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         struct xfs_group        *xg = pag_group(sc->sa.pag);
 136         unsigned int            busy_gen;
 137
 138         /*
 139          * Make sure the busy extent list is clear because we can't put extents
 140          * on there twice.
 141          */
 142         if (xfs_extent_busy_list_empty(xg, &busy_gen))
 143                 return 0;
 144         return xfs_extent_busy_flush(sc->tp, xg, busy_gen, 0);
 145 }
 146
 147 /* Check for any obvious conflicts in the free extent. */
 148 STATIC int
 149 xrep_abt_check_free_ext(
 150         struct xfs_scrub        *sc,
 151         const struct xfs_alloc_rec_incore *rec)
 152 {
 153         enum xbtree_recpacking  outcome;
 154         int                     error;
 155
 156         if (xfs_alloc_check_irec(sc->sa.pag, rec) != NULL)
 157                 return -EFSCORRUPTED;
 158
 159         /* Must not be an inode chunk. */
 160         error = xfs_ialloc_has_inodes_at_extent(sc->sa.ino_cur,
 161                         rec->ar_startblock, rec->ar_blockcount, &outcome);
 162         if (error)
 163                 return error;
 164         if (outcome != XBTREE_RECPACKING_EMPTY)
 165                 return -EFSCORRUPTED;
 166
 167         /* Must not be shared or CoW staging. */
 168         if (sc->sa.refc_cur) {
 169                 error = xfs_refcount_has_records(sc->sa.refc_cur,
 170                                 XFS_REFC_DOMAIN_SHARED, rec->ar_startblock,
 171                                 rec->ar_blockcount, &outcome);
 172                 if (error)
 173                         return error;
 174                 if (outcome != XBTREE_RECPACKING_EMPTY)
 175                         return -EFSCORRUPTED;
 176
 177                 error = xfs_refcount_has_records(sc->sa.refc_cur,
 178                                 XFS_REFC_DOMAIN_COW, rec->ar_startblock,
 179                                 rec->ar_blockcount, &outcome);
 180                 if (error)
 181                         return error;
 182                 if (outcome != XBTREE_RECPACKING_EMPTY)
 183                         return -EFSCORRUPTED;
 184         }
 185
 186         return 0;
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Stash a free space record for all the space since the last bno we found
 191  * all the way up to @end.
 192  */
 193 static int
 194 xrep_abt_stash(
 195         struct xrep_abt         *ra,
 196         xfs_agblock_t           end)
 197 {
 198         struct xfs_alloc_rec_incore arec = {
 199                 .ar_startblock  = ra->next_agbno,
 200                 .ar_blockcount  = end - ra->next_agbno,
 201         };
 202         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 203         int                     error = 0;
 204
 205         if (xchk_should_terminate(sc, &error))
 206                 return error;
 207
 208         error = xrep_abt_check_free_ext(ra->sc, &arec);
 209         if (error)
 210                 return error;
 211
 212         trace_xrep_abt_found(sc->sa.pag, &arec);
 213
 214         error = xfarray_append(ra->free_records, &arec);
 215         if (error)
 216                 return error;
 217
 218         ra->nr_blocks += arec.ar_blockcount;
 219         return 0;
 220 }
 221
 222 /* Record extents that aren't in use from gaps in the rmap records. */
 223 STATIC int
 224 xrep_abt_walk_rmap(
 225         struct xfs_btree_cur            *cur,
 226         const struct xfs_rmap_irec      *rec,
 227         void                            *priv)
 228 {
 229         struct xrep_abt                 *ra = priv;
 230         int                             error;
 231
 232         /* Record all the OWN_AG blocks... */
 233         if (rec->rm_owner == XFS_RMAP_OWN_AG) {
 234                 error = xagb_bitmap_set(&ra->old_allocbt_blocks,
 235                                 rec->rm_startblock, rec->rm_blockcount);
 236                 if (error)
 237                         return error;
 238         }
 239
 240         /* ...and all the rmapbt blocks... */
 241         error = xagb_bitmap_set_btcur_path(&ra->not_allocbt_blocks, cur);
 242         if (error)
 243                 return error;
 244
 245         /* ...and all the free space. */
 246         if (rec->rm_startblock > ra->next_agbno) {
 247                 error = xrep_abt_stash(ra, rec->rm_startblock);
 248                 if (error)
 249                         return error;
 250         }
 251
 252         /*
 253          * rmap records can overlap on reflink filesystems, so project
 254          * next_agbno as far out into the AG space as we currently know about.
