(&ra->new_cntbt, sc);
 730
 731         ra->new_bnobt.bload.get_records = xrep_abt_get_records;
 732         ra->new_cntbt.bload.get_records = xrep_abt_get_records;
 733
 734         ra->new_bnobt.bload.claim_block = xrep_abt_claim_block;
 735         ra->new_cntbt.bload.claim_block = xrep_abt_claim_block;
 736
 737         /* Allocate cursors for the staged btrees. */
 738         bno_cur = xfs_bnobt_init_cursor(sc->mp, NULL, NULL, pag);
 739         xfs_btree_stage_afakeroot(bno_cur, &ra->new_bnobt.afake);
 740
 741         cnt_cur = xfs_cntbt_init_cursor(sc->mp, NULL, NULL, pag);
 742         xfs_btree_stage_afakeroot(cnt_cur, &ra->new_cntbt.afake);
 743
 744         /* Last chance to abort before we start committing fixes. */
 745         if (xchk_should_terminate(sc, &error))
 746                 goto err_cur;
 747
 748         /* Reserve the space we'll need for the new btrees. */
 749         error = xrep_abt_reserve_space(ra, bno_cur, cnt_cur, &needs_resort);
 750         if (error)
 751                 goto err_cur;
 752
 753         /*
 754          * If we need to re-sort the free extents by length, do so so that we
 755          * can put the records into the cntbt in the correct order.
 756          */
 757         if (needs_resort) {
 758                 error = xrep_cntbt_sort_records(ra, needs_resort);
 759                 if (error)
 760                         goto err_cur;
 761         }
 762
 763         /*
 764          * Due to btree slack factors, it's possible for a new btree to be one
 765          * level taller than the old btree.  Update the alternate incore btree
 766          * height so that we don't trip the verifiers when writing the new
 767          * btree blocks to disk.
 768          */
 769         pag->pagf_repair_bno_level = ra->new_bnobt.bload.btree_height;
 770         pag->pagf_repair_cnt_level = ra->new_cntbt.bload.btree_height;
 771
 772         /* Load the free space by length tree. */
 773         ra->array_cur = XFARRAY_CURSOR_INIT;
 774         ra->longest = 0;
 775         error = xfs_btree_bload(cnt_cur, &ra->new_cntbt.bload, ra);
 776         if (error)
 777                 goto err_levels;
 778
 779         error = xrep_bnobt_sort_records(ra);
 780         if (error)
 781                 return error;
 782
 783         /* Load the free space by block number tree. */
 784         ra->array_cur = XFARRAY_CURSOR_INIT;
 785         error = xfs_btree_bload(bno_cur, &ra->new_bnobt.bload, ra);
 786         if (error)
 787                 goto err_levels;
 788
 789         /*
 790          * Install the new btrees in the AG header.  After this point the old
 791          * btrees are no longer accessible and the new trees are live.
 792          */
 793         xfs_allocbt_commit_staged_btree(bno_cur, sc->tp, sc->sa.agf_bp);
 794         xfs_btree_del_cursor(bno_cur, 0);
 795         xfs_allocbt_commit_staged_btree(cnt_cur, sc->tp, sc->sa.agf_bp);
 796         xfs_btree_del_cursor(cnt_cur, 0);
 797
 798         /* Reset the AGF counters now that we've changed the btree shape. */
 799         error = xrep_abt_reset_counters(ra);
 800         if (error)
 801                 goto err_newbt;
 802
 803         /* Dispose of any unused blocks and the accounting information. */
 804         xrep_abt_dispose_reservations(ra, error);
 805
 806         return xrep_roll_ag_trans(sc);
 807
 808 err_levels:
 809         pag->pagf_repair_bno_level = 0;
 810         pag->pagf_repair_cnt_level = 0;
 811 err_cur:
 812         xfs_btree_del_cursor(cnt_cur, error);
 813         xfs_btree_del_cursor(bno_cur, error);
 814 err_newbt:
 815         xrep_abt_dispose_reservations(ra, error);
 816         return error;
 817 }
 818
 819 /*
 820  * Now that we've logged the roots of the new btrees, invalidate all of the
 821  * old blocks and free them.
