]> Git Repo - linux.git/blob - fs/btrfs/volumes.c
sched/balancing: Rename load_balance() => sched_balance_rq()
[linux.git] / fs / btrfs / volumes.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/sched/mm.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/ratelimit.h>
10 #include <linux/kthread.h>
11 #include <linux/semaphore.h>
12 #include <linux/uuid.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/namei.h>
15 #include "misc.h"
16 #include "ctree.h"
17 #include "extent_map.h"
18 #include "disk-io.h"
19 #include "transaction.h"
20 #include "print-tree.h"
21 #include "volumes.h"
22 #include "raid56.h"
23 #include "rcu-string.h"
24 #include "dev-replace.h"
25 #include "sysfs.h"
26 #include "tree-checker.h"
27 #include "space-info.h"
28 #include "block-group.h"
29 #include "discard.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "fs.h"
32 #include "accessors.h"
33 #include "uuid-tree.h"
34 #include "ioctl.h"
35 #include "relocation.h"
36 #include "scrub.h"
37 #include "super.h"
38 #include "raid-stripe-tree.h"
39
40 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
41                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
42                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
43
44 struct btrfs_io_geometry {
45         u32 stripe_index;
46         u32 stripe_nr;
47         int mirror_num;
48         int num_stripes;
49         u64 stripe_offset;
50         u64 raid56_full_stripe_start;
51         int max_errors;
52         enum btrfs_map_op op;
53 };
54
55 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
56         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
57                 .sub_stripes    = 2,
58                 .dev_stripes    = 1,
59                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
60                 .devs_min       = 2,
61                 .tolerated_failures = 1,
62                 .devs_increment = 2,
63                 .ncopies        = 2,
64                 .nparity        = 0,
65                 .raid_name      = "raid10",
66                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
67                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
68         },
69         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
70                 .sub_stripes    = 1,
71                 .dev_stripes    = 1,
72                 .devs_max       = 2,
73                 .devs_min       = 2,
74                 .tolerated_failures = 1,
75                 .devs_increment = 2,
76                 .ncopies        = 2,
77                 .nparity        = 0,
78                 .raid_name      = "raid1",
79                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
80                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
81         },
82         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
83                 .sub_stripes    = 1,
84                 .dev_stripes    = 1,
85                 .devs_max       = 3,
86                 .devs_min       = 3,
87                 .tolerated_failures = 2,
88                 .devs_increment = 3,
89                 .ncopies        = 3,
90                 .nparity        = 0,
91                 .raid_name      = "raid1c3",
92                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
93                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
94         },
95         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
96                 .sub_stripes    = 1,
97                 .dev_stripes    = 1,
98                 .devs_max       = 4,
99                 .devs_min       = 4,
100                 .tolerated_failures = 3,
101                 .devs_increment = 4,
102                 .ncopies        = 4,
103                 .nparity        = 0,
104                 .raid_name      = "raid1c4",
105                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
106                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
107         },
108         [BTRFS_RAID_DUP] = {
109                 .sub_stripes    = 1,
110                 .dev_stripes    = 2,
111                 .devs_max       = 1,
112                 .devs_min       = 1,
113                 .tolerated_failures = 0,
114                 .devs_increment = 1,
115                 .ncopies        = 2,
116                 .nparity        = 0,
117                 .raid_name      = "dup",
118                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
119                 .mindev_error   = 0,
120         },
121         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
122                 .sub_stripes    = 1,
123                 .dev_stripes    = 1,
124                 .devs_max       = 0,
125                 .devs_min       = 1,
126                 .tolerated_failures = 0,
127                 .devs_increment = 1,
128                 .ncopies        = 1,
129                 .nparity        = 0,
130                 .raid_name      = "raid0",
131                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
132                 .mindev_error   = 0,
133         },
134         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
135                 .sub_stripes    = 1,
136                 .dev_stripes    = 1,
137                 .devs_max       = 1,
138                 .devs_min       = 1,
139                 .tolerated_failures = 0,
140                 .devs_increment = 1,
141                 .ncopies        = 1,
142                 .nparity        = 0,
143                 .raid_name      = "single",
144                 .bg_flag        = 0,
145                 .mindev_error   = 0,
146         },
147         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
148                 .sub_stripes    = 1,
149                 .dev_stripes    = 1,
150                 .devs_max       = 0,
151                 .devs_min       = 2,
152                 .tolerated_failures = 1,
153                 .devs_increment = 1,
154                 .ncopies        = 1,
155                 .nparity        = 1,
156                 .raid_name      = "raid5",
157                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
158                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
159         },
160         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
161                 .sub_stripes    = 1,
162                 .dev_stripes    = 1,
163                 .devs_max       = 0,
164                 .devs_min       = 3,
165                 .tolerated_failures = 2,
166                 .devs_increment = 1,
167                 .ncopies        = 1,
168                 .nparity        = 2,
169                 .raid_name      = "raid6",
170                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
171                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
172         },
173 };
174
175 /*
176  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
177  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
178  */
179 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
180 {
181         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
182
183         if (!profile)
184                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
185
186         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
187 }
188
189 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
190 {
191         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
192
193         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
194                 return NULL;
195
196         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
197 }
198
199 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
200 {
201         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
202
203         return btrfs_raid_array[index].nparity;
204 }
205
206 /*
207  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
208  * bytes including terminating null byte.
209  */
210 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
211 {
212         int i;
213         int ret;
214         char *bp = buf;
215         u64 flags = bg_flags;
216         u32 size_bp = size_buf;
217
218         if (!flags) {
219                 strcpy(bp, "NONE");
220                 return;
221         }
222
223 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
224         do {                                                            \
225                 if (flags & (flag)) {                                   \
226                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
227                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
228                                 goto out_overflow;                      \
229                         size_bp -= ret;                                 \
230                         bp += ret;                                      \
231                         flags &= ~(flag);                               \
232                 }                                                       \
233         } while (0)
234
235         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
236         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
237         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
238
239         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
240         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
241                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
242                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
243 #undef DESCRIBE_FLAG
244
245         if (flags) {
246                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
247                 size_bp -= ret;
248         }
249
250         if (size_bp < size_buf)
251                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
252
253         /*
254          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
255          * large buffer
256          */
257 out_overflow:;
258 }
259
260 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
261 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
262 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
263
264 /*
265  * Device locking
266  * ==============
267  *
268  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
269  * structures like chunks but not block groups, extents or files
270  *
271  * uuid_mutex (global lock)
272  * ------------------------
273  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
274  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
275  * device) or requested by the device= mount option
276  *
277  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
278  *
279  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
280  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
281  *
282  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
283  *
284  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
285  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
286  * scan ioctl
287  *
288  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
289  *
290  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
291  * ------------------------------------------------
292  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
293  *
294  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
295  *
296  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
297  * modifications to the list (see write_all_supers)
298  *
299  * Is not required at mount and close times, because our device list is
300  * protected by the uuid_mutex at that point.
301  *
302  * balance_mutex
303  * -------------
304  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
305  * several places (internally, ioctl)
306  *
307  * chunk_mutex
308  * -----------
309  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
310  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
311  * individual devices, since they can be added to the transaction's
312  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
313  *
314  * cleaner_mutex
315  * -------------
316  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
317  * cleaning together with relocation or delayed iputs
318  *
319  *
320  * Lock nesting
321  * ============
322  *
323  * uuid_mutex
324  *   device_list_mutex
325  *     chunk_mutex
326  *   balance_mutex
327  *
328  *
329  * Exclusive operations
330  * ====================
331  *
332  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
333  * whole filesystem and cannot run in parallel.
334  *
335  * - Balance (*)
336  * - Device add
337  * - Device remove
338  * - Device replace (*)
339  * - Resize
340  *
341  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
342  *
343  * - Running state
344  * - Paused state
345  * - Completed state
346  *
347  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
348  * following reasons:
349  *
350  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
351  * - filesystem remounted as read-only
352  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
353  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
354  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
355  *
356  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
357  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
358  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
359  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
360  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
361  * completed.
362  */
363
364 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
365 static LIST_HEAD(fs_uuids);
366 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
367 {
368         return &fs_uuids;
369 }
370
371 /*
372  * Allocate new btrfs_fs_devices structure identified by a fsid.
373  *
374  * @fsid:    if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid and to
375  *           fs_devices::metadata_fsid
376  *
377  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
378  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
379  * kfree() right away.
380  */
381 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid)
382 {
383         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
384
385         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
386         if (!fs_devs)
387                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
388
389         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
390
391         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
392         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
393         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
394         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
395
396         if (fsid) {
397                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
398                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
399         }
400
401         return fs_devs;
402 }
403
404 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
405 {
406         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
407         rcu_string_free(device->name);
408         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
409         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
410         kfree(device);
411 }
412
413 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
414 {
415         struct btrfs_device *device;
416
417         WARN_ON(fs_devices->opened);
418         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
419                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
420                                     struct btrfs_device, dev_list);
421                 list_del(&device->dev_list);
422                 btrfs_free_device(device);
423         }
424         kfree(fs_devices);
425 }
426
427 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
428 {
429         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
430
431         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
432                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
433                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
434                 list_del(&fs_devices->fs_list);
435                 free_fs_devices(fs_devices);
436         }
437 }
438
439 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
440                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
441 {
442         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
443                 return false;
444
445         if (!metadata_fsid)
446                 return true;
447
448         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
449                 return false;
450
451         return true;
452 }
453
454 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
455                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
456 {
457         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
458
459         ASSERT(fsid);
460
461         /* Handle non-split brain cases */
462         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
463                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
464                         return fs_devices;
465         }
466         return NULL;
467 }
468
469 static int
470 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
471                       int flush, struct file **bdev_file,
472                       struct btrfs_super_block **disk_super)
473 {
474         struct block_device *bdev;
475         int ret;
476
477         *bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
478
479         if (IS_ERR(*bdev_file)) {
480                 ret = PTR_ERR(*bdev_file);
481                 goto error;
482         }
483         bdev = file_bdev(*bdev_file);
484
485         if (flush)
486                 sync_blockdev(bdev);
487         ret = set_blocksize(bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
488         if (ret) {
489                 fput(*bdev_file);
490                 goto error;
491         }
492         invalidate_bdev(bdev);
493         *disk_super = btrfs_read_dev_super(bdev);
494         if (IS_ERR(*disk_super)) {
495                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
496                 fput(*bdev_file);
497                 goto error;
498         }
499
500         return 0;
501
502 error:
503         *bdev_file = NULL;
504         return ret;
505 }
506
507 /*
508  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
509  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
510  *
511  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
512  *                 matching this devt only.
513  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
514  *                 devices.
515  *
516  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
517  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
518  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
519  */
520 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
521 {
522         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
523         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
524         int ret;
525         bool freed = false;
526
527         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
528
529         /* Return good status if there is no instance of devt. */
530         ret = 0;
531         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
532
533                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
534                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
535                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
536                         if (skip_device && skip_device == device)
537                                 continue;
538                         if (devt && devt != device->devt)
539                                 continue;
540                         if (fs_devices->opened) {
541                                 if (devt)
542                                         ret = -EBUSY;
543                                 break;
544                         }
545
546                         /* delete the stale device */
547                         fs_devices->num_devices--;
548                         list_del(&device->dev_list);
549                         btrfs_free_device(device);
550
551                         freed = true;
552                 }
553                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
554
555                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
556                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
557                         list_del(&fs_devices->fs_list);
558                         free_fs_devices(fs_devices);
559                 }
560         }
561
562         /* If there is at least one freed device return 0. */
563         if (freed)
564                 return 0;
565
566         return ret;
567 }
568
569 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_by_device(
570                                         struct btrfs_super_block *disk_super,
571                                         dev_t devt, bool *same_fsid_diff_dev)
572 {
573         struct btrfs_fs_devices *fsid_fs_devices;
574         struct btrfs_fs_devices *devt_fs_devices;
575         const bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
576                                         BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
577         bool found_by_devt = false;
578
579         /* Find the fs_device by the usual method, if found use it. */
580         fsid_fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid,
581                     has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
582
583         /* The temp_fsid feature is supported only with single device filesystem. */
584         if (btrfs_super_num_devices(disk_super) != 1)
585                 return fsid_fs_devices;
586
587         /*
588          * A seed device is an integral component of the sprout device, which
589          * functions as a multi-device filesystem. So, temp-fsid feature is
590          * not supported.
591          */
592         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)
593                 return fsid_fs_devices;
594
595         /* Try to find a fs_devices by matching devt. */
596         list_for_each_entry(devt_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
597                 struct btrfs_device *device;
598
599                 list_for_each_entry(device, &devt_fs_devices->devices, dev_list) {
600                         if (device->devt == devt) {
601                                 found_by_devt = true;
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 if (found_by_devt)
606                         break;
607         }
608
609         if (found_by_devt) {
610                 /* Existing device. */
611                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
612                         if (devt_fs_devices->opened == 0) {
613                                 /* Stale device. */
614                                 return NULL;
615                         } else {
616                                 /* temp_fsid is mounting a subvol. */
617                                 return devt_fs_devices;
618                         }
619                 } else {
620                         /* Regular or temp_fsid device mounting a subvol. */
621                         return devt_fs_devices;
622                 }
623         } else {
624                 /* New device. */
625                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
626                         return NULL;
627                 } else {
628                         /* sb::fsid is already used create a new temp_fsid. */
629                         *same_fsid_diff_dev = true;
630                         return NULL;
631                 }
632         }
633
634         /* Not reached. */
635 }
636
637 /*
638  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
639  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
640  * fs_devices->device_list_mutex here.
641  */
642 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
643                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
644                         void *holder)
645 {
646         struct file *bdev_file;
647         struct btrfs_super_block *disk_super;
648         u64 devid;
649         int ret;
650
651         if (device->bdev)
652                 return -EINVAL;
653         if (!device->name)
654                 return -EINVAL;
655
656         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
657                                     &bdev_file, &disk_super);
658         if (ret)
659                 return ret;
660
661         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
662         if (devid != device->devid)
663                 goto error_free_page;
664
665         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
666                 goto error_free_page;
667
668         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
669
670         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
671                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
672                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
673                         pr_err(
674                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
675                         goto error_free_page;
676                 }
677
678                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
679                 fs_devices->seeding = true;
680         } else {
681                 if (bdev_read_only(file_bdev(bdev_file)))
682                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
683                 else
684                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
685         }
686
687         if (!bdev_nonrot(file_bdev(bdev_file)))
688                 fs_devices->rotating = true;
689
690         if (bdev_max_discard_sectors(file_bdev(bdev_file)))
691                 fs_devices->discardable = true;
692
693         device->bdev_file = bdev_file;
694         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
695         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
696
697         fs_devices->open_devices++;
698         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
699             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
700                 fs_devices->rw_devices++;
701                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
702         }
703         btrfs_release_disk_super(disk_super);
704
705         return 0;
706
707 error_free_page:
708         btrfs_release_disk_super(disk_super);
709         fput(bdev_file);
710
711         return -EINVAL;
712 }
713
714 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
715 {
716         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
717                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
718
719         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
720 }
721
722 /*
723  * Add new device to list of registered devices
724  *
725  * Returns:
726  * device pointer which was just added or updated when successful
727  * error pointer when failed
728  */
729 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
730                            struct btrfs_super_block *disk_super,
731                            bool *new_device_added)
732 {
733         struct btrfs_device *device;
734         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
735         struct rcu_string *name;
736         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
737         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
738         dev_t path_devt;
739         int error;
740         bool same_fsid_diff_dev = false;
741         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
742                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
743
744         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2) {
745                 btrfs_err(NULL,
746 "device %s has incomplete metadata_uuid change, please use btrfstune to complete",
747                           path);
748                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
749         }
750
751         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
752         if (error) {
753                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
754                           path, error);
755                 return ERR_PTR(error);
756         }
757
758         fs_devices = find_fsid_by_device(disk_super, path_devt, &same_fsid_diff_dev);
759
760         if (!fs_devices) {
761                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid);
762                 if (IS_ERR(fs_devices))
763                         return ERR_CAST(fs_devices);
764
765                 if (has_metadata_uuid)
766                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
767                                disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
768
769                 if (same_fsid_diff_dev) {
770                         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
771                         fs_devices->temp_fsid = true;
772                         pr_info("BTRFS: device %s using temp-fsid %pU\n",
773                                 path, fs_devices->fsid);
774                 }
775
776                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
777                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
778
779                 device = NULL;
780         } else {
781                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
782                         .devid = devid,
783                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
784                 };
785
786                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
787                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
788
789                 if (found_transid > fs_devices->latest_generation) {
790                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
791                                         BTRFS_FSID_SIZE);
792                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
793                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
794                 }
795         }
796
797         if (!device) {
798                 unsigned int nofs_flag;
799
800                 if (fs_devices->opened) {
801                         btrfs_err(NULL,
802 "device %s belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
803                                   path, fs_devices->fsid, current->comm,
804                                   task_pid_nr(current));
805                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
806                         return ERR_PTR(-EBUSY);
807                 }
808
809                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
810                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
811                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
812                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
813                 if (IS_ERR(device)) {
814                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
815                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
816                         return device;
817                 }
818
819                 device->devt = path_devt;
820
821                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
822                 fs_devices->num_devices++;
823
824                 device->fs_devices = fs_devices;
825                 *new_device_added = true;
826
827                 if (disk_super->label[0])
828                         pr_info(
829         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
830                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
831                                 current->comm, task_pid_nr(current));
832                 else
833                         pr_info(
834         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
835                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
836                                 current->comm, task_pid_nr(current));
837
838         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
839                 /*
840                  * When FS is already mounted.