 255          */
 256         ra->next_agbno = max_t(xfs_agblock_t, ra->next_agbno,
 257                         rec->rm_startblock + rec->rm_blockcount);
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 /* Collect an AGFL block for the not-to-release list. */
 262 static int
 263 xrep_abt_walk_agfl(
 264         struct xfs_mount        *mp,
 265         xfs_agblock_t           agbno,
 266         void                    *priv)
 267 {
 268         struct xrep_abt         *ra = priv;
 269
 270         return xagb_bitmap_set(&ra->not_allocbt_blocks, agbno, 1);
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Compare two free space extents by block number.  We want to sort in order of
 275  * increasing block number.
 276  */
 277 static int
 278 xrep_bnobt_extent_cmp(
 279         const void              *a,
 280         const void              *b)
 281 {
 282         const struct xfs_alloc_rec_incore *ap = a;
 283         const struct xfs_alloc_rec_incore *bp = b;
 284
 285         if (ap->ar_startblock > bp->ar_startblock)
 286                 return 1;
 287         else if (ap->ar_startblock < bp->ar_startblock)
 288                 return -1;
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Re-sort the free extents by block number so that we can put the records into
 294  * the bnobt in the correct order.  Make sure the records do not overlap in
 295  * physical space.
 296  */
 297 STATIC int
 298 xrep_bnobt_sort_records(
 299         struct xrep_abt                 *ra)
 300 {
 301         struct xfs_alloc_rec_incore     arec;
 302         xfarray_idx_t                   cur = XFARRAY_CURSOR_INIT;
 303         xfs_agblock_t                   next_agbno = 0;
 304         int                             error;
 305
 306         error = xfarray_sort(ra->free_records, xrep_bnobt_extent_cmp, 0);
 307         if (error)
 308                 return error;
 309
 310         while ((error = xfarray_iter(ra->free_records, &cur, &arec)) == 1) {
 311                 if (arec.ar_startblock < next_agbno)
 312                         return -EFSCORRUPTED;
 313
 314                 next_agbno = arec.ar_startblock + arec.ar_blockcount;
 315         }
 316
 317         return error;
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Compare two free space extents by length and then block number.  We want
 322  * to sort first in order of increasing length and then in order of increasing
 323  * block number.
 324  */
 325 static int
 326 xrep_cntbt_extent_cmp(
 327         const void                      *a,
 328         const void                      *b)
 329 {
 330         const struct xfs_alloc_rec_incore *ap = a;
 331         const struct xfs_alloc_rec_incore *bp = b;
 332
 333         if (ap->ar_blockcount > bp->ar_blockcount)
 334                 return 1;
 335         else if (ap->ar_blockcount < bp->ar_blockcount)
 336                 return -1;
 337         return xrep_bnobt_extent_cmp(a, b);
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Sort the free extents by length so so that we can put the records into the
 342  * cntbt in the correct order.  Don't let userspace kill us if we're resorting
 343  * after allocating btree blocks.
 344  */
 345 STATIC int
 346 xrep_cntbt_sort_records(
 347         struct xrep_abt                 *ra,
 348         bool                            is_resort)
 349 {
 350         return xfarray_sort(ra->free_records, xrep_cntbt_extent_cmp,
 351                         is_resort ? 0 : XFARRAY_SORT_KILLABLE);
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Iterate all reverse mappings to find (1) the gaps between rmap records (all
 356  * unowned space), (2) the OWN_AG extents (which encompass the free space
 357  * btrees, the rmapbt, and the agfl), (3) the rmapbt blocks, and (4) the AGFL
 358  * blocks.  The free space is (1) + (2) - (3) - (4).