 822  */
 823 STATIC int
 824 xrep_abt_remove_old_trees(
 825         struct xrep_abt         *ra)
 826 {
 827         struct xfs_perag        *pag = ra->sc->sa.pag;
 828         int                     error;
 829
 830         /* Free the old btree blocks if they're not in use. */
 831         error = xrep_reap_agblocks(ra->sc, &ra->old_allocbt_blocks,
 832                         &XFS_RMAP_OINFO_AG, XFS_AG_RESV_IGNORE);
 833         if (error)
 834                 return error;
 835
 836         /*
 837          * Now that we've zapped all the old allocbt blocks we can turn off
 838          * the alternate height mechanism.
 839          */
 840         pag->pagf_repair_bno_level = 0;
 841         pag->pagf_repair_cnt_level = 0;
 842         return 0;
 843 }
 844
 845 /* Repair the freespace btrees for some AG. */
 846 int
 847 xrep_allocbt(
 848         struct xfs_scrub        *sc)
 849 {
 850         struct xrep_abt         *ra;
 851         struct xfs_mount        *mp = sc->mp;
 852         char                    *descr;
 853         int                     error;
 854
 855         /* We require the rmapbt to rebuild anything. */
 856         if (!xfs_has_rmapbt(mp))
 857                 return -EOPNOTSUPP;
 858
 859         ra = kzalloc(sizeof(struct xrep_abt), XCHK_GFP_FLAGS);
 860         if (!ra)
 861                 return -ENOMEM;
 862         ra->sc = sc;
 863
 864         /* We rebuild both data structures. */
 865         sc->sick_mask = XFS_SICK_AG_BNOBT | XFS_SICK_AG_CNTBT;
 866
 867         /*
 868          * Make sure the busy extent list is clear because we can't put extents
 869          * on there twice.  In theory we cleared this before we started, but
 870          * let's not risk the filesystem.
 871          */
 872         if (!xfs_extent_busy_list_empty(sc->sa.pag)) {
 873                 error = -EDEADLOCK;
 874                 goto out_ra;
 875         }
 876
 877         /* Set up enough storage to handle maximally fragmented free space. */
 878         descr = xchk_xfile_ag_descr(sc, "free space records");
 879         error = xfarray_create(descr, mp->m_sb.sb_agblocks / 2,
 880                         sizeof(struct xfs_alloc_rec_incore),
 881                         &ra->free_records);
 882         kfree(descr);
 883         if (error)
 884                 goto out_ra;
 885
 886         /* Collect the free space data and find the old btree blocks. */
 887         xagb_bitmap_init(&ra->old_allocbt_blocks);
 888         error = xrep_abt_find_freespace(ra);
 889         if (error)
 890                 goto out_bitmap;
 891
 892         /* Rebuild the free space information. */
 893         error = xrep_abt_build_new_trees(ra);
 894         if (error)
 895                 goto out_bitmap;
 896
 897         /* Kill the old trees. */
 898         error = xrep_abt_remove_old_trees(ra);
 899         if (error)
 900                 goto out_bitmap;
 901
 902 out_bitmap:
 903         xagb_bitmap_destroy(&ra->old_allocbt_blocks);
 904         xfarray_destroy(ra->free_records);
 905 out_ra:
 906         kfree(ra);
 907         return error;
 908 }
 909
 910 /* Make sure both btrees are ok after we've rebuilt them. */
 911 int
 912 xrep_revalidate_allocbt(
 913         struct xfs_scrub        *sc)
 914 {
 915         __u32                   old_type = sc->sm->sm_type;
 916         int                     error;
 917
 918         /*
 919          * We must update sm_type temporarily so that the tree-to-tree cross
 920          * reference checks will work in the correct direction, and also so
 921          * that tracing will report correctly if there are more errors.
 922          */
 923         sc->sm->sm_type = XFS_SCRUB_TYPE_BNOBT;
 924         error = xchk_allocbt(sc);
 925         if (error)
 926                 goto out;
 927
 928         sc->sm->sm_type = XFS_SCRUB_TYPE_CNTBT;
 929         error = xchk_allocbt(sc);
 930 out:
 931         sc->sm->sm_type = old_type;
 932         return error;
 933 }