841                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
842                  *    means this device was missing at time of FS mount.
843                  * 2. If you are here and if the device->name is different
844                  *    from 'path' that means either
845                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
846                  *         different name. or
847                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
848                  *         reappeared now.
849                  *
850                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
851                  * and unintentional.
852                  *
853                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
854                  * would have missed some transaction when it was away and
855                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
856                  * 2b must not be allowed at all time.
857                  */
858
859                 /*
860                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
861                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
862                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
863                  * when we reject replacement on a mounted FS.
864                  */
865                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
866                         /*
867                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
868                          * are here, that means there is more than one
869                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
870                          * with larger generation number or the last-in if
871                          * generation are equal.
872                          */
873                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
874                         btrfs_err(NULL,
875 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
876                                   path, found_transid, device->generation);
877                         return ERR_PTR(-EEXIST);
878                 }
879
880                 /*
881                  * We are going to replace the device path for a given devid,
882                  * make sure it's the same device if the device is mounted
883                  *
884                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
885                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
886                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
887                  * torn down.
888                  */
889                 if (device->bdev) {
890                         if (device->devt != path_devt) {
891                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
892                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
893         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
894                                                   path, devid, found_transid,
895                                                   current->comm,
896                                                   task_pid_nr(current));
897                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
898                         }
899                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
900         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
901                                           devid, btrfs_dev_name(device),
902                                           path, current->comm,
903                                           task_pid_nr(current));
904                 }
905
906                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
907                 if (!name) {
908                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
909                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
910                 }
911                 rcu_string_free(device->name);
912                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
913                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
914                         fs_devices->missing_devices--;
915                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
916                 }
917                 device->devt = path_devt;
918         }
919
920         /*
921          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
922          * generation along with most of the other members. So just update
923          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
924          * (as above).
925          */
926         if (!fs_devices->opened) {
927                 device->generation = found_transid;
928                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
929                                                 fs_devices->latest_generation);
930         }
931
932         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
933
934         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
935         return device;
936 }
937
938 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
939 {
940         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
941         struct btrfs_device *device;
942         struct btrfs_device *orig_dev;
943         int ret = 0;
944
945         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
946
947         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid);
948         if (IS_ERR(fs_devices))
949                 return fs_devices;
950
951         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
952
953         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
954                 const char *dev_path = NULL;
955
956                 /*
957                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
958                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
959                  */
960                 if (orig_dev->name)
961                         dev_path = orig_dev->name->str;
962
963                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
964                                             orig_dev->uuid, dev_path);
965                 if (IS_ERR(device)) {
966                         ret = PTR_ERR(device);
967                         goto error;
968                 }
969
970                 if (orig_dev->zone_info) {
971                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
972
973                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
974                         if (!zone_info) {
975                                 btrfs_free_device(device);
976                                 ret = -ENOMEM;
977                                 goto error;
978                         }
979                         device->zone_info = zone_info;
980                 }
981
982                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
983                 device->fs_devices = fs_devices;
984                 fs_devices->num_devices++;
985         }
986         return fs_devices;
987 error:
988         free_fs_devices(fs_devices);
989         return ERR_PTR(ret);
990 }
991
992 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
993                                       struct btrfs_device **latest_dev)
994 {
995         struct btrfs_device *device, *next;
996
997         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
998         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
999                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1000                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1001                                       &device->dev_state) &&
1002                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1003                                       &device->dev_state) &&
1004                             (!*latest_dev ||
1005                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1006                                 *latest_dev = device;
1007                         }
1008                         continue;
1009                 }
1010
1011                 /*
1012                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1013                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1014                  */
1015                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1016                         continue;
1017
1018                 if (device->bdev_file) {
1019                         fput(device->bdev_file);
1020                         device->bdev = NULL;
1021                         device->bdev_file = NULL;
1022                         fs_devices->open_devices--;
1023                 }
1024                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1025                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1026                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1027                         fs_devices->rw_devices--;
1028                 }
1029                 list_del_init(&device->dev_list);
1030                 fs_devices->num_devices--;
1031                 btrfs_free_device(device);
1032         }
1033
1034 }
1035
1036 /*
1037  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1038  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1039  */
1040 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1041 {
1042         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1043         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1044
1045         mutex_lock(&uuid_mutex);
1046         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1047
1048         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1049                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1050
1051         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1052
1053         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1054 }
1055
1056 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1057 {
1058         if (!device->bdev)
1059                 return;
1060
1061         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1062                 sync_blockdev(device->bdev);
1063                 invalidate_bdev(device->bdev);
1064         }
1065
1066         fput(device->bdev_file);
1067 }
1068
1069 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1070 {
1071         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1072
1073         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1074             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1075                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1076                 fs_devices->rw_devices--;
1077         }
1078
1079         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1080                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1081
1082         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1083                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1084                 fs_devices->missing_devices--;
1085         }
1086
1087         btrfs_close_bdev(device);
1088         if (device->bdev) {
1089                 fs_devices->open_devices--;
1090                 device->bdev = NULL;
1091         }
1092         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1093         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1094
1095         device->fs_info = NULL;
1096         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1097         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1098
1099         /*
1100          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1101          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1102          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1103          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1104          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1105          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1106          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1107          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1108          * unsafe super blocks.
1109          */
1110         device->last_flush_error = 0;
1111
1112         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1113         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1114         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1115         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1116         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1117 }
1118
1119 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1120 {
1121         struct btrfs_device *device, *tmp;
1122
1123         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1124
1125         if (--fs_devices->opened > 0)
1126                 return;
1127
1128         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1129                 btrfs_close_one_device(device);
1130
1131         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1132         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1133         fs_devices->opened = 0;
1134         fs_devices->seeding = false;
1135         fs_devices->fs_info = NULL;
1136 }
1137
1138 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1139 {
1140         LIST_HEAD(list);
1141         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1142
1143         mutex_lock(&uuid_mutex);
1144         close_fs_devices(fs_devices);
1145         if (!fs_devices->opened) {
1146                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1147
1148                 /*
1149                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1150                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1151                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1152                  * fully freed.
1153                  */
1154                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1155                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1156                         free_fs_devices(fs_devices);
1157                 }
1158         }
1159
1160
1161         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1162                 close_fs_devices(fs_devices);
1163                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1164                 free_fs_devices(fs_devices);
1165         }
1166         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1167 }
1168
1169 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1170                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1171 {
1172         struct btrfs_device *device;
1173         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1174         struct btrfs_device *tmp_device;
1175
1176         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1177                                  dev_list) {
1178                 int ret;
1179
1180                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1181                 if (ret == 0 &&
1182                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1183                         latest_dev = device;
1184                 } else if (ret == -ENODATA) {
1185                         fs_devices->num_devices--;
1186                         list_del(&device->dev_list);
1187                         btrfs_free_device(device);
1188                 }
1189         }
1190         if (fs_devices->open_devices == 0)
1191                 return -EINVAL;
1192
1193         fs_devices->opened = 1;
1194         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1195         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1196         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1197         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1198
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1203                      const struct list_head *b)
1204 {
1205         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1206
1207         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1208         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1209
1210         if (dev1->devid < dev2->devid)
1211                 return -1;
1212         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1213                 return 1;
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1218                        blk_mode_t flags, void *holder)
1219 {
1220         int ret;
1221
1222         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1223         /*
1224          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1225          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1226          *
1227          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1228          * exclusion is provided by uuid_mutex
1229          */
1230
1231         if (fs_devices->opened) {
1232                 fs_devices->opened++;
1233                 ret = 0;
1234         } else {
1235                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1236                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1237         }
1238
1239         return ret;
1240 }
1241
1242 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1243 {
1244         struct page *page = virt_to_page(super);
1245
1246         put_page(page);
1247 }
1248
1249 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1250                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1251 {
1252         struct btrfs_super_block *disk_super;
1253         struct page *page;
1254         void *p;
1255         pgoff_t index;
1256
1257         /* make sure our super fits in the device */
1258         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1259                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1260
1261         /* make sure our super fits in the page */
1262         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1263                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1264
1265         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1266         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1267         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1268                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1269
1270         /* pull in the page with our super */
1271         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1272
1273         if (IS_ERR(page))
1274                 return ERR_CAST(page);
1275
1276         p = page_address(page);
1277
1278         /* align our pointer to the offset of the super block */
1279         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1280
1281         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1282             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1283                 btrfs_release_disk_super(p);
1284                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1285         }
1286
1287         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1288                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1289
1290         return disk_super;
1291 }
1292
1293 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1294 {
1295         int ret;
1296
1297         mutex_lock(&uuid_mutex);
1298         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1299         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1300
1301         return ret;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1306  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1307  * is read via pagecache.
1308  *
1309  * With @mount_arg_dev it's a scan during mount time that will always register
1310  * the device or return an error. Multi-device and seeding devices are registered
1311  * in both cases.
1312  */
1313 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags,
1314                                            bool mount_arg_dev)
1315 {
1316         struct btrfs_super_block *disk_super;
1317         bool new_device_added = false;
1318         struct btrfs_device *device = NULL;
1319         struct file *bdev_file;
1320         u64 bytenr, bytenr_orig;
1321         int ret;
1322
1323         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1324
1325         /*
1326          * we would like to check all the supers, but that would make
1327          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1328          * So, we need to add a special mount option to scan for
1329          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1330          */
1331
1332         /*
1333          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1334          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1335          * resulting in failure.
1336          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1337          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1338          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1339          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1340          * required information for assembling the volume.
1341          */
1342         bdev_file = bdev_file_open_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1343         if (IS_ERR(bdev_file))
1344                 return ERR_CAST(bdev_file);
1345
1346         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1347         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(file_bdev(bdev_file), 0, READ, &bytenr);
1348         if (ret) {
1349                 device = ERR_PTR(ret);
1350                 goto error_bdev_put;
1351         }
1352
1353         disk_super = btrfs_read_disk_super(file_bdev(bdev_file), bytenr,
1354                                            bytenr_orig);
1355         if (IS_ERR(disk_super)) {
1356                 device = ERR_CAST(disk_super);
1357                 goto error_bdev_put;
1358         }
1359
1360         if (!mount_arg_dev && btrfs_super_num_devices(disk_super) == 1 &&
1361             !(btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)) {
1362                 dev_t devt;
1363
1364                 ret = lookup_bdev(path, &devt);
1365                 if (ret)
1366                         btrfs_warn(NULL, "lookup bdev failed for path %s: %d",
1367                                    path, ret);
1368                 else
1369                         btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1370
1371                 pr_debug("BTRFS: skip registering single non-seed device %s\n", path);
1372                 device = NULL;
1373                 goto free_disk_super;
1374         }
1375
1376         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1377         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1378                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1379
1380 free_disk_super:
1381         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1382
1383 error_bdev_put:
1384         fput(bdev_file);
1385
1386         return device;
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1391  * such is found, record the end of it in *start
1392  */
1393 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1394                                     u64 len)
1395 {
1396         u64 physical_start, physical_end;
1397
1398         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1399
1400         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1401                                   &physical_start, &physical_end,
1402                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1403
1404                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1405                     in_range(*start, physical_start,
1406                              physical_end - physical_start)) {
1407                         *start = physical_end + 1;
1408                         return true;
1409                 }
1410         }
1411         return false;
1412 }
1413
1414 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1415 {
1416         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1417         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1418                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1419         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1420                 /*
1421                  * We don't care about the starting region like regular
1422                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1423                  * for superblock logging.
1424                  */
1425                 return 0;
1426         default:
1427                 BUG();
1428         }
1429 }
1430
1431 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1432                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1433                                         u64 num_bytes)
1434 {
1435         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1436         u64 pos;
1437         int ret;
1438         bool changed = false;
1439
1440         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1441
1442         while (*hole_size > 0) {
1443                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1444                                                    *hole_start + *hole_size,
1445                                                    num_bytes);
1446                 if (pos != *hole_start) {
1447                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1448                         *hole_start = pos;
1449                         changed = true;
1450                         if (*hole_size < num_bytes)
1451                                 break;
1452                 }
1453
1454                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1455
1456                 /* Range is ensured to be empty */
1457                 if (!ret)
1458                         return changed;
1459
1460                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1461                 if (ret == -ERANGE) {
1462                         *hole_start += *hole_size;
1463                         *hole_size = 0;
1464                         return true;
1465                 }
1466
1467                 *hole_start += zone_size;
1468                 *hole_size -= zone_size;
1469                 changed = true;
1470         }
1471
1472         return changed;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1477  *
1478  * @device:     the device which we have the hole
1479  * @hole_start: starting position of the hole
1480  * @hole_size:  the size of the hole
1481  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1482  *
1483  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1484  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1485  */
1486 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1487                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1488 {
1489         bool changed = false;
1490         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1491
1492         for (;;) {
1493                 /*
1494                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1495                  * sending back this offset anyway.
1496                  */
1497                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1498                         if (hole_end >= *hole_start)
1499                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1500                         else
1501                                 *hole_size = 0;
1502                         changed = true;
1503                 }
1504
1505                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1506                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1507                         /* No extra check */
1508                         break;
1509                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1510                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1511                                                         hole_size, num_bytes)) {
1512                                 changed = true;
1513                                 /*
1514                                  * The changed hole can contain pending extent.
1515                                  * Loop again to check that.
1516                                  */
1517                                 continue;
1518                         }
1519                         break;
1520                 default:
1521                         BUG();
1522                 }
1523
1524                 break;
1525         }
1526
1527         return changed;
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Find free space in the specified device.
1532  *
1533  * @device:       the device which we search the free space in
1534  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1535  * @search_start: the position from which to begin the search
1536  * @start:        store the start of the free space.
1537  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1538  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1539  *
1540  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1541  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1542  *
1543  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1544  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1545  * of the max free space.
1546  *
1547  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1548  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1549  * the max free space.
1550  *
1551  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1552  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1553  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1554  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1555  * is not reported as available.
1556  */
1557 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1558                                 u64 *start, u64 *len)
1559 {
1560         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1561         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1562         struct btrfs_key key;
1563         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1564         struct btrfs_path *path;
1565         u64 search_start;
1566         u64 hole_size;
1567         u64 max_hole_start;
1568         u64 max_hole_size = 0;
1569         u64 extent_end;
1570         u64 search_end = device->total_bytes;
1571         int ret;
1572         int slot;
1573         struct extent_buffer *l;
1574
1575         search_start = dev_extent_search_start(device);
1576         max_hole_start = search_start;
1577
1578         WARN_ON(device->zone_info &&
1579                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1580
1581         path = btrfs_alloc_path();
1582         if (!path) {
1583                 ret = -ENOMEM;
1584                 goto out;
1585         }
1586 again:
1587         if (search_start >= search_end ||
1588                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1589                 ret = -ENOSPC;
1590                 goto out;
1591         }
1592
1593         path->reada = READA_FORWARD;
1594         path->search_commit_root = 1;
1595         path->skip_locking = 1;
1596
1597         key.objectid = device->devid;
1598         key.offset = search_start;
1599         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1600
1601         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1602         if (ret < 0)
1603                 goto out;
1604
1605         while (search_start < search_end) {
1606                 l = path->nodes[0];
1607                 slot = path->slots[0];
1608                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1609                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1610                         if (ret == 0)
1611                                 continue;
1612                         if (ret < 0)
1613                                 goto out;
1614
1615                         break;
1616                 }
1617                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1618
1619                 if (key.objectid < device->devid)
1620                         goto next;
1621
1622                 if (key.objectid > device->devid)
1623                         break;
1624
1625                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1626                         goto next;
1627
1628                 if (key.offset > search_end)
1629                         break;
1630
1631                 if (key.offset > search_start) {
1632                         hole_size = key.offset - search_start;
1633                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1634                                               num_bytes);
1635
1636                         if (hole_size > max_hole_size) {
1637                                 max_hole_start = search_start;
1638                                 max_hole_size = hole_size;
1639                         }
1640
1641                         /*
1642                          * If this free space is greater than which we need,
1643                          * it must be the max free space that we have found
1644                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1645                          * of this free space and the length of this free space
1646                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1647                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1648                          * caller.
1649                          */
1650                         if (hole_size >= num_bytes) {
1651                                 ret = 0;
1652                                 goto out;
1653                         }
1654                 }
1655
1656                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1657                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1658                                                                   dev_extent);
1659                 if (extent_end > search_start)
1660                         search_start = extent_end;
1661 next:
1662                 path->slots[0]++;
1663                 cond_resched();
1664         }
1665
1666         /*
1667          * At this point, search_start should be the end of
1668          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1669          * search_end may be smaller than search_start.