 359  */
 360 STATIC int
 361 xrep_abt_find_freespace(
 362         struct xrep_abt         *ra)
 363 {
 364         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 365         struct xfs_mount        *mp = sc->mp;
 366         struct xfs_agf          *agf = sc->sa.agf_bp->b_addr;
 367         struct xfs_buf          *agfl_bp;
 368         xfs_agblock_t           agend;
 369         int                     error;
 370
 371         xagb_bitmap_init(&ra->not_allocbt_blocks);
 372
 373         xrep_ag_btcur_init(sc, &sc->sa);
 374
 375         /*
 376          * Iterate all the reverse mappings to find gaps in the physical
 377          * mappings, all the OWN_AG blocks, and all the rmapbt extents.
 378          */
 379         error = xfs_rmap_query_all(sc->sa.rmap_cur, xrep_abt_walk_rmap, ra);
 380         if (error)
 381                 goto err;
 382
 383         /* Insert a record for space between the last rmap and EOAG. */
 384         agend = be32_to_cpu(agf->agf_length);
 385         if (ra->next_agbno < agend) {
 386                 error = xrep_abt_stash(ra, agend);
 387                 if (error)
 388                         goto err;
 389         }
 390
 391         /* Collect all the AGFL blocks. */
 392         error = xfs_alloc_read_agfl(sc->sa.pag, sc->tp, &agfl_bp);
 393         if (error)
 394                 goto err;
 395
 396         error = xfs_agfl_walk(mp, agf, agfl_bp, xrep_abt_walk_agfl, ra);
 397         if (error)
 398                 goto err_agfl;
 399
 400         /* Compute the old bnobt/cntbt blocks. */
 401         error = xagb_bitmap_disunion(&ra->old_allocbt_blocks,
 402                         &ra->not_allocbt_blocks);
 403         if (error)
 404                 goto err_agfl;
 405
 406         ra->nr_real_records = xfarray_length(ra->free_records);
 407 err_agfl:
 408         xfs_trans_brelse(sc->tp, agfl_bp);
 409 err:
 410         xchk_ag_btcur_free(&sc->sa);
 411         xagb_bitmap_destroy(&ra->not_allocbt_blocks);
 412         return error;
 413 }
 414
 415 /*
 416  * We're going to use the observed free space records to reserve blocks for the
 417  * new free space btrees, so we play an iterative game where we try to converge
 418  * on the number of blocks we need:
 419  *
 420  * 1. Estimate how many blocks we'll need to store the records.
 421  * 2. If the first free record has more blocks than we need, we're done.
 422  *    We will have to re-sort the records prior to building the cntbt.
 423  * 3. If that record has exactly the number of blocks we need, null out the
 424  *    record.  We're done.
 425  * 4. Otherwise, we still need more blocks.  Null out the record, subtract its
 426  *    length from the number of blocks we need, and go back to step 1.
 427  *
 428  * Fortunately, we don't have to do any transaction work to play this game, so
 429  * we don't have to tear down the staging cursors.