1670          */
1671         if (search_end > search_start) {
1672                 hole_size = search_end - search_start;
1673                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1674                                           num_bytes)) {
1675                         btrfs_release_path(path);
1676                         goto again;
1677                 }
1678
1679                 if (hole_size > max_hole_size) {
1680                         max_hole_start = search_start;
1681                         max_hole_size = hole_size;
1682                 }
1683         }
1684
1685         /* See above. */
1686         if (max_hole_size < num_bytes)
1687                 ret = -ENOSPC;
1688         else
1689                 ret = 0;
1690
1691         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1692 out:
1693         btrfs_free_path(path);
1694         *start = max_hole_start;
1695         if (len)
1696                 *len = max_hole_size;
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1701                           struct btrfs_device *device,
1702                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1703 {
1704         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1705         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1706         int ret;
1707         struct btrfs_path *path;
1708         struct btrfs_key key;
1709         struct btrfs_key found_key;
1710         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1711         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1712
1713         path = btrfs_alloc_path();
1714         if (!path)
1715                 return -ENOMEM;
1716
1717         key.objectid = device->devid;
1718         key.offset = start;
1719         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1720 again:
1721         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1722         if (ret > 0) {
1723                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1724                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1725                 if (ret)
1726                         goto out;
1727                 leaf = path->nodes[0];
1728                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1729                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1730                                         struct btrfs_dev_extent);
1731                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1732                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1733                 key = found_key;
1734                 btrfs_release_path(path);
1735                 goto again;
1736         } else if (ret == 0) {
1737                 leaf = path->nodes[0];
1738                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1739                                         struct btrfs_dev_extent);
1740         } else {
1741                 goto out;
1742         }
1743
1744         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1745
1746         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1747         if (ret == 0)
1748                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1749 out:
1750         btrfs_free_path(path);
1751         return ret;
1752 }
1753
1754 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1755 {
1756         struct rb_node *n;
1757         u64 ret = 0;
1758
1759         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1760         n = rb_last(&fs_info->mapping_tree.rb_root);
1761         if (n) {
1762                 struct btrfs_chunk_map *map;
1763
1764                 map = rb_entry(n, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
1765                 ret = map->start + map->chunk_len;
1766         }
1767         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1768
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1773                                     u64 *devid_ret)
1774 {
1775         int ret;
1776         struct btrfs_key key;
1777         struct btrfs_key found_key;
1778         struct btrfs_path *path;
1779
1780         path = btrfs_alloc_path();
1781         if (!path)
1782                 return -ENOMEM;
1783
1784         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1785         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1786         key.offset = (u64)-1;
1787
1788         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1789         if (ret < 0)
1790                 goto error;
1791
1792         if (ret == 0) {
1793                 /* Corruption */
1794                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1795                 ret = -EUCLEAN;
1796                 goto error;
1797         }
1798
1799         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1800                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1801                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1802         if (ret) {
1803                 *devid_ret = 1;
1804         } else {
1805                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1806                                       path->slots[0]);
1807                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1808         }
1809         ret = 0;
1810 error:
1811         btrfs_free_path(path);
1812         return ret;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * the device information is stored in the chunk root
1817  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1818  */
1819 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1820                             struct btrfs_device *device)
1821 {
1822         int ret;
1823         struct btrfs_path *path;
1824         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1825         struct extent_buffer *leaf;
1826         struct btrfs_key key;
1827         unsigned long ptr;
1828
1829         path = btrfs_alloc_path();
1830         if (!path)
1831                 return -ENOMEM;
1832
1833         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1834         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1835         key.offset = device->devid;
1836
1837         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1838         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1839                                       &key, sizeof(*dev_item));
1840         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1841         if (ret)
1842                 goto out;
1843
1844         leaf = path->nodes[0];
1845         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1846
1847         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1848         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1849         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1850         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1851         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1852         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1853         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1854                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1855         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1856                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1857         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1858         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1859         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1860         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1861
1862         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1863         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1864         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1865         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1866                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1867         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
1868
1869         ret = 0;
1870 out:
1871         btrfs_free_path(path);
1872         return ret;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1877  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1878  *
1879  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1880  */
1881 static void update_dev_time(const char *device_path)
1882 {
1883         struct path path;
1884         int ret;
1885
1886         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1887         if (ret)
1888                 return;
1889
1890         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1891         path_put(&path);
1892 }
1893
1894 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1895                              struct btrfs_device *device)
1896 {
1897         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1898         int ret;
1899         struct btrfs_path *path;
1900         struct btrfs_key key;
1901
1902         path = btrfs_alloc_path();
1903         if (!path)
1904                 return -ENOMEM;
1905
1906         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1907         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1908         key.offset = device->devid;
1909
1910         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1911         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1912         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1913         if (ret) {
1914                 if (ret > 0)
1915                         ret = -ENOENT;
1916                 goto out;
1917         }
1918
1919         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1920 out:
1921         btrfs_free_path(path);
1922         return ret;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1927  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1928  * replace.
1929  */
1930 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1931                 u64 num_devices)
1932 {
1933         u64 all_avail;
1934         unsigned seq;
1935         int i;
1936
1937         do {
1938                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1939
1940                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1941                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1942                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1943         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1944
1945         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1946                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1947                         continue;
1948
1949                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1950                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1951         }
1952
1953         return 0;
1954 }
1955
1956 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1957                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1958 {
1959         struct btrfs_device *next_device;
1960
1961         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1962                 if (next_device != device &&
1963                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
1964                     && next_device->bdev)
1965                         return next_device;
1966         }
1967
1968         return NULL;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
1973  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
1974  * where this function called, there should be always be another device (or
1975  * this_dev) which is active.
1976  */
1977 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
1978                                             struct btrfs_device *next_device)
1979 {
1980         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1981
1982         if (!next_device)
1983                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
1984                                                             device);
1985         ASSERT(next_device);
1986
1987         if (fs_info->sb->s_bdev &&
1988                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
1989                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
1990
1991         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
1992                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
1993 }
1994
1995 /*
1996  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
1997  * currently replaced.
1998  */
1999 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2000 {
2001         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2002
2003         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2004         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2005                 ASSERT(num_devices > 1);
2006                 num_devices--;
2007         }
2008         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2009
2010         return num_devices;
2011 }
2012
2013 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2014                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2015 {
2016         struct btrfs_super_block *disk_super;
2017         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2018         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2019         int ret;
2020
2021         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2022         if (IS_ERR(disk_super))
2023                 return;
2024
2025         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2026         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2027         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2028
2029         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2030         if (ret)
2031                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2032                         copy_num, ret);
2033 }
2034
2035 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2036                                struct block_device *bdev,
2037                                const char *device_path)
2038 {
2039         int copy_num;
2040
2041         if (!bdev)
2042                 return;
2043
2044         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2045                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2046                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2047                 else
2048                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2049         }
2050
2051         /* Notify udev that device has changed */
2052         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2053
2054         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2055         update_dev_time(device_path);
2056 }
2057
2058 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2059                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2060                     struct file **bdev_file)
2061 {
2062         struct btrfs_trans_handle *trans;
2063         struct btrfs_device *device;
2064         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2065         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2066         u64 num_devices;
2067         int ret = 0;
2068
2069         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2070                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2071                 return -EINVAL;
2072         }
2073
2074         /*
2075          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2076          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2077          * filesystem and another device rm cannot run.
2078          */
2079         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2080
2081         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2082         if (ret)
2083                 return ret;
2084
2085         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2086         if (!device) {
2087                 if (args->missing)
2088                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2089                 else
2090                         ret = -ENOENT;
2091                 return ret;
2092         }
2093
2094         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2095                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2096                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2097                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2098                 return -ETXTBSY;
2099         }
2100
2101         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2102                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2103
2104         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2105             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2106                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2107
2108         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2109                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2110                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2111                 device->fs_devices->rw_devices--;
2112                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2113         }
2114
2115         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2116         if (ret)
2117                 goto error_undo;
2118
2119         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2120         if (IS_ERR(trans)) {
2121                 ret = PTR_ERR(trans);
2122                 goto error_undo;
2123         }
2124
2125         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2126         if (ret) {
2127                 /* Any error in dev item removal is critical */
2128                 btrfs_crit(fs_info,
2129                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2130                            device->devid, ret);
2131                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2132                 btrfs_end_transaction(trans);
2133                 return ret;
2134         }
2135
2136         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2137         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2138
2139         /*
2140          * the device list mutex makes sure that we don't change
2141          * the device list while someone else is writing out all
2142          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2143          * lock the device list mutex before getting the number of
2144          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2145          * whoever updates the number of devices in the super block
2146          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2147          */
2148
2149         /*
2150          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2151          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2152          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2153          */
2154         cur_devices = device->fs_devices;
2155         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2156         list_del_rcu(&device->dev_list);
2157
2158         cur_devices->num_devices--;
2159         cur_devices->total_devices--;
2160         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2161         if (cur_devices != fs_devices)
2162                 fs_devices->total_devices--;
2163
2164         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2165                 cur_devices->missing_devices--;
2166
2167         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2168
2169         if (device->bdev_file) {
2170                 cur_devices->open_devices--;
2171                 /* remove sysfs entry */
2172                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2173         }
2174
2175         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2176         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2177         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2178
2179         /*
2180          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2181          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2182          * free the device.
2183          *
2184          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2185          * write lock, and fput() on the block device will pull in the
2186          * ->open_mutex on the block device and it's dependencies.  Instead
2187          *  just flush the device and let the caller do the final bdev_release.
2188          */
2189         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2190                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2191                                           device->name->str);
2192                 if (device->bdev) {
2193                         sync_blockdev(device->bdev);
2194                         invalidate_bdev(device->bdev);
2195                 }
2196         }
2197
2198         *bdev_file = device->bdev_file;
2199         synchronize_rcu();
2200         btrfs_free_device(device);
2201
2202         /*
2203          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2204          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2205          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2206          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2207          * remove it from our list and free the fs_devices.
2208          */
2209         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2210                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2211                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2212                 cur_devices->opened--;
2213                 free_fs_devices(cur_devices);
2214         }
2215
2216         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2217
2218         return ret;
2219
2220 error_undo:
2221         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2222                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2223                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2224                          &fs_devices->alloc_list);
2225                 device->fs_devices->rw_devices++;
2226                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2227         }
2228         return ret;
2229 }
2230
2231 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2232 {
2233         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2234
2235         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2236
2237         /*
2238          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2239          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2240          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2241          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2242          */
2243         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2244
2245         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2246         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2247         fs_devices->num_devices--;
2248         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2249                 fs_devices->missing_devices--;
2250
2251         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2252                 fs_devices->rw_devices--;
2253
2254         if (srcdev->bdev)
2255                 fs_devices->open_devices--;
2256 }
2257
2258 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2259 {
2260         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2261
2262         mutex_lock(&uuid_mutex);
2263
2264         btrfs_close_bdev(srcdev);
2265         synchronize_rcu();
2266         btrfs_free_device(srcdev);
2267
2268         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2269         if (!fs_devices->num_devices) {
2270                 /*
2271                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2272                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2273                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2274                  * device left under the seed FS.
2275                  */
2276                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2277
2278                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2279                 close_fs_devices(fs_devices);
2280                 free_fs_devices(fs_devices);
2281         }
2282         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2283 }
2284
2285 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2286 {
2287         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2288
2289         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2290
2291         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2292
2293         if (tgtdev->bdev)
2294                 fs_devices->open_devices--;
2295
2296         fs_devices->num_devices--;
2297
2298         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2299
2300         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2301
2302         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2303
2304         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2305                                   tgtdev->name->str);
2306
2307         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2308         synchronize_rcu();
2309         btrfs_free_device(tgtdev);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Populate args from device at path.
2314  *
2315  * @fs_info:    the filesystem
2316  * @args:       the args to populate
2317  * @path:       the path to the device
2318  *
2319  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2320  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2321  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2322  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2323  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2324  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2325  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2326  * uuid buffers.
2327  *
2328  * Return: 0 for success, -errno for failure
2329  */
2330 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2331                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2332                                  const char *path)
2333 {
2334         struct btrfs_super_block *disk_super;
2335         struct file *bdev_file;
2336         int ret;
2337
2338         if (!path || !path[0])
2339                 return -EINVAL;
2340         if (!strcmp(path, "missing")) {
2341                 args->missing = true;
2342                 return 0;
2343         }
2344
2345         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2346         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2347         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2348                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2349                 return -ENOMEM;
2350         }
2351
2352         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2353                                     &bdev_file, &disk_super);
2354         if (ret) {
2355                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2356                 return ret;
2357         }
2358
2359         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2360         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2361         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2362                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2363         else
2364                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2365         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2366         fput(bdev_file);
2367         return 0;
2368 }
2369
2370 /*
2371  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2372  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2373  * that don't need to be freed.
2374  */
2375 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2376 {
2377         kfree(args->uuid);
2378         kfree(args->fsid);
2379         args->uuid = NULL;
2380         args->fsid = NULL;
2381 }
2382
2383 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2384                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2385                 const char *device_path)
2386 {
2387         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2388         struct btrfs_device *device;
2389         int ret;
2390
2391         if (devid) {
2392                 args.devid = devid;
2393                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2394                 if (!device)
2395                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2396                 return device;
2397         }
2398
2399         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2400         if (ret)
2401                 return ERR_PTR(ret);
2402         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2403         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2404         if (!device)
2405                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2406         return device;
2407 }
2408
2409 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2410 {
2411         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2412         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2413         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2414
2415         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2416         if (!fs_devices->seeding)
2417                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2418
2419         /*
2420          * Private copy of the seed devices, anchored at
2421          * fs_info->fs_devices->seed_list
2422          */
2423         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL);
2424         if (IS_ERR(seed_devices))
2425                 return seed_devices;
2426
2427         /*
2428          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2429          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2430          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2431          * multiple fs seed.
2432          */
2433         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2434         if (IS_ERR(old_devices)) {
2435                 kfree(seed_devices);
2436                 return old_devices;
2437         }
2438
2439         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2440
2441         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2442         seed_devices->opened = 1;
2443         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2444         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2445         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2446
2447         return seed_devices;
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2452  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2453  */
2454 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2455                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2456 {
2457         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2458         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2459         struct btrfs_device *device;
2460         u64 super_flags;
2461
2462         /*
2463          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2464          * could race, so uuid_mutex is needed.
2465          */
2466         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2467
2468         /*
2469          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2470          * device_list_mutex:
2471          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2472          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2473          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2474          *
2475          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2476          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2477          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2478          * - btrfs_get_dev_stats()
2479          */
2480         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2481
2482         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2483                               synchronize_rcu);
2484         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2485                 device->fs_devices = seed_devices;
2486
2487         fs_devices->seeding = false;
2488         fs_devices->num_devices = 0;
2489         fs_devices->open_devices = 0;
2490         fs_devices->missing_devices = 0;
2491         fs_devices->rotating = false;
2492         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2493
2494         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2495         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2496         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2497
2498         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2499                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2500         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2505  */
2506 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2507 {
2508         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2509         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2510         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2511         struct btrfs_path *path;
2512         struct extent_buffer *leaf;
2513         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2514         struct btrfs_device *device;
2515         struct btrfs_key key;
2516         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2517         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2518         int ret;
2519
2520         path = btrfs_alloc_path();
2521         if (!path)
2522                 return -ENOMEM;
2523
2524         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2525         key.offset = 0;
2526         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2527
2528         while (1) {
2529                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2530                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2531                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2532                 if (ret < 0)
2533                         goto error;
2534
2535                 leaf = path->nodes[0];
2536 next_slot:
2537                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2538                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2539                         if (ret > 0)
2540                                 break;
2541                         if (ret < 0)
2542                                 goto error;
2543                         leaf = path->nodes[0];
2544                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2545                         btrfs_release_path(path);
2546                         continue;
2547                 }
2548
2549                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2550                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2551                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2552                         break;
2553
2554                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2555                                           struct btrfs_dev_item);
2556                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2557                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2558                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2559                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2560                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2561                 args.uuid = dev_uuid;
2562                 args.fsid = fs_uuid;
2563                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2564                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2565
2566                 if (device->fs_devices->seeding) {
2567                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2568                                                     device->generation);
2569                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2570                 }
2571
2572                 path->slots[0]++;
2573                 goto next_slot;
2574         }
2575         ret = 0;
2576 error:
2577         btrfs_free_path(path);
2578         return ret;
2579 }
2580
2581 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2582 {
2583         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2584         struct btrfs_trans_handle *trans;
2585         struct btrfs_device *device;
2586         struct file *bdev_file;
2587         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2588         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2589         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2590         u64 orig_super_total_bytes;
2591         u64 orig_super_num_devices;
2592         int ret = 0;
2593         bool seeding_dev = false;
2594         bool locked = false;
2595
2596         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2597                 return -EROFS;
2598
2599         bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2600                                         fs_info->bdev_holder, NULL);
2601         if (IS_ERR(bdev_file))
2602                 return PTR_ERR(bdev_file);
2603
2604         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, file_bdev(bdev_file))) {
2605                 ret = -EINVAL;
2606                 goto error;
2607         }
2608
2609         if (fs_devices->seeding) {
2610                 seeding_dev = true;
2611                 down_write(&sb->s_umount);
2612                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2613                 locked = true;
2614         }
2615
2616         sync_blockdev(file_bdev(bdev_file));
2617
2618         rcu_read_lock();
2619         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2620                 if (device->bdev == file_bdev(bdev_file)) {
2621                         ret = -EEXIST;
2622                         rcu_read_unlock();
2623                         goto error;
2624                 }
2625         }
2626         rcu_read_unlock();
2627
2628         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2629         if (IS_ERR(device)) {
2630                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2631                 ret = PTR_ERR(device);
2632                 goto error;
2633         }
2634
2635         device->fs_info = fs_info;
2636         device->bdev_file = bdev_file;
2637         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
2638         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2639         if (ret)
2640                 goto error_free_device;
2641
2642         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2643         if (ret)
2644                 goto error_free_device;
2645
2646         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2647         if (IS_ERR(trans)) {
2648                 ret = PTR_ERR(trans);
2649                 goto error_free_zone;
2650         }
2651
2652         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2653         device->generation = trans->transid;
2654         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2655         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2656         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2657         device->total_bytes =
2658                 round_down(bdev_nr_bytes(device->bdev), fs_info->sectorsize);
2659         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2660         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2661         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2662         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2663         device->dev_stats_valid = 1;
2664         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2665
2666         if (seeding_dev) {
2667                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2668
2669                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2670                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2671                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2672                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2673                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2674                         goto error_trans;
2675                 }
2676         }
2677
2678         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2679         if (seeding_dev) {
2680                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2681                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2682                                                 device);
2683         }
2684
2685         device->fs_devices = fs_devices;
2686
2687         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2688         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2689         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2690         fs_devices->num_devices++;
2691         fs_devices->open_devices++;
2692         fs_devices->rw_devices++;
2693         fs_devices->total_devices++;
2694         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2695
2696         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2697
2698         if (!bdev_nonrot(device->bdev))
2699                 fs_devices->rotating = true;
2700
2701         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2702         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2703                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2704                            fs_info->sectorsize));
2705
2706         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2707         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2708                                     orig_super_num_devices + 1);
2709
2710         /*
2711          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2712          * infos
2713          */
2714         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2715
2716         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2717
2718         /* Add sysfs device entry */
2719         btrfs_sysfs_add_device(device);
2720
2721         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2722
2723         if (seeding_dev) {
2724                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2725                 ret = init_first_rw_device(trans);
2726                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2727                 if (ret) {
2728                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2729                         goto error_sysfs;
2730                 }
2731         }
2732
2733         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2734         if (ret) {
2735                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2736                 goto error_sysfs;
2737         }
2738
2739         if (seeding_dev) {
2740                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2741                 if (ret) {
2742                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2743                         goto error_sysfs;
2744                 }
2745
2746                 /*
2747                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2748                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2749                  */
2750                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2751         }
2752
2753         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2754
2755         if (seeding_dev) {
2756                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2757                 up_write(&sb->s_umount);
2758                 locked = false;
2759
2760                 if (ret) /* transaction commit */
2761                         return ret;
2762
2763                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2764                 if (ret < 0)
2765                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2766                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2767                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2768                 if (IS_ERR(trans)) {
2769                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2770                                 return 0;
2771                         ret = PTR_ERR(trans);
2772                         trans = NULL;
2773                         goto error_sysfs;
2774                 }
2775                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2776         }
2777
2778         /*
2779          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2780          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2781          * device.
2782          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2783          * only succeeds if the device was an alien.
2784          */
2785         btrfs_forget_devices(device->devt);
2786
2787         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2788         update_dev_time(device_path);
2789
2790         return ret;
2791
2792 error_sysfs:
2793         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2794         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2795         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2796         list_del_rcu(&device->dev_list);
2797         list_del(&device->dev_alloc_list);
2798         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2799         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2800         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2801         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2802         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2803         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2804         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2805                                     orig_super_total_bytes);
2806         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2807                                     orig_super_num_devices);
2808         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2809         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2810 error_trans:
2811         if (seeding_dev)
2812                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2813         if (trans)
2814                 btrfs_end_transaction(trans);
2815 error_free_zone:
2816         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2817 error_free_device:
2818         btrfs_free_device(device);
2819 error:
2820         fput(bdev_file);
2821         if (locked) {
2822                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2823                 up_write(&sb->s_umount);
2824         }
2825         return ret;
2826 }
2827
2828 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2829                                         struct btrfs_device *device)
2830 {
2831         int ret;
2832         struct btrfs_path *path;
2833         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2834         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2835         struct extent_buffer *leaf;
2836         struct btrfs_key key;
2837
2838         path = btrfs_alloc_path();
2839         if (!path)
2840                 return -ENOMEM;
2841
2842         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2843         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2844         key.offset = device->devid;
2845
2846         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2847         if (ret < 0)
2848                 goto out;
2849
2850         if (ret > 0) {
2851                 ret = -ENOENT;
2852                 goto out;
2853         }
2854
2855         leaf = path->nodes[0];
2856         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2857
2858         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2859         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2860         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2861         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2862         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2863         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2864                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2865         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2866                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2867         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2868
2869 out:
2870         btrfs_free_path(path);
2871         return ret;
2872 }
2873
2874 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2875                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2876 {
2877         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2878         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2879         u64 old_total;
2880         u64 diff;
2881         int ret;
2882
2883         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2884                 return -EACCES;
2885
2886         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2887
2888         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2889         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2890         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2891
2892         if (new_size <= device->total_bytes ||
2893             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2894                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2895                 return -EINVAL;
2896         }
2897
2898         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2899                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2900         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2901         atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
2902
2903         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2904         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2905         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2906         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2907                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2908                               &trans->transaction->dev_update_list);
2909         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2910
2911         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2912         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2913         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2914
2915         return ret;
2916 }
2917
2918 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2919 {
2920         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2921         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2922         int ret;
2923         struct btrfs_path *path;
2924         struct btrfs_key key;
2925
2926         path = btrfs_alloc_path();
2927         if (!path)
2928                 return -ENOMEM;
2929
2930         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2931         key.offset = chunk_offset;
2932         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2933
2934         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2935         if (ret < 0)
2936                 goto out;
2937         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2938                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2939                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2940                 ret = -ENOENT;
2941                 goto out;
2942         }
2943
2944         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2945         if (ret < 0)
2946                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2947                                       "Failed to delete chunk item.");
2948 out:
2949         btrfs_free_path(path);
2950         return ret;
2951 }
2952
2953 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2954 {
2955         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2956         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2957         struct btrfs_chunk *chunk;
2958         u8 *ptr;
2959         int ret = 0;
2960         u32 num_stripes;
2961         u32 array_size;
2962         u32 len = 0;
2963         u32 cur;
2964         struct btrfs_key key;
2965
2966         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2967         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2968
2969         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
2970         cur = 0;
2971
2972         while (cur < array_size) {
2973                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
2974                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
2975
2976                 len = sizeof(*disk_key);
2977
2978                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
2979                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
2980                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
2981                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
2982                 } else {
2983                         ret = -EIO;
2984                         break;
2985                 }
2986                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
2987                     key.offset == chunk_offset) {
2988                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
2989                         array_size -= len;
2990                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
2991                 } else {
2992                         ptr += len;
2993                         cur += len;
2994                 }
2995         }
2996         return ret;
2997 }
2998
2999 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map_nolock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3000                                                     u64 logical, u64 length)
3001 {
3002         struct rb_node *node = fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
3003         struct rb_node *prev = NULL;
3004         struct rb_node *orig_prev;
3005         struct btrfs_chunk_map *map;
3006         struct btrfs_chunk_map *prev_map = NULL;
3007
3008         while (node) {
3009                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3010                 prev = node;
3011                 prev_map = map;
3012
3013                 if (logical < map->start) {
3014                         node = node->rb_left;
3015                 } else if (logical >= map->start + map->chunk_len) {
3016                         node = node->rb_right;
3017                 } else {
3018                         refcount_inc(&map->refs);
3019                         return map;
3020                 }
3021         }
3022
3023         if (!prev)
3024                 return NULL;
3025
3026         orig_prev = prev;
3027         while (prev && logical >= prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3028                 prev = rb_next(prev);
3029                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3030         }
3031
3032         if (!prev) {
3033                 prev = orig_prev;
3034                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3035                 while (prev && logical < prev_map->start) {
3036                         prev = rb_prev(prev);
3037                         prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3038                 }
3039         }
3040
3041         if (prev) {
3042                 u64 end = logical + length;
3043
3044                 /*
3045                  * Caller can pass a U64_MAX length when it wants to get any
3046                  * chunk starting at an offset of 'logical' or higher, so deal
3047                  * with underflow by resetting the end offset to U64_MAX.
3048                  */
3049                 if (end < logical)
3050                         end = U64_MAX;
3051
3052                 if (end > prev_map->start &&
3053                     logical < prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3054                         refcount_inc(&prev_map->refs);
3055                         return prev_map;
3056                 }
3057         }
3058
3059         return NULL;
3060 }
3061
3062 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3063                                              u64 logical, u64 length)
3064 {
3065         struct btrfs_chunk_map *map;
3066
3067         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3068         map = btrfs_find_chunk_map_nolock(fs_info, logical, length);
3069         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3070
3071         return map;
3072 }
3073
3074 /*
3075  * Find the mapping containing the given logical extent.
3076  *
3077  * @logical: Logical block offset in bytes.
3078  * @length: Length of extent in bytes.
3079  *
3080  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3081  */
3082 struct btrfs_chunk_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3083                                             u64 logical, u64 length)
3084 {
3085         struct btrfs_chunk_map *map;
3086
3087         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, length);
3088
3089         if (unlikely(!map)) {
3090                 btrfs_crit(fs_info,
3091                            "unable to find chunk map for logical %llu length %llu",
3092                            logical, length);
3093                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3094         }
3095
3096         if (unlikely(map->start > logical || map->start + map->chunk_len <= logical)) {
3097                 btrfs_crit(fs_info,
3098                            "found a bad chunk map, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3099                            logical, logical + length, map->start,
3100                            map->start + map->chunk_len);
3101                 btrfs_free_chunk_map(map);
3102                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3103         }
3104
3105         /* Callers are responsible for dropping the reference. */
3106         return map;
3107 }
3108
3109 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3110                              struct btrfs_chunk_map *map, u64 chunk_offset)
3111 {
3112         int i;
3113
3114         /*
3115          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3116          * requires holding the chunk_mutex.
3117          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3118          */
3119         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3120
3121         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3122                 int ret;
3123
3124                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3125                 if (ret)
3126                         return ret;
3127         }
3128
3129         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3130 }
3131
3132 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3133 {
3134         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3135         struct btrfs_chunk_map *map;
3136         u64 dev_extent_len = 0;
3137         int i, ret = 0;
3138         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3139
3140         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3141         if (IS_ERR(map)) {
3142                 /*
3143                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3144                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3145                  * do anything we still error out.
3146                  */
3147                 ASSERT(0);
3148                 return PTR_ERR(map);
3149         }
3150
3151         /*
3152          * First delete the device extent items from the devices btree.
3153          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3154          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3155          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3156          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3157          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3158          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3159          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3160          */
3161         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3162         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3163                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3164                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3165                                             map->stripes[i].physical,
3166                                             &dev_extent_len);
3167                 if (ret) {
3168                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3169                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3170                         goto out;
3171                 }
3172
3173                 if (device->bytes_used > 0) {
3174                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3175                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3176                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3177                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3178                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3179                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3180                 }
3181         }
3182         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3183
3184         /*
3185          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3186          *
3187          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3188          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3189          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3190          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3191          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3192          *
3193          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3194          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3195          *    because the device object's id can change at any time during that
3196          *    final phase of the device replace operation
3197          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3198          *    replaced device and then see it with an ID of
3199          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3200          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3201          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3202          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3203          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3204          */
3205         trans->removing_chunk = true;
3206         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3207
3208         check_system_chunk(trans, map->type);
3209
3210         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3211         /*
3212          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3213          * through the call to check_system_chunk().
3214          *
3215          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3216          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3217          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3218          * block group with the right profile, or right after we called
3219          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3220          * with enough free space into RO mode.
3221          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3222          *
3223          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3224          */
3225         if (ret == -ENOSPC) {
3226                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3227                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3228
3229                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3230                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3231                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3232                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3233                         goto out;
3234                 }
3235
3236                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3237                 if (ret) {
3238                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3239                         goto out;
3240                 }
3241
3242                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3243                 if (ret) {
3244                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3245                         goto out;
3246                 }
3247         } else if (ret) {
3248                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3249                 goto out;
3250         }
3251
3252         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, map->chunk_len);
3253
3254         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3255                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3256                 if (ret) {
3257                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3258                         goto out;
3259                 }
3260         }
3261
3262         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3263         trans->removing_chunk = false;
3264
3265         /*
3266          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3267          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3268          */
3269         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3270
3271         ret = btrfs_remove_block_group(trans, map);
3272         if (ret) {
3273                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3274                 goto out;
3275         }
3276
3277 out:
3278         if (trans->removing_chunk) {
3279                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3280                 trans->removing_chunk = false;
3281         }
3282         /* once for us */
3283         btrfs_free_chunk_map(map);
3284         return ret;
3285 }
3286
3287 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3288 {
3289         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3290         struct btrfs_trans_handle *trans;
3291         struct btrfs_block_group *block_group;
3292         u64 length;
3293         int ret;
3294
3295         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3296                 btrfs_err(fs_info,
3297                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3298                 return -EINVAL;
3299         }
3300
3301         /*
3302          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3303          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3304          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3305          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3306          *
3307          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3308          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3309          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3310          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3311          * the current task acquires this mutex and calls us.
3312          */
3313         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3314
3315         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3316         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3317         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3318         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3319         if (ret) {
3320                 /*
3321                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3322                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3323                  */
3324                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3325                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3326                 return ret;
3327         }
3328
3329         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3330         if (!block_group)
3331                 return -ENOENT;
3332         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3333         length = block_group->length;
3334         btrfs_put_block_group(block_group);
3335
3336         /*
3337          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3338          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3339          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3340          * filesystem's point of view.
3341          */
3342         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3343                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3344                 if (ret)
3345                         btrfs_info(fs_info,
3346                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3347                                 chunk_offset);
3348         }
3349
3350         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3351                                                      chunk_offset);
3352         if (IS_ERR(trans)) {
3353                 ret = PTR_ERR(trans);
3354                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3355                 return ret;
3356         }
3357
3358         /*
3359          * step two, delete the device extents and the
3360          * chunk tree entries
3361          */
3362         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3363         btrfs_end_transaction(trans);
3364         return ret;
3365 }
3366
3367 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3368 {
3369         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3370         struct btrfs_path *path;
3371         struct extent_buffer *leaf;
3372         struct btrfs_chunk *chunk;
3373         struct btrfs_key key;
3374         struct btrfs_key found_key;
3375         u64 chunk_type;
3376         bool retried = false;
3377         int failed = 0;
3378         int ret;
3379
3380         path = btrfs_alloc_path();
3381         if (!path)
3382                 return -ENOMEM;
3383
3384 again:
3385         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3386         key.offset = (u64)-1;
3387         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3388
3389         while (1) {
3390                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3391                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3392                 if (ret < 0) {
3393                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3394                         goto error;
3395                 }
3396                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3397
3398                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3399                                           key.type);
3400                 if (ret)
3401                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3402                 if (ret < 0)
3403                         goto error;
3404                 if (ret > 0)
3405                         break;
3406
3407                 leaf = path->nodes[0];
3408                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3409
3410                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3411                                        struct btrfs_chunk);
3412                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3413                 btrfs_release_path(path);
3414
3415                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3416                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3417                         if (ret == -ENOSPC)
3418                                 failed++;
3419                         else
3420                                 BUG_ON(ret);
3421                 }
3422                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3423
3424                 if (found_key.offset == 0)
3425                         break;
3426                 key.offset = found_key.offset - 1;
3427         }
3428         ret = 0;
3429         if (failed && !retried) {
3430                 failed = 0;
3431                 retried = true;
3432                 goto again;
3433         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3434                 ret = -ENOSPC;
3435         }
3436 error:
3437         btrfs_free_path(path);
3438         return ret;
3439 }
3440
3441 /*
3442  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3443  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3444  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3445  */
3446 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3447                                       u64 chunk_offset)
3448 {
3449         struct btrfs_block_group *cache;
3450         u64 bytes_used;
3451         u64 chunk_type;
3452
3453         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3454         ASSERT(cache);
3455         chunk_type = cache->flags;
3456         btrfs_put_block_group(cache);
3457
3458         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3459                 return 0;
3460
3461         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3462         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3463         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3464
3465         if (!bytes_used) {
3466                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3467                 int ret;
3468
3469                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3470                 if (IS_ERR(trans))
3471                         return PTR_ERR(trans);
3472
3473                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3474                 btrfs_end_transaction(trans);
3475                 if (ret < 0)
3476                         return ret;
3477                 return 1;
3478         }
3479
3480         return 0;
3481 }
3482
3483 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3484                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3485 {
3486         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3487         struct btrfs_trans_handle *trans;
3488         struct btrfs_balance_item *item;
3489         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3490         struct btrfs_path *path;
3491         struct extent_buffer *leaf;
3492         struct btrfs_key key;
3493         int ret, err;
3494
3495         path = btrfs_alloc_path();
3496         if (!path)
3497                 return -ENOMEM;
3498
3499         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3500         if (IS_ERR(trans)) {
3501                 btrfs_free_path(path);
3502                 return PTR_ERR(trans);
3503         }
3504
3505         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3506         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3507         key.offset = 0;
3508
3509         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3510                                       sizeof(*item));
3511         if (ret)
3512                 goto out;
3513
3514         leaf = path->nodes[0];
3515         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3516
3517         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3518
3519         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3520         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3521         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3522         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3523         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3524         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3525
3526         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3527
3528         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3529 out:
3530         btrfs_free_path(path);
3531         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3532         if (err && !ret)
3533                 ret = err;
3534         return ret;
3535 }
3536
3537 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3538 {
3539         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3540         struct btrfs_trans_handle *trans;
3541         struct btrfs_path *path;
3542         struct btrfs_key key;
3543         int ret, err;
3544
3545         path = btrfs_alloc_path();
3546         if (!path)
3547                 return -ENOMEM;
3548
3549         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3550         if (IS_ERR(trans)) {
3551                 btrfs_free_path(path);
3552                 return PTR_ERR(trans);
3553         }
3554
3555         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3556         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3557         key.offset = 0;
3558
3559         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3560         if (ret < 0)
3561                 goto out;
3562         if (ret > 0) {
3563                 ret = -ENOENT;
3564                 goto out;
3565         }
3566
3567         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3568 out:
3569         btrfs_free_path(path);
3570         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3571         if (err && !ret)
3572                 ret = err;
3573         return ret;
3574 }
3575
3576 /*
3577  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3578  * resume after balance was interrupted.