 430  */
 431 STATIC int
 432 xrep_abt_reserve_space(
 433         struct xrep_abt         *ra,
 434         struct xfs_btree_cur    *bno_cur,
 435         struct xfs_btree_cur    *cnt_cur,
 436         bool                    *needs_resort)
 437 {
 438         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 439         xfarray_idx_t           record_nr;
 440         unsigned int            allocated = 0;
 441         int                     error = 0;
 442
 443         record_nr = xfarray_length(ra->free_records) - 1;
 444         do {
 445                 struct xfs_alloc_rec_incore arec;
 446                 uint64_t                required;
 447                 unsigned int            desired;
 448                 unsigned int            len;
 449
 450                 /* Compute how many blocks we'll need. */
 451                 error = xfs_btree_bload_compute_geometry(cnt_cur,
 452                                 &ra->new_cntbt.bload, ra->nr_real_records);
 453                 if (error)
 454                         break;
 455
 456                 error = xfs_btree_bload_compute_geometry(bno_cur,
 457                                 &ra->new_bnobt.bload, ra->nr_real_records);
 458                 if (error)
 459                         break;
 460
 461                 /* How many btree blocks do we need to store all records? */
 462                 required = ra->new_bnobt.bload.nr_blocks +
 463                            ra->new_cntbt.bload.nr_blocks;
 464                 ASSERT(required < INT_MAX);
 465
 466                 /* If we've reserved enough blocks, we're done. */
 467                 if (allocated >= required)
 468                         break;
 469
 470                 desired = required - allocated;
 471
 472                 /* We need space but there's none left; bye! */
 473                 if (ra->nr_real_records == 0) {
 474                         error = -ENOSPC;
 475                         break;
 476                 }
 477
 478                 /* Grab the first record from the list. */
 479                 error = xfarray_load(ra->free_records, record_nr, &arec);
 480                 if (error)
 481                         break;
 482
 483                 ASSERT(arec.ar_blockcount <= UINT_MAX);
 484                 len = min_t(unsigned int, arec.ar_blockcount, desired);
 485
 486                 trace_xrep_newbt_alloc_ag_blocks(sc->sa.pag, arec.ar_startblock,
 487                                 len, XFS_RMAP_OWN_AG);
 488
 489                 error = xrep_newbt_add_extent(&ra->new_bnobt, sc->sa.pag,
 490                                 arec.ar_startblock, len);
 491                 if (error)
 492                         break;
 493                 allocated += len;
 494                 ra->nr_blocks -= len;
 495
 496                 if (arec.ar_blockcount > desired) {
 497                         /*
 498                          * Record has more space than we need.  The number of
 499                          * free records doesn't change, so shrink the free
 500                          * record, inform the caller that the records are no
 501                          * longer sorted by length, and exit.
 502                          */
 503                         arec.ar_startblock += desired;
 504                         arec.ar_blockcount -= desired;
 505                         error = xfarray_store(ra->free_records, record_nr,
 506                                         &arec);
 507                         if (error)
 508                                 break;
 509
 510                         *needs_resort = true;
 511                         return 0;
 512                 }
 513
 514                 /*
 515                  * We're going to use up the entire record, so unset it and
 516                  * move on to the next one.  This changes the number of free
 517                  * records (but doesn't break the sorting order), so we must
 518                  * go around the loop once more to re-run _bload_init.
 519                  */
 520                 error = xfarray_unset(ra->free_records, record_nr);
 521                 if (error)
 522                         break;
 523                 ra->nr_real_records--;
 524                 record_nr--;
 525         } while (1);
 526
 527         return error;
 528 }
 529
 530 STATIC int
 531 xrep_abt_dispose_one(
 532         struct xrep_abt         *ra,
 533         struct xrep_newbt_resv  *resv)
 534 {
 535         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 536         struct xfs_perag        *pag = sc->sa.pag;
 537         xfs_agblock_t           free_agbno = resv->agbno + resv->used;
 538         xfs_extlen_t            free_aglen = resv->len - resv->used;
 539         int                     error;
 540
 541         ASSERT(pag == resv->pag);
 542
 543         /* Add a deferred rmap for each extent we used. */
 544         if (resv->used > 0)
 545                 xfs_rmap_alloc_extent(sc->tp, pag_agno(pag), resv->agbno,
 546                                 resv->used, XFS_RMAP_OWN_AG);
 547
 548         /*
 549          * For each reserved btree block we didn't use, add it to the free
 550          * space btree.  We didn't touch fdblocks when we reserved them, so
 551          * we don't touch it now.
 552          */
 553         if (free_aglen == 0)
 554                 return 0;
 555
 556         trace_xrep_newbt_free_blocks(resv->pag, free_agbno, free_aglen,
 557                         ra->new_bnobt.oinfo.oi_owner);
 558
 559         error = __xfs_free_extent(sc->tp, resv->pag, free_agbno, free_aglen,
 560                         &ra->new_bnobt.oinfo, XFS_AG_RESV_IGNORE, true);
 561         if (error)
 562                 return error;
 563
 564         return xrep_defer_finish(sc);
 565 }
 566
 567 /*
 568  * Deal with all the space we reserved.  Blocks that were allocated for the
 569  * free space btrees need to have a (deferred) rmap added for the OWN_AG
 570  * allocation, and blocks that didn't get used can be freed via the usual
 571  * (deferred) means.
 572  */
 573 STATIC void
 574 xrep_abt_dispose_reservations(
 575         struct xrep_abt         *ra,
 576         int                     error)
 577 {
 578         struct xrep_newbt_resv  *resv, *n;
 579
 580         if (error)
 581                 goto junkit;
 582
 583         list_for_each_entry_safe(resv, n, &ra->new_bnobt.resv_list, list) {
 584                 error = xrep_abt_dispose_one(ra, resv);
 585                 if (error)
 586                         goto junkit;
 587         }
 588
 589 junkit:
 590         list_for_each_entry_safe(resv, n, &ra->new_bnobt.resv_list, list) {
 591                 xfs_perag_put(resv->pag);
 592                 list_del(&resv->list);
 593                 kfree(resv);
 594         }
 595
 596         xrep_newbt_cancel(&ra->new_bnobt);
 597         xrep_newbt_cancel(&ra->new_cntbt);
 598 }
 599
 600 /* Retrieve free space data for bulk load. */
 601 STATIC int
 602 xrep_abt_get_records(
 603         struct xfs_btree_cur            *cur,
 604         unsigned int                    idx,
 605         struct xfs_btree_block          *block,
 606         unsigned int                    nr_wanted,
 607         void                            *priv)
 608 {
 609         struct xfs_alloc_rec_incore     *arec = &cur->bc_rec.a;
 610         struct xrep_abt                 *ra = priv;
 611         union xfs_btree_rec             *block_rec;
 612         unsigned int                    loaded;
 613         int                             error;
 614
 615         for (loaded = 0; loaded < nr_wanted; loaded++, idx++) {
 616                 error = xfarray_load_next(ra->free_records, &ra->array_cur,
 617                                 arec);
 618                 if (error)
 619                         return error;
 620
 621                 ra->longest = max(ra->longest, arec->ar_blockcount);
 622
 623                 block_rec = xfs_btree_rec_addr(cur, idx, block);
 624                 cur->bc_ops->init_rec_from_cur(cur, block_rec);
 625         }
 626
 627         return loaded;
 628 }
 629
 630 /* Feed one of the new btree blocks to the bulk loader. */
 631 STATIC int
 632 xrep_abt_claim_block(
 633         struct xfs_btree_cur    *cur,
 634         union xfs_btree_ptr     *ptr,
 635         void                    *priv)
 636 {
 637         struct xrep_abt         *ra = priv;
 638
 639         return xrep_newbt_claim_block(cur, &ra->new_bnobt, ptr);
 640 }
 641
 642 /*
 643  * Reset the AGF counters to reflect the free space btrees that we just
 644  * rebuilt, then reinitialize the per-AG data.
 645  */
 646 STATIC int
 647 xrep_abt_reset_counters(
 648         struct xrep_abt         *ra)
 649 {
 650         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 651         struct xfs_perag        *pag = sc->sa.pag;
 652         struct xfs_agf          *agf = sc->sa.agf_bp->b_addr;
 653         unsigned int            freesp_btreeblks = 0;
 654
 655         /*
 656          * Compute the contribution to agf_btreeblks for the new free space
 657          * btrees.  This is the computed btree size minus anything we didn't
 658          * use.
 659          */
 660         freesp_btreeblks += ra->new_bnobt.bload.nr_blocks - 1;
 661         freesp_btreeblks += ra->new_cntbt.bload.nr_blocks - 1;
 662
 663         freesp_btreeblks -= xrep_newbt_unused_blocks(&ra->new_bnobt);
 664         freesp_btreeblks -= xrep_newbt_unused_blocks(&ra->new_cntbt);
 665
 666         /*
 667          * The AGF header contains extra information related to the free space
 668          * btrees, so we must update those fields here.