3579  */
3580 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3581 {
3582         /*
3583          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3584          */
3585         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3586                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3587         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3588                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3589         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3590                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3591
3592         /*
3593          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3594          * that chunks that we have already balanced should be
3595          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3596          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3597          * (albeit full) chunks.
3598          */
3599         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3600             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3601             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3602                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3603                 bctl->data.usage = 90;
3604         }
3605         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3606             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3607             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3608                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3609                 bctl->sys.usage = 90;
3610         }
3611         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3612             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3613             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3614                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3615                 bctl->meta.usage = 90;
3616         }
3617 }
3618
3619 /*
3620  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3621  */
3622 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3623 {
3624         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3625         int ret;
3626
3627         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3628
3629         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3630         fs_info->balance_ctl = NULL;
3631         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3632
3633         kfree(bctl);
3634         ret = del_balance_item(fs_info);
3635         if (ret)
3636                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3637 }
3638
3639 /*
3640  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3641  * (should not be balanced).
3642  */
3643 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3644                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3645 {
3646         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3647                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3648
3649         if (bargs->profiles & chunk_type)
3650                 return 0;
3651
3652         return 1;
3653 }
3654
3655 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3656                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3657 {
3658         struct btrfs_block_group *cache;
3659         u64 chunk_used;
3660         u64 user_thresh_min;
3661         u64 user_thresh_max;
3662         int ret = 1;
3663
3664         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3665         chunk_used = cache->used;
3666
3667         if (bargs->usage_min == 0)
3668                 user_thresh_min = 0;
3669         else
3670                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3671
3672         if (bargs->usage_max == 0)
3673                 user_thresh_max = 1;
3674         else if (bargs->usage_max > 100)
3675                 user_thresh_max = cache->length;
3676         else
3677                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3678
3679         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3680                 ret = 0;
3681
3682         btrfs_put_block_group(cache);
3683         return ret;
3684 }
3685
3686 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3687                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3688 {
3689         struct btrfs_block_group *cache;
3690         u64 chunk_used, user_thresh;
3691         int ret = 1;
3692
3693         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3694         chunk_used = cache->used;
3695
3696         if (bargs->usage_min == 0)
3697                 user_thresh = 1;
3698         else if (bargs->usage > 100)
3699                 user_thresh = cache->length;
3700         else
3701                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3702
3703         if (chunk_used < user_thresh)
3704                 ret = 0;
3705
3706         btrfs_put_block_group(cache);
3707         return ret;
3708 }
3709
3710 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3711                               struct btrfs_chunk *chunk,
3712                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3713 {
3714         struct btrfs_stripe *stripe;
3715         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3716         int i;
3717
3718         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3719                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3720                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3721                         return 0;
3722         }
3723
3724         return 1;
3725 }
3726
3727 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3728 {
3729         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3730         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3731         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3732
3733         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3734 }
3735
3736 /* [pstart, pend) */
3737 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3738                                struct btrfs_chunk *chunk,
3739                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3740 {
3741         struct btrfs_stripe *stripe;
3742         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3743         u64 stripe_offset;
3744         u64 stripe_length;
3745         u64 type;
3746         int factor;
3747         int i;
3748
3749         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3750                 return 0;
3751
3752         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3753         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3754
3755         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3756                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3757                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3758                         continue;
3759
3760                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3761                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3762                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3763
3764                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3765                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3766                         return 0;
3767         }
3768
3769         return 1;
3770 }
3771
3772 /* [vstart, vend) */
3773 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3774                                struct btrfs_chunk *chunk,
3775                                u64 chunk_offset,
3776                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3777 {
3778         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3779             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3780                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3781                 return 0;
3782
3783         return 1;
3784 }
3785
3786 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3787                                struct btrfs_chunk *chunk,
3788                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3789 {
3790         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3791
3792         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3793                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3794                 return 0;
3795
3796         return 1;
3797 }
3798
3799 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3800                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3801 {
3802         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3803                 return 0;
3804
3805         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3806                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3807
3808         if (bargs->target == chunk_type)
3809                 return 1;
3810
3811         return 0;
3812 }
3813
3814 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3815                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3816 {
3817         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3818         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3819         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3820         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3821
3822         /* type filter */
3823         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3824               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3825                 return 0;
3826         }
3827
3828         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3829                 bargs = &bctl->data;
3830         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3831                 bargs = &bctl->sys;
3832         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3833                 bargs = &bctl->meta;
3834
3835         /* profiles filter */
3836         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3837             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3838                 return 0;
3839         }
3840
3841         /* usage filter */
3842         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3843             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3844                 return 0;
3845         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3846             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3847                 return 0;
3848         }
3849
3850         /* devid filter */
3851         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3852             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3853                 return 0;
3854         }
3855
3856         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3857         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3858             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3859                 return 0;
3860         }
3861
3862         /* vrange filter */
3863         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3864             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3865                 return 0;
3866         }
3867
3868         /* stripes filter */
3869         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3870             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3871                 return 0;
3872         }
3873
3874         /* soft profile changing mode */
3875         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3876             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3877                 return 0;
3878         }
3879
3880         /*
3881          * limited by count, must be the last filter
3882          */
3883         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3884                 if (bargs->limit == 0)
3885                         return 0;
3886                 else
3887                         bargs->limit--;
3888         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3889                 /*
3890                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3891                  * determined here because we do not have the global information
3892                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3893                  */
3894                 if (bargs->limit_max == 0)
3895                         return 0;
3896                 else
3897                         bargs->limit_max--;
3898         }
3899
3900         return 1;
3901 }
3902
3903 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3904 {
3905         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3906         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3907         u64 chunk_type;
3908         struct btrfs_chunk *chunk;
3909         struct btrfs_path *path = NULL;
3910         struct btrfs_key key;
3911         struct btrfs_key found_key;
3912         struct extent_buffer *leaf;
3913         int slot;
3914         int ret;
3915         int enospc_errors = 0;
3916         bool counting = true;
3917         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3918         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3919         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3920         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3921         u32 count_data = 0;
3922         u32 count_meta = 0;
3923         u32 count_sys = 0;
3924         int chunk_reserved = 0;
3925
3926         path = btrfs_alloc_path();
3927         if (!path) {
3928                 ret = -ENOMEM;
3929                 goto error;
3930         }
3931
3932         /* zero out stat counters */
3933         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3934         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3935         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3936 again:
3937         if (!counting) {
3938                 /*
3939                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3940                  * in the
3941                  */
3942                 bctl->data.limit = limit_data;
3943                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3944                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3945         }
3946         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3947         key.offset = (u64)-1;
3948         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3949
3950         while (1) {
3951                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3952                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3953                         ret = -ECANCELED;
3954                         goto error;
3955                 }
3956
3957                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3958                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3959                 if (ret < 0) {
3960                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3961                         goto error;
3962                 }
3963
3964                 /*
3965                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3966                  * failed
3967                  */
3968                 if (ret == 0)
3969                         BUG(); /* FIXME break ? */
3970
3971                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3972                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3973                 if (ret) {
3974                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3975                         ret = 0;
3976                         break;
3977                 }
3978
3979                 leaf = path->nodes[0];
3980                 slot = path->slots[0];
3981                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3982
3983                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3984                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3985                         break;
3986                 }
3987
3988                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3989                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3990
3991                 if (!counting) {
3992                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3993                         bctl->stat.considered++;
3994                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3995                 }
3996
3997                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3998
3999                 btrfs_release_path(path);
4000                 if (!ret) {
4001                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4002                         goto loop;
4003                 }
4004
4005                 if (counting) {
4006                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4007                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4008                         bctl->stat.expected++;
4009                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4010
4011                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
4012                                 count_data++;
4013                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
4014                                 count_sys++;
4015                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
4016                                 count_meta++;
4017
4018                         goto loop;
4019                 }
4020
4021                 /*
4022                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
4023                  * filter is used, limit_min is 0 by default
4024                  */
4025                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
4026                                         count_data < bctl->data.limit_min)
4027                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
4028                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
4029                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
4030                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
4031                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4032                         goto loop;
4033                 }
4034
4035                 if (!chunk_reserved) {
4036                         /*
4037                          * We may be relocating the only data chunk we have,
4038                          * which could potentially end up with losing data's
4039                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
4040                          * advance.
4041                          */
4042                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4043                                                          found_key.offset);
4044                         if (ret < 0) {
4045                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4046                                 goto error;
4047                         } else if (ret == 1) {
4048                                 chunk_reserved = 1;
4049                         }
4050                 }
4051
4052                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4053                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4054                 if (ret == -ENOSPC) {
4055                         enospc_errors++;
4056                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4057                         btrfs_info(fs_info,
4058            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4059                                    found_key.offset);
4060                         ret = 0;
4061                 } else if (ret) {
4062                         goto error;
4063                 } else {
4064                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4065                         bctl->stat.completed++;
4066                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4067                 }
4068 loop:
4069                 if (found_key.offset == 0)
4070                         break;
4071                 key.offset = found_key.offset - 1;
4072         }
4073
4074         if (counting) {
4075                 btrfs_release_path(path);
4076                 counting = false;
4077                 goto again;
4078         }
4079 error:
4080         btrfs_free_path(path);
4081         if (enospc_errors) {
4082                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4083                            enospc_errors);
4084                 if (!ret)
4085                         ret = -ENOSPC;
4086         }
4087
4088         return ret;
4089 }
4090
4091 /*
4092  * See if a given profile is valid and reduced.
4093  *
4094  * @flags:     profile to validate
4095  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4096  */
4097 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4098 {
4099         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4100                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4101
4102         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4103
4104         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4105         if (flags & ~mask)
4106                 return 0;
4107
4108         /* 2) see if profile is reduced */
4109         if (flags == 0)
4110                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4111
4112         return has_single_bit_set(flags);
4113 }
4114
4115 /*
4116  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4117  * Otherwise print the error message and return false.
4118  */
4119 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4120                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4121                 u64 allowed, const char *type)
4122 {
4123         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4124                 return true;
4125
4126         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4127         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4128             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4129                 return true;
4130
4131         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4132                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4133         return false;
4134 }
4135
4136 /*
4137  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4138  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4139  * does not fit into the provided buffer.
4140  */
4141 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4142                                  u32 size_buf)
4143 {
4144         int ret;
4145         u32 size_bp = size_buf;
4146         char *bp = buf;
4147         u64 flags = bargs->flags;
4148         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4149
4150         if (!flags)
4151                 return;
4152
4153 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4154         do {                                                            \
4155                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4156                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4157                         goto out_overflow;                              \
4158                 size_bp -= ret;                                         \
4159                 bp += ret;                                              \
4160         } while (0)
4161
4162 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4163         do {                                                            \
4164                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4165                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4166                         goto out_overflow;                              \
4167                 size_bp -= ret;                                         \
4168                 bp += ret;                                              \
4169         } while (0)
4170
4171 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4172         do {                                                            \
4173                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4174                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4175                         goto out_overflow;                              \
4176                 size_bp -= ret;                                         \
4177                 bp += ret;                                              \
4178         } while (0)
4179
4180         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4181                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4182                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4183
4184         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4185                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4186
4187         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4188                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4189                                             sizeof(tmp_buf));
4190                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4191         }
4192
4193         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4194                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4195
4196         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4197                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4198                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4199
4200         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4201                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4202
4203         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4204                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4205                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4206
4207         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4208                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4209                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4210
4211         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4212                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4213
4214         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4215                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4216                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4217
4218         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4219                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4220                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4221
4222 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4223 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4224 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4225
4226 out_overflow:
4227
4228         if (size_bp < size_buf)
4229                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4230         else
4231                 buf[0] = '\0';
4232 }
4233
4234 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4235 {
4236         u32 size_buf = 1024;
4237         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4238         char *buf;
4239         char *bp;
4240         u32 size_bp = size_buf;
4241         int ret;
4242         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4243
4244         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4245         if (!buf)
4246                 return;
4247
4248         bp = buf;
4249
4250 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4251         do {                                                            \
4252                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4253                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4254                         goto out_overflow;                              \
4255                 size_bp -= ret;                                         \
4256                 bp += ret;                                              \
4257         } while (0)
4258
4259         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4260                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4261
4262         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4263                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4264                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4265         }
4266
4267         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4268                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4269                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4270         }
4271
4272         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4273                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4274                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4275         }
4276
4277 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4278
4279 out_overflow:
4280
4281         if (size_bp < size_buf)
4282                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4283         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4284                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4285                    "resume" : "start", buf);
4286
4287         kfree(buf);
4288 }
4289
4290 /*
4291  * Should be called with balance mutexe held
4292  */
4293 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4294                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4295                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4296 {
4297         u64 meta_target, data_target;
4298         u64 allowed;
4299         int mixed = 0;
4300         int ret;
4301         u64 num_devices;
4302         unsigned seq;
4303         bool reducing_redundancy;
4304         bool paused = false;
4305         int i;
4306
4307         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4308             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4309             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4310                 ret = -EINVAL;
4311                 goto out;
4312         }
4313
4314         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4315         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4316                 mixed = 1;
4317
4318         /*
4319          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4320          * and identical options should be given for both of them.
4321          */
4322         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4323         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4324                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4325                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4326                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4327                         btrfs_err(fs_info,
4328           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4329                         ret = -EINVAL;
4330                         goto out;
4331                 }
4332         }
4333
4334         /*
4335          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4336          * are exclusive
4337          */
4338         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4339
4340         /*
4341          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4342          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4343          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4344          */
4345         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4346         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4347                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4348                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4349
4350         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4351             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4352             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4353                 ret = -EINVAL;
4354                 goto out;
4355         }
4356
4357         /*
4358          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4359          * profiles with redundancy (copies, parity)
4360          */
4361         allowed = 0;
4362         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4363                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4364                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4365                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4366         }
4367         do {
4368                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4369
4370                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4371                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4372                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4373                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4374                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4375                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4376                         reducing_redundancy = true;
4377                 else
4378                         reducing_redundancy = false;
4379
4380                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4381                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4382                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4383                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4384                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4385         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4386
4387         if (reducing_redundancy) {
4388                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4389                         btrfs_info(fs_info,
4390                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4391                 } else {
4392                         btrfs_err(fs_info,
4393         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4394                         ret = -EINVAL;
4395                         goto out;
4396                 }
4397         }
4398
4399         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4400                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4401                 btrfs_warn(fs_info,
4402         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4403                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4404                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4405         }
4406
4407         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4408         if (ret && ret != -EEXIST)
4409                 goto out;
4410
4411         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4412                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4413                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4414                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4415                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4416                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4417         } else {
4418                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4419                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4420                 update_balance_args(bctl);
4421                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4422         }
4423
4424         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4425         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4426         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4427         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4428
4429         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4430
4431         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4432         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4433                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4434                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4435                 paused = true;
4436         }
4437         /*
4438          * Balance can be canceled by:
4439          *
4440          * - Regular cancel request
4441          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4442          *
4443          * - Fatal signal to "btrfs" process
4444          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4445          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4446          *   got -ECANCELED.
4447          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4448          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4449          *
4450          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4451          */
4452         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4453                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4454         else
4455                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4456
4457         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4458
4459         if (bargs) {
4460                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4461                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4462         }
4463
4464         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4465         if (!paused) {
4466                 reset_balance_state(fs_info);
4467                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4468         }
4469
4470         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4471
4472         return ret;
4473 out:
4474         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4475                 reset_balance_state(fs_info);
4476         else
4477                 kfree(bctl);
4478         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4479
4480         return ret;
4481 }
4482
4483 static int balance_kthread(void *data)
4484 {
4485         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4486         int ret = 0;
4487
4488         sb_start_write(fs_info->sb);
4489         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4490         if (fs_info->balance_ctl)
4491                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4492         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4493         sb_end_write(fs_info->sb);
4494
4495         return ret;
4496 }
4497
4498 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4499 {
4500         struct task_struct *tsk;
4501
4502         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4503         if (!fs_info->balance_ctl) {
4504                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4505                 return 0;
4506         }
4507         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4508
4509         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4510                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4511                 return 0;
4512         }
4513
4514         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4515         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4516         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4517         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4518         /*
4519          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4520          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4521          * the resume flag.
4522          */
4523         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4524         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4525         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4526
4527         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4528         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4529 }
4530
4531 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4532 {
4533         struct btrfs_balance_control *bctl;
4534         struct btrfs_balance_item *item;
4535         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4536         struct btrfs_path *path;
4537         struct extent_buffer *leaf;
4538         struct btrfs_key key;
4539         int ret;
4540
4541         path = btrfs_alloc_path();
4542         if (!path)
4543                 return -ENOMEM;
4544
4545         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4546         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4547         key.offset = 0;
4548
4549         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4550         if (ret < 0)
4551                 goto out;
4552         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4553                 ret = 0;
4554                 goto out;
4555         }
4556
4557         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4558         if (!bctl) {
4559                 ret = -ENOMEM;
4560                 goto out;
4561         }
4562
4563         leaf = path->nodes[0];
4564         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4565
4566         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4567         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4568
4569         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4570         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4571         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4572         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4573         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4574         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4575
4576         /*
4577          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4578          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4579          *
4580          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4581          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4582          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4583          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4584          * set up.
4585          */
4586         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4587                 btrfs_warn(fs_info,
4588         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4589
4590         btrfs_release_path(path);
4591
4592         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4593         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4594         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4595         fs_info->balance_ctl = bctl;
4596         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4597         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4598 out:
4599         btrfs_free_path(path);
4600         return ret;
4601 }
4602
4603 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4604 {
4605         int ret = 0;
4606
4607         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4608         if (!fs_info->balance_ctl) {
4609                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4610                 return -ENOTCONN;
4611         }
4612
4613         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4614                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4615                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4616
4617                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4618                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4619
4620                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4621                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4622                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4623                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4624         } else {
4625                 ret = -ENOTCONN;
4626         }
4627
4628         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4629         return ret;
4630 }
4631
4632 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4633 {
4634         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4635         if (!fs_info->balance_ctl) {
4636                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4637                 return -ENOTCONN;
4638         }
4639
4640         /*
4641          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4642          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4643          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4644          */
4645         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4646                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4647                 return -EROFS;
4648         }
4649
4650         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4651         /*
4652          * if we are running just wait and return, balance item is
4653          * deleted in btrfs_balance in this case
4654          */
4655         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4656                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4657                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4658                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4659                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4660         } else {
4661                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4662                 /*
4663                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4664                  * reexamine the status again.
4665                  */
4666                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4667
4668                 if (fs_info->balance_ctl) {
4669                         reset_balance_state(fs_info);
4670                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4671                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4672                 }
4673         }
4674
4675         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4676         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4677         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4678         return 0;
4679 }
4680
4681 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4682 {
4683         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4684         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4685         struct btrfs_key key;
4686         struct btrfs_path *path = NULL;
4687         int ret = 0;
4688         struct extent_buffer *eb;
4689         int slot;
4690         struct btrfs_root_item root_item;
4691         u32 item_size;
4692         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4693         bool closing = false;
4694
4695         path = btrfs_alloc_path();
4696         if (!path) {
4697                 ret = -ENOMEM;
4698                 goto out;
4699         }
4700
4701         key.objectid = 0;
4702         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4703         key.offset = 0;
4704
4705         while (1) {
4706                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4707                         closing = true;
4708                         break;
4709                 }
4710                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4711                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4712                 if (ret) {
4713                         if (ret > 0)
4714                                 ret = 0;
4715                         break;
4716                 }
4717
4718                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4719                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4720                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4721                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4722                         goto skip;
4723
4724                 eb = path->nodes[0];
4725                 slot = path->slots[0];
4726                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4727                 if (item_size < sizeof(root_item))
4728                         goto skip;
4729
4730                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4731                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4732                                    (int)sizeof(root_item));
4733                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4734                         goto skip;
4735
4736                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4737                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4738                         if (trans)
4739                                 goto update_tree;
4740
4741                         btrfs_release_path(path);
4742                         /*
4743                          * 1 - subvol uuid item
4744                          * 1 - received_subvol uuid item
4745                          */
4746                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4747                         if (IS_ERR(trans)) {
4748                                 ret = PTR_ERR(trans);
4749                                 break;
4750                         }
4751                         continue;
4752                 } else {
4753                         goto skip;
4754                 }
4755 update_tree:
4756                 btrfs_release_path(path);
4757                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4758                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4759                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4760                                                   key.objectid);
4761                         if (ret < 0) {
4762                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4763                                         ret);
4764                                 break;
4765                         }
4766                 }
4767
4768                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4769                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4770                                                   root_item.received_uuid,
4771                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4772                                                   key.objectid);
4773                         if (ret < 0) {
4774                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4775                                         ret);
4776                                 break;
4777                         }
4778                 }
4779
4780 skip:
4781                 btrfs_release_path(path);
4782                 if (trans) {
4783                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4784                         trans = NULL;
4785                         if (ret)
4786                                 break;
4787                 }
4788
4789                 if (key.offset < (u64)-1) {
4790                         key.offset++;
4791                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4792                         key.offset = 0;
4793                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4794                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4795                         key.offset = 0;
4796                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4797                         key.objectid++;
4798                 } else {
4799                         break;
4800                 }
4801                 cond_resched();
4802         }
4803
4804 out:
4805         btrfs_free_path(path);
4806         if (trans && !IS_ERR(trans))
4807                 btrfs_end_transaction(trans);
4808         if (ret)
4809                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4810         else if (!closing)
4811                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4812         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4813         return 0;
4814 }
4815
4816 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4817 {
4818         struct btrfs_trans_handle *trans;
4819         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4820         struct btrfs_root *uuid_root;
4821         struct task_struct *task;
4822         int ret;
4823
4824         /*
4825          * 1 - root node
4826          * 1 - root item
4827          */
4828         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4829         if (IS_ERR(trans))
4830                 return PTR_ERR(trans);
4831
4832         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4833         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4834                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4835                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4836                 btrfs_end_transaction(trans);
4837                 return ret;
4838         }
4839
4840         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4841
4842         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4843         if (ret)
4844                 return ret;
4845
4846         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4847         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4848         if (IS_ERR(task)) {
4849                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4850                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4851                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4852                 return PTR_ERR(task);
4853         }
4854
4855         return 0;
4856 }
4857
4858 /*
4859  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4860  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4861  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4862  */
4863 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4864 {
4865         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4866         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4867         struct btrfs_trans_handle *trans;
4868         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4869         struct btrfs_path *path;
4870         u64 length;
4871         u64 chunk_offset;
4872         int ret;
4873         int slot;
4874         int failed = 0;
4875         bool retried = false;
4876         struct extent_buffer *l;
4877         struct btrfs_key key;
4878         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4879         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4880         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4881         u64 diff;
4882         u64 start;
4883         u64 free_diff = 0;
4884
4885         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4886         start = new_size;
4887         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4888
4889         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4890                 return -EINVAL;
4891
4892         path = btrfs_alloc_path();
4893         if (!path)
4894                 return -ENOMEM;
4895
4896         path->reada = READA_BACK;
4897
4898         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4899         if (IS_ERR(trans)) {
4900                 btrfs_free_path(path);
4901                 return PTR_ERR(trans);
4902         }
4903
4904         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4905
4906         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4907         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4908                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4909
4910                 /*
4911                  * The new free_chunk_space is new_size - used, so we have to
4912                  * subtract the delta of the old free_chunk_space which included
4913                  * old_size - used.  If used > new_size then just subtract this
4914                  * entire device's free space.
4915                  */
4916                 if (device->bytes_used < new_size)
4917                         free_diff = (old_size - device->bytes_used) -
4918                                     (new_size - device->bytes_used);
4919                 else
4920                         free_diff = old_size - device->bytes_used;
4921                 atomic64_sub(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
4922         }
4923
4924         /*
4925          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4926          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4927          * and relocates them accordingly.
4928          */
4929         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4930                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4931                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4932                 if (ret)
4933                         goto done;
4934         } else {
4935                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4936                 btrfs_end_transaction(trans);
4937         }
4938
4939 again:
4940         key.objectid = device->devid;
4941         key.offset = (u64)-1;
4942         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4943
4944         do {
4945                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4946                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4947                 if (ret < 0) {
4948                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4949                         goto done;
4950                 }
4951
4952                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4953                 if (ret) {
4954                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4955                         if (ret < 0)
4956                                 goto done;
4957                         ret = 0;
4958                         btrfs_release_path(path);
4959                         break;
4960                 }
4961
4962                 l = path->nodes[0];
4963                 slot = path->slots[0];
4964                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4965
4966                 if (key.objectid != device->devid) {
4967                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4968                         btrfs_release_path(path);
4969                         break;
4970                 }
4971
4972                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4973                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4974
4975                 if (key.offset + length <= new_size) {
4976                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4977                         btrfs_release_path(path);
4978                         break;
4979                 }
4980
4981                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4982                 btrfs_release_path(path);
4983
4984                 /*
4985                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4986                  * which could potentially end up with losing data's
4987                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4988                  * advance.
4989                  */
4990                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4991                 if (ret < 0) {
4992                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4993                         goto done;
4994                 }
4995
4996                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4997                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4998                 if (ret == -ENOSPC) {
4999                         failed++;
5000                 } else if (ret) {
5001                         if (ret == -ETXTBSY) {
5002                                 btrfs_warn(fs_info,
5003                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
5004                                            chunk_offset);
5005                         }
5006                         goto done;
5007                 }
5008         } while (key.offset-- > 0);
5009
5010         if (failed && !retried) {
5011                 failed = 0;
5012                 retried = true;
5013                 goto again;
5014         } else if (failed && retried) {
5015                 ret = -ENOSPC;
5016                 goto done;
5017         }
5018
5019         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
5020         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5021         if (IS_ERR(trans)) {
5022                 ret = PTR_ERR(trans);
5023                 goto done;
5024         }
5025
5026         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5027         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
5028         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
5029                           CHUNK_STATE_MASK);
5030
5031         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
5032         if (list_empty(&device->post_commit_list))
5033                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
5034                               &trans->transaction->dev_update_list);
5035
5036         WARN_ON(diff > old_total);
5037         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
5038                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
5039         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5040
5041         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
5042         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
5043         ret = btrfs_update_device(trans, device);
5044         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
5045         if (ret < 0) {
5046                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5047                 btrfs_end_transaction(trans);
5048         } else {
5049                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5050         }
5051 done:
5052         btrfs_free_path(path);
5053         if (ret) {
5054                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5055                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5056                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5057                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5058                         atomic64_add(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5059                 }
5060                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5061         }
5062         return ret;
5063 }
5064
5065 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5066                            struct btrfs_key *key,
5067                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5068 {
5069         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5070         struct btrfs_disk_key disk_key;
5071         u32 array_size;
5072         u8 *ptr;
5073
5074         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5075
5076         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5077         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5078                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5079                 return -EFBIG;
5080
5081         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5082         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5083         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5084         ptr += sizeof(disk_key);
5085         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5086         item_size += sizeof(disk_key);
5087         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5088
5089         return 0;
5090 }
5091
5092 /*
5093  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5094  */
5095 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5096 {
5097         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5098         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5099
5100         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5101                 return -1;
5102         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5103                 return 1;
5104         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5105                 return -1;
5106         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5107                 return 1;
5108         return 0;
5109 }
5110
5111 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5112 {
5113         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5114                 return;
5115
5116         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5117 }
5118
5119 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5120 {
5121         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5122                 return;
5123
5124         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5125 }
5126
5127 /*
5128  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5129  * Wraps needed parameters.
5130  */
5131 struct alloc_chunk_ctl {
5132         u64 start;
5133         u64 type;
5134         /* Total number of stripes to allocate */
5135         int num_stripes;
5136         /* sub_stripes info for map */
5137         int sub_stripes;
5138         /* Stripes per device */
5139         int dev_stripes;
5140         /* Maximum number of devices to use */
5141         int devs_max;
5142         /* Minimum number of devices to use */
5143         int devs_min;
5144         /* ndevs has to be a multiple of this */
5145         int devs_increment;
5146         /* Number of copies */
5147         int ncopies;
5148         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5149         int nparity;
5150         u64 max_stripe_size;
5151         u64 max_chunk_size;
5152         u64 dev_extent_min;
5153         u64 stripe_size;
5154         u64 chunk_size;
5155         int ndevs;
5156 };
5157
5158 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5159                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5160                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5161 {
5162         struct btrfs_space_info *space_info;
5163
5164         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5165         ASSERT(space_info);
5166
5167         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5168         ctl->max_stripe_size = min_t(u64, ctl->max_chunk_size, SZ_1G);
5169
5170         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5171                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5172
5173         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5174         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5175                                   ctl->max_chunk_size);
5176         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5177 }
5178
5179 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5180                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5181                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5182 {
5183         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5184         u64 limit;
5185         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5186         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5187         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5188         u64 type = ctl->type;
5189
5190         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5191         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5192                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5193                                                  zone_size);
5194         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5195                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5196         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5197                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5198                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5199                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5200         } else {
5201                 BUG();
5202         }
5203
5204         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5205         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5206                                zone_size),
5207                     min_chunk_size);
5208         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5209         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5210 }
5211
5212 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5213                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5214 {
5215         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5216
5217         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5218         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5219         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5220         if (!ctl->devs_max)
5221                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5222         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5223         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5224         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5225         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5226         ctl->ndevs = 0;
5227
5228         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5229         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5230                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5231                 break;
5232         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5233                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5234                 break;
5235         default:
5236                 BUG();
5237         }
5238 }
5239
5240 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5241                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5242                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5243 {
5244         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5245         struct btrfs_device *device;
5246         u64 total_avail;
5247         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5248         int ret;
5249         int ndevs = 0;
5250         u64 max_avail;
5251         u64 dev_offset;
5252
5253         /*
5254          * in the first pass through the devices list, we gather information
5255          * about the available holes on each device.
5256          */
5257         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5258                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5259                         WARN(1, KERN_ERR
5260                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5261                         continue;
5262                 }
5263
5264                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5265                                         &device->dev_state) ||
5266                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5267                         continue;
5268
5269                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5270                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5271                 else
5272                         total_avail = 0;
5273
5274                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5275                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5276                         continue;
5277
5278                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5279                                            &max_avail);
5280                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5281                         return ret;
5282
5283                 if (ret == 0)
5284                         max_avail = dev_extent_want;
5285
5286                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5287                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5288                                 btrfs_debug(info,
5289                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5290                                             __func__, device->devid, max_avail,
5291                                             ctl->dev_extent_min);
5292                         continue;
5293                 }
5294
5295                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5296                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5297                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5298                         break;
5299                 }
5300                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5301                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5302                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5303                 devices_info[ndevs].dev = device;
5304                 ++ndevs;
5305         }
5306         ctl->ndevs = ndevs;
5307
5308         /*
5309          * now sort the devices by hole size / available space
5310          */
5311         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5312              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5313
5314         return 0;
5315 }
5316
5317 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5318                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5319 {
5320         /* Number of stripes that count for block group size */
5321         int data_stripes;
5322
5323         /*
5324          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5325          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5326          *
5327          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5328          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5329          */
5330         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5331                                    ctl->dev_stripes);
5332         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5333
5334         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5335         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5336
5337         /*
5338          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5339          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5340          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5341          * reduce stripe_size.
5342          */
5343         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5344                 /*
5345                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5346                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5347                  * previous value we had already.
5348                  */
5349                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5350                                                         data_stripes), SZ_16M),
5351                                        ctl->stripe_size);
5352         }
5353
5354         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5355         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5356
5357         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5358         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5359         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5360
5361         return 0;
5362 }
5363
5364 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5365                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5366 {
5367         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5368         /* Number of stripes that count for block group size */
5369         int data_stripes;
5370
5371         /*
5372          * It should hold because:
5373          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5374          */
5375         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5376
5377         ctl->stripe_size = zone_size;
5378         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5379         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5380
5381         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5382         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5383                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5384                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5385                                      ctl->dev_stripes);
5386                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5387                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5388                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5389         }
5390
5391         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5392
5393         return 0;
5394 }
5395
5396 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5397                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5398                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5399 {
5400         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5401
5402         /*
5403          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5404          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5405          * rounddown is safe.