 669          */
 670         agf->agf_btreeblks = cpu_to_be32(freesp_btreeblks +
 671                                 (be32_to_cpu(agf->agf_rmap_blocks) - 1));
 672         agf->agf_freeblks = cpu_to_be32(ra->nr_blocks);
 673         agf->agf_longest = cpu_to_be32(ra->longest);
 674         xfs_alloc_log_agf(sc->tp, sc->sa.agf_bp, XFS_AGF_BTREEBLKS |
 675                                                  XFS_AGF_LONGEST |
 676                                                  XFS_AGF_FREEBLKS);
 677
 678         /*
 679          * After we commit the new btree to disk, it is possible that the
 680          * process to reap the old btree blocks will race with the AIL trying
 681          * to checkpoint the old btree blocks into the filesystem.  If the new
 682          * tree is shorter than the old one, the allocbt write verifier will
 683          * fail and the AIL will shut down the filesystem.
 684          *
 685          * To avoid this, save the old incore btree height values as the alt
 686          * height values before re-initializing the perag info from the updated
 687          * AGF to capture all the new values.
 688          */
 689         pag->pagf_repair_bno_level = pag->pagf_bno_level;
 690         pag->pagf_repair_cnt_level = pag->pagf_cnt_level;
 691
 692         /* Reinitialize with the values we just logged. */
 693         return xrep_reinit_pagf(sc);
 694 }
 695
 696 /*
 697  * Use the collected free space information to stage new free space btrees.
 698  * If this is successful we'll return with the new btree root
 699  * information logged to the repair transaction but not yet committed.
 700  */
 701 STATIC int
 702 xrep_abt_build_new_trees(
 703         struct xrep_abt         *ra)
 704 {
 705         struct xfs_scrub        *sc = ra->sc;
 706         struct xfs_btree_cur    *bno_cur;
 707         struct xfs_btree_cur    *cnt_cur;
 708         struct xfs_perag        *pag = sc->sa.pag;
 709         bool                    needs_resort = false;
 710         int                     error;
 711
 712         /*
 713          * Sort the free extents by length so that we can set up the free space
 714          * btrees in as few extents as possible.  This reduces the amount of
 715          * deferred rmap / free work we have to do at the end.
 716          */
 717         error = xrep_cntbt_sort_records(ra, false);
 718         if (error)
 719                 return error;
 720
 721         /*
 722          * Prepare to construct the new btree by reserving disk space for the
 723          * new btree and setting up all the accounting information we'll need
 724          * to root the new btree while it's under construction and before we
 725          * attach it to the AG header.
 726          */
 727         xrep_newbt_init_bare(&ra->new_bnobt, sc);
 728         xrep_newbt_init_bare(&ra->new_cntbt, sc);
 729
 730         ra->new_bnobt.bload.get_records = xrep_abt_get_records;
 731         ra->new_cntbt.bload.get_records = xrep_abt_get_records;
 732
 733         ra->new_bnobt.bload.claim_block = xrep_abt_claim_block;
 734         ra->new_cntbt.bload.claim_block = xrep_abt_claim_block;
 735
 736         /* Allocate cursors for the staged btrees. */
 737         bno_cur = xfs_bnobt_init_cursor(sc->mp, NULL, NULL, pag);
 738         xfs_btree_stage_afakeroot(bno_cur, &ra->new_bnobt.afake);
 739
 740         cnt_cur = xfs_cntbt_init_cursor(sc->mp, NULL, NULL, pag);
 741         xfs_btree_stage_afakeroot(cnt_cur, &ra->new_cntbt.afake);
 742
 743         /* Last chance to abort before we start committing fixes. */
 744         if (xchk_should_terminate(sc, &error))
 745                 goto err_cur;
 746
 747         /* Reserve the space we'll need for the new btrees. */
 748         error = xrep_abt_reserve_space(ra, bno_cur, cnt_cur, &needs_resort);
 749         if (error)
 750                 goto err_cur;
 751
 752         /*
 753          * If we need to re-sort the free extents by length, do so so that we
 754          * can put the records into the cntbt in the correct order.