5406          */
5407         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5408
5409         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5410                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5411                         btrfs_debug(info,
5412         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5413                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5414                 }
5415                 return -ENOSPC;
5416         }
5417
5418         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5419
5420         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5421         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5422                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5423         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5424                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5425         default:
5426                 BUG();
5427         }
5428 }
5429
5430 static void chunk_map_device_set_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5431 {
5432         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5433                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5434                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5435
5436                 set_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5437                                stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5438                                bits | EXTENT_NOWAIT, NULL);
5439         }
5440 }
5441
5442 static void chunk_map_device_clear_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5443 {
5444         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5445                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5446                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5447
5448                 __clear_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5449                                    stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5450                                    bits | EXTENT_NOWAIT,
5451                                    NULL, NULL);
5452         }
5453 }
5454
5455 void btrfs_remove_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5456 {
5457         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5458         rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5459         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5460         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5461         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5462
5463         /* Once for the tree reference. */
5464         btrfs_free_chunk_map(map);
5465 }
5466
5467 EXPORT_FOR_TESTS
5468 int btrfs_add_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5469 {
5470         struct rb_node **p;
5471         struct rb_node *parent = NULL;
5472         bool leftmost = true;
5473
5474         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5475         p = &fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
5476         while (*p) {
5477                 struct btrfs_chunk_map *entry;
5478
5479                 parent = *p;
5480                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5481
5482                 if (map->start < entry->start) {
5483                         p = &(*p)->rb_left;
5484                 } else if (map->start > entry->start) {
5485                         p = &(*p)->rb_right;
5486                         leftmost = false;
5487                 } else {
5488                         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5489                         return -EEXIST;
5490                 }
5491         }
5492         rb_link_node(&map->rb_node, parent, p);
5493         rb_insert_color_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree, leftmost);
5494         chunk_map_device_set_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5495         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_TRIMMED);
5496         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5497
5498         return 0;
5499 }
5500
5501 EXPORT_FOR_TESTS
5502 struct btrfs_chunk_map *btrfs_alloc_chunk_map(int num_stripes, gfp_t gfp)
5503 {
5504         struct btrfs_chunk_map *map;
5505
5506         map = kmalloc(btrfs_chunk_map_size(num_stripes), gfp);
5507         if (!map)
5508                 return NULL;
5509
5510         refcount_set(&map->refs, 1);
5511         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5512
5513         return map;
5514 }
5515
5516 struct btrfs_chunk_map *btrfs_clone_chunk_map(struct btrfs_chunk_map *map, gfp_t gfp)
5517 {
5518         const int size = btrfs_chunk_map_size(map->num_stripes);
5519         struct btrfs_chunk_map *clone;
5520
5521         clone = kmemdup(map, size, gfp);
5522         if (!clone)
5523                 return NULL;
5524
5525         refcount_set(&clone->refs, 1);
5526         RB_CLEAR_NODE(&clone->rb_node);
5527
5528         return clone;
5529 }
5530
5531 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5532                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5533                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5534 {
5535         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5536         struct btrfs_chunk_map *map;
5537         struct btrfs_block_group *block_group;
5538         u64 start = ctl->start;
5539         u64 type = ctl->type;
5540         int ret;
5541         int i;
5542         int j;
5543
5544         map = btrfs_alloc_chunk_map(ctl->num_stripes, GFP_NOFS);
5545         if (!map)
5546                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5547
5548         map->start = start;
5549         map->chunk_len = ctl->chunk_size;
5550         map->stripe_size = ctl->stripe_size;
5551         map->type = type;
5552         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5553         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5554         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5555         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5556
5557         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5558                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5559                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5560                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5561                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5562                                                    j * ctl->stripe_size;
5563                 }
5564         }
5565
5566         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5567
5568         ret = btrfs_add_chunk_map(info, map);
5569         if (ret) {
5570                 btrfs_free_chunk_map(map);
5571                 return ERR_PTR(ret);
5572         }
5573
5574         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5575         if (IS_ERR(block_group)) {
5576                 btrfs_remove_chunk_map(info, map);
5577                 return block_group;
5578         }
5579
5580         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5581                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5582
5583                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5584                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5585                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5586                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5587                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5588         }
5589
5590         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5591                      &info->free_chunk_space);
5592
5593         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5594         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5595
5596         return block_group;
5597 }
5598
5599 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5600                                             u64 type)
5601 {
5602         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5603         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5604         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5605         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5606         struct btrfs_block_group *block_group;
5607         int ret;
5608
5609         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5610
5611         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5612                 ASSERT(0);
5613                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5614         }
5615
5616         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5617                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5618                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5619                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5620         }
5621
5622         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5623                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5624                 ASSERT(0);
5625                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5626         }
5627
5628         ctl.start = find_next_chunk(info);
5629         ctl.type = type;
5630         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5631
5632         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5633                                GFP_NOFS);
5634         if (!devices_info)
5635                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5636
5637         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5638         if (ret < 0) {
5639                 block_group = ERR_PTR(ret);
5640                 goto out;
5641         }
5642
5643         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5644         if (ret < 0) {
5645                 block_group = ERR_PTR(ret);
5646                 goto out;
5647         }
5648
5649         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5650
5651 out:
5652         kfree(devices_info);
5653         return block_group;
5654 }
5655
5656 /*
5657  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5658  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5659  * chunks.
5660  *
5661  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5662  * phases.
5663  */
5664 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5665                                      struct btrfs_block_group *bg)
5666 {
5667         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5668         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5669         struct btrfs_key key;
5670         struct btrfs_chunk *chunk;
5671         struct btrfs_stripe *stripe;
5672         struct btrfs_chunk_map *map;
5673         size_t item_size;
5674         int i;
5675         int ret;
5676
5677         /*
5678          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5679          *
5680          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5681          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5682          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5683          *    details;
5684          *
5685          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5686          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5687          *    because the device object's id can change at any time during that
5688          *    final phase of the device replace operation
5689          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5690          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5691          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5692          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5693          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5694          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5695          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5696          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5697          *    concurrent device replace.
5698          */
5699         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5700
5701         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5702         if (IS_ERR(map)) {
5703                 ret = PTR_ERR(map);
5704                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5705                 return ret;
5706         }
5707
5708         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5709
5710         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5711         if (!chunk) {
5712                 ret = -ENOMEM;
5713                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5714                 goto out;
5715         }
5716
5717         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5718                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5719
5720                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5721                 if (ret)
5722                         goto out;
5723         }
5724
5725         stripe = &chunk->stripe;
5726         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5727                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5728                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5729
5730                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5731                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5732                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5733                 stripe++;
5734         }
5735
5736         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5737         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5738         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5739         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5740         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5741         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5742         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5743         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5744         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5745
5746         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5747         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5748         key.offset = bg->start;
5749
5750         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5751         if (ret)
5752                 goto out;
5753
5754         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5755
5756         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5757                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5758                 if (ret)
5759                         goto out;
5760         }
5761
5762 out:
5763         kfree(chunk);
5764         btrfs_free_chunk_map(map);
5765         return ret;
5766 }
5767
5768 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5769 {
5770         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5771         u64 alloc_profile;
5772         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5773         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5774
5775         /*
5776          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5777          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5778          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5779          * we must first:
5780          *
5781          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5782          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5783          *    seed device are read-only;
5784          *
5785          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5786          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5787          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5788          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5789          *
5790          * After that we can add the block group items to their btrees:
5791          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5792          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5793          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5794          */
5795
5796         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5797         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5798         if (IS_ERR(meta_bg))
5799                 return PTR_ERR(meta_bg);
5800
5801         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5802         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5803         if (IS_ERR(sys_bg))
5804                 return PTR_ERR(sys_bg);
5805
5806         return 0;
5807 }
5808
5809 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct btrfs_chunk_map *map)
5810 {
5811         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5812
5813         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5814 }
5815
5816 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5817 {
5818         struct btrfs_chunk_map *map;
5819         int miss_ndevs = 0;
5820         int i;
5821         bool ret = true;
5822
5823         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5824         if (IS_ERR(map))
5825                 return false;
5826
5827         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5828                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5829                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5830                         miss_ndevs++;
5831                         continue;
5832                 }
5833                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5834                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5835                         ret = false;
5836                         goto end;
5837                 }
5838         }
5839
5840         /*
5841          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5842          * not write the data into that chunk successfully.
5843          */
5844         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5845                 ret = false;
5846 end:
5847         btrfs_free_chunk_map(map);
5848         return ret;
5849 }
5850
5851 void btrfs_mapping_tree_free(struct btrfs_fs_info *fs_info)
5852 {
5853         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5854         while (!RB_EMPTY_ROOT(&fs_info->mapping_tree.rb_root)) {
5855                 struct btrfs_chunk_map *map;
5856                 struct rb_node *node;
5857
5858                 node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree);
5859                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5860                 rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5861                 RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5862                 chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5863                 /* Once for the tree ref. */
5864                 btrfs_free_chunk_map(map);
5865                 cond_resched_rwlock_write(&fs_info->mapping_tree_lock);
5866         }
5867         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5868 }
5869
5870 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5871 {
5872         struct btrfs_chunk_map *map;
5873         enum btrfs_raid_types index;
5874         int ret = 1;
5875
5876         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5877         if (IS_ERR(map))
5878                 /*
5879                  * We could return errors for these cases, but that could get
5880                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5881                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5882                  * to use other copies.
5883                  */
5884                 return 1;
5885
5886         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5887
5888         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5889         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5890                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5891         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5892                 ret = 2;
5893         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5894                 /*
5895                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5896                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5897                  *
5898                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5899                  * stripe under reconstruction.
5900                  */
5901                 ret = map->num_stripes;
5902         btrfs_free_chunk_map(map);
5903         return ret;
5904 }
5905
5906 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5907                                     u64 logical)
5908 {
5909         struct btrfs_chunk_map *map;
5910         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5911
5912         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5913                 return len;
5914
5915         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5916
5917         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
5918                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5919                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
5920                 btrfs_free_chunk_map(map);
5921         }
5922         return len;
5923 }
5924
5925 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5926 {
5927         struct btrfs_chunk_map *map;
5928         int ret = 0;
5929
5930         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5931                 return 0;
5932
5933         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5934
5935         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
5936                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5937                         ret = 1;
5938                 btrfs_free_chunk_map(map);
5939         }
5940         return ret;
5941 }
5942
5943 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5944                             struct btrfs_chunk_map *map, int first,
5945                             int dev_replace_is_ongoing)
5946 {
5947         int i;
5948         int num_stripes;
5949         int preferred_mirror;
5950         int tolerance;
5951         struct btrfs_device *srcdev;
5952
5953         ASSERT((map->type &
5954                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5955
5956         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5957                 num_stripes = map->sub_stripes;
5958         else
5959                 num_stripes = map->num_stripes;
5960
5961         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5962         default:
5963                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5964                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5965                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5966                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5967                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5968                 fallthrough;
5969         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5970                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5971                 break;
5972         }
5973
5974         if (dev_replace_is_ongoing &&
5975             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5976              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5977                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5978         else
5979                 srcdev = NULL;
5980
5981         /*
5982          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5983          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5984          * mirror is available
5985          */
5986         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5987                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5988                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5989                         return preferred_mirror;
5990                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5991                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5992                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5993                                 return i;
5994                 }
5995         }
5996
5997         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5998          * and the io error handling code will clean up eventually
5999          */
6000         return preferred_mirror;
6001 }
6002
6003 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6004                                                        u64 logical,
6005                                                        u16 total_stripes)
6006 {
6007         struct btrfs_io_context *bioc;
6008
6009         bioc = kzalloc(
6010                  /* The size of btrfs_io_context */
6011                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
6012                 /* Plus the variable array for the stripes */
6013                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
6014                 GFP_NOFS);
6015
6016         if (!bioc)
6017                 return NULL;
6018
6019         refcount_set(&bioc->refs, 1);
6020
6021         bioc->fs_info = fs_info;
6022         bioc->replace_stripe_src = -1;
6023         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
6024         bioc->logical = logical;
6025
6026         return bioc;
6027 }
6028
6029 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6030 {
6031         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
6032         refcount_inc(&bioc->refs);
6033 }
6034
6035 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6036 {
6037         if (!bioc)
6038                 return;
6039         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
6040                 kfree(bioc);
6041 }
6042
6043 /*
6044  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
6045  * replace.
6046  */
6047 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6048                                                u64 logical, u64 *length_ret,
6049                                                u32 *num_stripes)
6050 {
6051         struct btrfs_chunk_map *map;
6052         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
6053         u64 length = *length_ret;
6054         u64 offset;
6055         u32 stripe_nr;
6056         u32 stripe_nr_end;
6057         u32 stripe_cnt;
6058         u64 stripe_end_offset;
6059         u64 stripe_offset;
6060         u32 stripe_index;
6061         u32 factor = 0;
6062         u32 sub_stripes = 0;
6063         u32 stripes_per_dev = 0;
6064         u32 remaining_stripes = 0;
6065         u32 last_stripe = 0;
6066         int ret;
6067         int i;
6068
6069         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
6070         if (IS_ERR(map))
6071                 return ERR_CAST(map);
6072
6073         /* we don't discard raid56 yet */
6074         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6075                 ret = -EOPNOTSUPP;
6076                 goto out_free_map;
6077         }
6078
6079         offset = logical - map->start;
6080         length = min_t(u64, map->start + map->chunk_len - logical, length);
6081         *length_ret = length;
6082
6083         /*
6084          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
6085          * to get to this block
6086          */
6087         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6088
6089         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6090         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6091
6092         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
6093                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6094         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6095         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
6096                             (offset + length);
6097         /*
6098          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6099          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6100          * the number of our device in the stripe array
6101          */
6102         *num_stripes = 1;
6103         stripe_index = 0;
6104         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6105                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6106                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6107                         sub_stripes = 1;
6108                 else
6109                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6110
6111                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6112                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6113                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6114                 stripe_index = stripe_nr % factor;
6115                 stripe_nr /= factor;
6116                 stripe_index *= sub_stripes;
6117
6118                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6119                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6120                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6121         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6122                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6123                 *num_stripes = map->num_stripes;
6124         } else {
6125                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6126                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6127         }
6128
6129         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6130         if (!stripes) {
6131                 ret = -ENOMEM;
6132                 goto out_free_map;
6133         }
6134
6135         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6136                 stripes[i].physical =
6137                         map->stripes[stripe_index].physical +
6138                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6139                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6140
6141                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6142                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6143                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6144
6145                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6146                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6147
6148                         /*
6149                          * Special for the first stripe and
6150                          * the last stripe:
6151                          *
6152                          * |-------|...|-------|
6153                          *     |----------|
6154                          *    off     end_off
6155                          */
6156                         if (i < sub_stripes)
6157                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6158
6159                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6160                             stripe_index <= (last_stripe +
6161                                              sub_stripes - 1))
6162                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6163
6164                         if (i == sub_stripes - 1)
6165                                 stripe_offset = 0;
6166                 } else {
6167                         stripes[i].length = length;
6168                 }
6169
6170                 stripe_index++;
6171                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6172                         stripe_index = 0;
6173                         stripe_nr++;
6174                 }
6175         }
6176
6177         btrfs_free_chunk_map(map);
6178         return stripes;
6179 out_free_map:
6180         btrfs_free_chunk_map(map);
6181         return ERR_PTR(ret);
6182 }
6183
6184 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6185 {
6186         struct btrfs_block_group *cache;
6187         bool ret;
6188
6189         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6190         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6191                 return false;
6192
6193         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6194
6195         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6196
6197         btrfs_put_block_group(cache);
6198         return ret;
6199 }
6200
6201 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6202                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6203                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6204                                       u64 logical,
6205                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6206 {
6207         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6208         /*
6209          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6210          * excluding the duplicated stripes.
6211          */
6212         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6213         int nr_extra_stripes = 0;
6214         int max_errors = *max_errors_ret;
6215         int i;
6216
6217         /*
6218          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6219          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6220          */
6221         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6222                 return;
6223
6224         /*
6225          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6226          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6227          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6228          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6229          * to the new disk as well.
6230          *
6231          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6232          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6233          */
6234         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6235                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6236                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6237
6238                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6239                         continue;
6240
6241                 new->physical = old->physical;
6242                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6243                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6244                         bioc->replace_stripe_src = i;
6245                 nr_extra_stripes++;
6246         }
6247
6248         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6249         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6250         /*
6251          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6252          * replace.
6253          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6254          */
6255         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6256                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6257                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6258
6259                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6260                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6261
6262                 /*
6263                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6264                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6265                  */
6266                 if (first->physical > second->physical) {
6267                         swap(second->physical, first->physical);
6268                         swap(second->dev, first->dev);
6269                         nr_extra_stripes--;
6270                 }
6271         }
6272
6273         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6274         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6275         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6276 }
6277
6278 static u64 btrfs_max_io_len(struct btrfs_chunk_map *map, u64 offset,
6279                             struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6280 {
6281         /*
6282          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6283          * the offset of this block in its stripe.
6284          */
6285         io_geom->stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6286         io_geom->stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6287         ASSERT(io_geom->stripe_offset < U32_MAX);
6288
6289         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6290                 unsigned long full_stripe_len =
6291                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6292
6293                 /*
6294                  * For full stripe start, we use previously calculated
6295                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6296                  * STRIPE_LEN.
6297                  *
6298                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6299                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6300                  * not ensured to be power of 2.
6301                  */
6302                 io_geom->raid56_full_stripe_start = btrfs_stripe_nr_to_offset(
6303                         rounddown(io_geom->stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6304
6305                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6306                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start <= offset);
6307                 /*
6308                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6309                  * no straddling of stripe sets.
6310                  */
6311                 if (io_geom->op == BTRFS_MAP_WRITE)
6312                         return full_stripe_len - (offset - io_geom->raid56_full_stripe_start);
6313         }
6314
6315         /*
6316          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6317          * a single disk).