 755          */
 756         if (needs_resort) {
 757                 error = xrep_cntbt_sort_records(ra, needs_resort);
 758                 if (error)
 759                         goto err_cur;
 760         }
 761
 762         /*
 763          * Due to btree slack factors, it's possible for a new btree to be one
 764          * level taller than the old btree.  Update the alternate incore btree
 765          * height so that we don't trip the verifiers when writing the new
 766          * btree blocks to disk.
 767          */
 768         pag->pagf_repair_bno_level = ra->new_bnobt.bload.btree_height;
 769         pag->pagf_repair_cnt_level = ra->new_cntbt.bload.btree_height;
 770
 771         /* Load the free space by length tree. */
 772         ra->array_cur = XFARRAY_CURSOR_INIT;
 773         ra->longest = 0;
 774         error = xfs_btree_bload(cnt_cur, &ra->new_cntbt.bload, ra);
 775         if (error)
 776                 goto err_levels;
 777
 778         error = xrep_bnobt_sort_records(ra);
 779         if (error)
 780                 goto err_levels;
 781
 782         /* Load the free space by block number tree. */
 783         ra->array_cur = XFARRAY_CURSOR_INIT;
 784         error = xfs_btree_bload(bno_cur, &ra->new_bnobt.bload, ra);
 785         if (error)
 786                 goto err_levels;
 787
 788         /*
 789          * Install the new btrees in the AG header.  After this point the old
 790          * btrees are no longer accessible and the new trees are live.
 791          */
 792         xfs_allocbt_commit_staged_btree(bno_cur, sc->tp, sc->sa.agf_bp);
 793         xfs_btree_del_cursor(bno_cur, 0);
 794         xfs_allocbt_commit_staged_btree(cnt_cur, sc->tp, sc->sa.agf_bp);
 795         xfs_btree_del_cursor(cnt_cur, 0);
 796
 797         /* Reset the AGF counters now that we've changed the btree shape. */
 798         error = xrep_abt_reset_counters(ra);
 799         if (error)
 800                 goto err_newbt;
 801
 802         /* Dispose of any unused blocks and the accounting information. */
 803         xrep_abt_dispose_reservations(ra, error);
 804
 805         return xrep_roll_ag_trans(sc);
 806
 807 err_levels:
 808         pag->pagf_repair_bno_level = 0;
 809         pag->pagf_repair_cnt_level = 0;
 810 err_cur:
 811         xfs_btree_del_cursor(cnt_cur, error);
 812         xfs_btree_del_cursor(bno_cur, error);
 813 err_newbt:
 814         xrep_abt_dispose_reservations(ra, error);
 815         return error;
 816 }
 817
 818 /*
 819  * Now that we've logged the roots of the new btrees, invalidate all of the
 820  * old blocks and free them.
 821  */
 822 STATIC int
 823 xrep_abt_remove_old_trees(
 824         struct xrep_abt         *ra)
 825 {
 826         struct xfs_perag        *pag = ra->sc->sa.pag;
 827         int                     error;
 828
 829         /* Free the old btree blocks if they're not in use. */
 830         error = xrep_reap_agblocks(ra->sc, &ra->old_allocbt_blocks,
 831                         &XFS_RMAP_OINFO_AG, XFS_AG_RESV_IGNORE);
 832         if (error)
 833                 return error;
 834
 835         /*
 836          * Now that we've zapped all the old allocbt blocks we can turn off
 837          * the alternate height mechanism.
 838          */
 839         pag->pagf_repair_bno_level = 0;
 840         pag->pagf_repair_cnt_level = 0;
 841         return 0;
 842 }
 843
 844 /* Repair the freespace btrees for some AG. */
 845 int
 846 xrep_allocbt(
 847         struct xfs_scrub        *sc)
 848 {
 849         struct xrep_abt         *ra;
 850         struct xfs_mount        *mp = sc->mp;
 851         unsigned int            busy_gen;
 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(pag_group(sc->sa.pag), &busy_gen)) {
 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 }