6318          */
6319         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6320                 return BTRFS_STRIPE_LEN - io_geom->stripe_offset;
6321         return U64_MAX;
6322 }
6323
6324 static int set_io_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
6325                          u64 *length, struct btrfs_io_stripe *dst,
6326                          struct btrfs_chunk_map *map,
6327                          struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6328 {
6329         dst->dev = map->stripes[io_geom->stripe_index].dev;
6330
6331         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ &&
6332             btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type))
6333                 return btrfs_get_raid_extent_offset(fs_info, logical, length,
6334                                                     map->type,
6335                                                     io_geom->stripe_index, dst);
6336
6337         dst->physical = map->stripes[io_geom->stripe_index].physical +
6338                         io_geom->stripe_offset +
6339                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom->stripe_nr);
6340         return 0;
6341 }
6342
6343 static bool is_single_device_io(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6344                                 const struct btrfs_io_stripe *smap,
6345                                 const struct btrfs_chunk_map *map,
6346                                 int num_alloc_stripes,
6347                                 enum btrfs_map_op op, int mirror_num)
6348 {
6349         if (!smap)
6350                 return false;
6351
6352         if (num_alloc_stripes != 1)
6353                 return false;
6354
6355         if (btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type) && op != BTRFS_MAP_READ)
6356                 return false;
6357
6358         if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)
6359                 return false;
6360
6361         return true;
6362 }
6363
6364 static void map_blocks_raid0(const struct btrfs_chunk_map *map,
6365                              struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6366 {
6367         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6368         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6369         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ)
6370                 io_geom->mirror_num = 1;
6371 }
6372
6373 static void map_blocks_raid1(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6374                              struct btrfs_chunk_map *map,
6375                              struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6376                              bool dev_replace_is_ongoing)
6377 {
6378         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6379                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6380                 return;
6381         }
6382
6383         if (io_geom->mirror_num) {
6384                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6385                 return;
6386         }
6387
6388         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6389                                                  dev_replace_is_ongoing);
6390         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6391 }
6392
6393 static void map_blocks_dup(const struct btrfs_chunk_map *map,
6394                            struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6395 {
6396         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6397                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6398                 return;
6399         }
6400
6401         if (io_geom->mirror_num) {
6402                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6403                 return;
6404         }
6405
6406         io_geom->mirror_num = 1;
6407 }
6408
6409 static void map_blocks_raid10(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6410                               struct btrfs_chunk_map *map,
6411                               struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6412                               bool dev_replace_is_ongoing)
6413 {
6414         u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6415         int old_stripe_index;
6416
6417         io_geom->stripe_index = (io_geom->stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6418         io_geom->stripe_nr /= factor;
6419
6420         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6421                 io_geom->num_stripes = map->sub_stripes;
6422                 return;
6423         }
6424
6425         if (io_geom->mirror_num) {
6426                 io_geom->stripe_index += io_geom->mirror_num - 1;
6427                 return;
6428         }
6429
6430         old_stripe_index = io_geom->stripe_index;
6431         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6432                                                  io_geom->stripe_index,
6433                                                  dev_replace_is_ongoing);
6434         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index - old_stripe_index + 1;
6435 }
6436
6437 static void map_blocks_raid56_write(struct btrfs_chunk_map *map,
6438                                     struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6439                                     u64 logical, u64 *length)
6440 {
6441         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6442
6443         /*
6444          * Needs full stripe mapping.
6445          *
6446          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe For those cases
6447          * needing a full stripe, @stripe_nr is the full stripe number.
6448          *
6449          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len, but
6450          * that can be expensive.  Here we just divide @stripe_nr with
6451          * @data_stripes.
6452          */
6453         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6454
6455         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6456         io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6457         io_geom->max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6458
6459         /* Return the length to the full stripe end. */
6460         *length = min(logical + *length,
6461                       io_geom->raid56_full_stripe_start + map->start +
6462                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6463                 logical;
6464         io_geom->stripe_index = 0;
6465         io_geom->stripe_offset = 0;
6466 }
6467
6468 static void map_blocks_raid56_read(struct btrfs_chunk_map *map,
6469                                    struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6470 {
6471         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6472
6473         ASSERT(io_geom->mirror_num <= 1);
6474         /* Just grab the data stripe directly. */
6475         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % data_stripes;
6476         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6477
6478         /* We distribute the parity blocks across stripes. */
6479         io_geom->stripe_index =
6480                 (io_geom->stripe_nr + io_geom->stripe_index) % map->num_stripes;
6481
6482         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ && io_geom->mirror_num < 1)
6483                 io_geom->mirror_num = 1;
6484 }
6485
6486 static void map_blocks_single(const struct btrfs_chunk_map *map,
6487                               struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6488 {
6489         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6490         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6491         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6492 }
6493
6494 /*
6495  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6496  *
6497  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6498  *                      One logical range can be split into different segments
6499  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6500  *                      boundaries.
6501  *
6502  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6503  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6504  *                      recorded inside.
6505  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6506  *
6507  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6508  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6509  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6510  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6511  *                      updated.
6512  *
6513  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6514  *                      value is 0.
6515  *
6516  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6517  *
6518  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6519  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6520  *                      copy).
6521  *
6522  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6523  *                      the remaining data stripes.
6524  *
6525  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6526  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6527  *                      stripes..
6528  */
6529 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6530                     u64 logical, u64 *length,
6531                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6532                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret)
6533 {
6534         struct btrfs_chunk_map *map;
6535         struct btrfs_io_geometry io_geom = { 0 };
6536         u64 map_offset;
6537         int i;
6538         int ret = 0;
6539         int num_copies;
6540         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6541         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6542         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6543         u16 num_alloc_stripes;
6544         u64 max_len;
6545
6546         ASSERT(bioc_ret);
6547
6548         io_geom.mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6549         io_geom.num_stripes = 1;
6550         io_geom.stripe_index = 0;
6551         io_geom.op = op;
6552
6553         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6554         if (io_geom.mirror_num > num_copies)
6555                 return -EINVAL;
6556
6557         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6558         if (IS_ERR(map))
6559                 return PTR_ERR(map);
6560
6561         map_offset = logical - map->start;
6562         io_geom.raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6563         max_len = btrfs_max_io_len(map, map_offset, &io_geom);
6564         *length = min_t(u64, map->chunk_len - map_offset, max_len);
6565
6566         down_read(&dev_replace->rwsem);
6567         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6568         /*
6569          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6570          * requested at commit time but must wait.
6571          */
6572         if (!dev_replace_is_ongoing)
6573                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6574
6575         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
6576         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
6577                 map_blocks_raid0(map, &io_geom);
6578                 break;
6579         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
6580         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3:
6581         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4:
6582                 map_blocks_raid1(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6583                 break;
6584         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
6585                 map_blocks_dup(map, &io_geom);
6586                 break;
6587         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
6588                 map_blocks_raid10(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6589                 break;
6590         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
6591         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
6592                 if (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)
6593                         map_blocks_raid56_write(map, &io_geom, logical, length);
6594                 else
6595                         map_blocks_raid56_read(map, &io_geom);
6596                 break;
6597         default:
6598                 /*
6599                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6600                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6601                  * the number of our device in the stripe array
6602                  */
6603                 map_blocks_single(map, &io_geom);
6604                 break;
6605         }
6606         if (io_geom.stripe_index >= map->num_stripes) {
6607                 btrfs_crit(fs_info,
6608                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6609                            io_geom.stripe_index, map->num_stripes);
6610                 ret = -EINVAL;
6611                 goto out;
6612         }
6613
6614         num_alloc_stripes = io_geom.num_stripes;
6615         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6616             op != BTRFS_MAP_READ)
6617                 /*
6618                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6619                  * duplicated stripes.
6620                  *
6621                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6622                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6623                  */
6624                 num_alloc_stripes += 2;
6625
6626         /*
6627          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6628          * physical block information on the stack instead of allocating an
6629          * I/O context structure.
6630          */
6631         if (is_single_device_io(fs_info, smap, map, num_alloc_stripes, op,
6632                                 io_geom.mirror_num)) {
6633                 ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length, smap, map, &io_geom);
6634                 if (mirror_num_ret)
6635                         *mirror_num_ret = io_geom.mirror_num;
6636                 *bioc_ret = NULL;
6637                 goto out;
6638         }
6639
6640         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, logical, num_alloc_stripes);
6641         if (!bioc) {
6642                 ret = -ENOMEM;
6643                 goto out;
6644         }
6645         bioc->map_type = map->type;
6646
6647         /*
6648          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6649          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6650          * (if we have).
6651          *
6652          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6653          */
6654         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK &&
6655             (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)) {
6656                 /*
6657                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6658                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6659                  * with num_stripes).
6660                  *
6661                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6662                  * modulo, to reduce one modulo call.
6663                  */
6664                 bioc->full_stripe_logical = map->start +
6665                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr *
6666                                                   nr_data_stripes(map));
6667                 for (int i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6668                         struct btrfs_io_stripe *dst = &bioc->stripes[i];
6669                         u32 stripe_index;
6670
6671                         stripe_index = (i + io_geom.stripe_nr) % io_geom.num_stripes;
6672                         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6673                         dst->physical =
6674                                 map->stripes[stripe_index].physical +
6675                                 io_geom.stripe_offset +
6676                                 btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr);
6677                 }
6678         } else {
6679                 /*
6680                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6681                  * stripe into the bioc.
6682                  */
6683                 for (i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6684                         ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length,
6685                                             &bioc->stripes[i], map, &io_geom);
6686                         if (ret < 0)
6687                                 break;
6688                         io_geom.stripe_index++;
6689                 }
6690         }
6691
6692         if (ret) {
6693                 *bioc_ret = NULL;
6694                 btrfs_put_bioc(bioc);
6695                 goto out;
6696         }
6697
6698         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6699                 io_geom.max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6700
6701         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6702             op != BTRFS_MAP_READ) {
6703                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6704                                           &io_geom.num_stripes, &io_geom.max_errors);
6705         }
6706
6707         *bioc_ret = bioc;
6708         bioc->num_stripes = io_geom.num_stripes;
6709         bioc->max_errors = io_geom.max_errors;
6710         bioc->mirror_num = io_geom.mirror_num;
6711
6712 out:
6713         if (dev_replace_is_ongoing) {
6714                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6715                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6716                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6717         }
6718         btrfs_free_chunk_map(map);
6719         return ret;
6720 }
6721
6722 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6723                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6724 {
6725         if (args->fsid == NULL)
6726                 return true;
6727         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6728                 return true;
6729         return false;
6730 }
6731
6732 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6733                                   const struct btrfs_device *device)
6734 {
6735         if (args->missing) {
6736                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6737                     !device->bdev)
6738                         return true;
6739                 return false;
6740         }
6741
6742         if (device->devid != args->devid)
6743                 return false;
6744         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6745                 return false;
6746         return true;
6747 }
6748
6749 /*
6750  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6751  * return NULL.
6752  *
6753  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6754  * only devid is used.
6755  */
6756 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6757                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6758 {
6759         struct btrfs_device *device;
6760         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6761
6762         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6763                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6764                         if (dev_args_match_device(args, device))
6765                                 return device;
6766                 }
6767         }
6768
6769         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6770                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6771                         continue;
6772                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6773                         if (dev_args_match_device(args, device))
6774                                 return device;
6775                 }
6776         }
6777
6778         return NULL;
6779 }
6780
6781 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6782                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6783 {
6784         struct btrfs_device *device;
6785         unsigned int nofs_flag;
6786
6787         /*
6788          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6789          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6790          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6791          * places.
6792          */
6793
6794         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6795         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6796         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6797         if (IS_ERR(device))
6798                 return device;
6799
6800         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6801         device->fs_devices = fs_devices;
6802         fs_devices->num_devices++;
6803
6804         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6805         fs_devices->missing_devices++;
6806
6807         return device;
6808 }
6809
6810 /*
6811  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6812  *
6813  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6814  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6815  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6816  *              is generated.
6817  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6818  *              is generated.
6819  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6820  *
6821  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6822  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6823  * destroyed with btrfs_free_device.
6824  */
6825 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6826                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6827                                         const char *path)
6828 {
6829         struct btrfs_device *dev;
6830         u64 tmp;
6831
6832         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6833                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6834
6835         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6836         if (!dev)
6837                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6838
6839         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6840         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6841         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6842
6843         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6844         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6845         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6846
6847         if (devid)
6848                 tmp = *devid;
6849         else {
6850                 int ret;
6851
6852                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6853                 if (ret) {
6854                         btrfs_free_device(dev);
6855                         return ERR_PTR(ret);
6856                 }
6857         }
6858         dev->devid = tmp;
6859
6860         if (uuid)
6861                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6862         else
6863                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6864
6865         if (path) {
6866                 struct rcu_string *name;
6867
6868                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6869                 if (!name) {
6870                         btrfs_free_device(dev);
6871                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6872                 }
6873                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6874         }
6875
6876         return dev;
6877 }
6878
6879 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6880                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6881 {
6882         if (error)
6883                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6884                               devid, uuid);
6885         else
6886                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6887                               devid, uuid);
6888 }
6889
6890 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct btrfs_chunk_map *map)
6891 {
6892         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6893
6894         return div_u64(map->chunk_len, data_stripes);
6895 }
6896
6897 #if BITS_PER_LONG == 32
6898 /*
6899  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6900  * can't be accessed on 32bit systems.
6901  *
6902  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6903  * metadata chunk beyond that limit.
6904  */
6905 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6906                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6907 {
6908         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6909                 return 0;
6910
6911         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6912                 return 0;
6913
6914         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6915         return -EOVERFLOW;
6916 }
6917
6918 /*
6919  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
6920  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
6921  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
6922  * once the limit is reached.
6923  */
6924 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6925                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6926 {
6927         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6928                 return;
6929
6930         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6931                 return;
6932
6933         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6934 }
6935 #endif
6936
6937 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6938                                                   u64 devid, u8 *uuid)
6939 {
6940         struct btrfs_device *dev;
6941
6942         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6943                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
6944                 return ERR_PTR(-ENOENT);
6945         }
6946
6947         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
6948         if (IS_ERR(dev)) {
6949                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
6950                           devid, PTR_ERR(dev));
6951                 return dev;
6952         }
6953         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
6954
6955         return dev;
6956 }
6957
6958 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
6959                           struct btrfs_chunk *chunk)
6960 {
6961         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6962         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6963         struct btrfs_chunk_map *map;
6964         u64 logical;
6965         u64 length;
6966         u64 devid;
6967         u64 type;
6968         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6969         int index;
6970         int num_stripes;
6971         int ret;
6972         int i;
6973
6974         logical = key->offset;
6975         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
6976         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
6977         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
6978         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
6979
6980 #if BITS_PER_LONG == 32
6981         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6982         if (ret < 0)
6983                 return ret;
6984         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6985 #endif
6986
6987         /*
6988          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
6989          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
6990          */
6991         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
6992                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
6993                 if (ret)
6994                         return ret;
6995         }
6996
6997         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, 1);
6998
6999         /* already mapped? */
7000         if (map && map->start <= logical && map->start + map->chunk_len > logical) {
7001                 btrfs_free_chunk_map(map);
7002                 return 0;
7003         } else if (map) {
7004                 btrfs_free_chunk_map(map);
7005         }
7006
7007         map = btrfs_alloc_chunk_map(num_stripes, GFP_NOFS);
7008         if (!map)
7009                 return -ENOMEM;
7010
7011         map->start = logical;
7012         map->chunk_len = length;
7013         map->num_stripes = num_stripes;
7014         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7015         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7016         map->type = type;
7017         /*
7018          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
7019          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
7020          * older mkfs (<v5.4).
7021          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
7022          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
7023          * use the trusted value instead.
7024          */
7025         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
7026         map->verified_stripes = 0;
7027         map->stripe_size = btrfs_calc_stripe_length(map);
7028         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7029                 map->stripes[i].physical =
7030                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7031                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7032                 args.devid = devid;
7033                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7034                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7035                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7036                 args.uuid = uuid;
7037                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7038                 if (!map->stripes[i].dev) {
7039                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7040                                                                     devid, uuid);
7041                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7042                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7043                                 btrfs_free_chunk_map(map);
7044                                 return ret;
7045                         }
7046                 }
7047
7048                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7049                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7050         }
7051
7052         ret = btrfs_add_chunk_map(fs_info, map);
7053         if (ret < 0) {
7054                 btrfs_err(fs_info,
7055                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7056                           map->start, map->chunk_len, ret);
7057         }
7058
7059         return ret;
7060 }
7061
7062 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7063                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7064                                  struct btrfs_device *device)
7065 {
7066         unsigned long ptr;
7067
7068         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7069         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7070         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7071         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7072         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7073         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7074         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7075         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7076         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7077         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7078         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7079         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7080
7081         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7082         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7083 }
7084
7085 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7086                                                   u8 *fsid)
7087 {
7088         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7089         int ret;
7090
7091         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7092         ASSERT(fsid);
7093
7094         /* This will match only for multi-device seed fs */
7095         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7096                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7097                         return fs_devices;
7098
7099
7100         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7101         if (!fs_devices) {
7102                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7103                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7104
7105                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid);
7106                 if (IS_ERR(fs_devices))
7107                         return fs_devices;
7108
7109                 fs_devices->seeding = true;
7110                 fs_devices->opened = 1;
7111                 return fs_devices;
7112         }
7113
7114         /*
7115          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7116          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7117          */
7118         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7119         if (IS_ERR(fs_devices))
7120                 return fs_devices;
7121
7122         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
7123         if (ret) {
7124                 free_fs_devices(fs_devices);
7125                 return ERR_PTR(ret);
7126         }
7127
7128         if (!fs_devices->seeding) {
7129                 close_fs_devices(fs_devices);
7130                 free_fs_devices(fs_devices);
7131                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7132         }
7133
7134         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7135
7136         return fs_devices;
7137 }
7138
7139 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7140                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7141 {
7142         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7143         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7144         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7145         struct btrfs_device *device;
7146         u64 devid;
7147         int ret;
7148         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7149         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7150
7151         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7152         args.devid = devid;
7153         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7154                            BTRFS_UUID_SIZE);
7155         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7156                            BTRFS_FSID_SIZE);
7157         args.uuid = dev_uuid;
7158         args.fsid = fs_uuid;
7159
7160         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7161                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7162                 if (IS_ERR(fs_devices))
7163                         return PTR_ERR(fs_devices);
7164         }
7165
7166         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7167         if (!device) {
7168                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7169                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7170                                                         dev_uuid, true);
7171                         return -ENOENT;
7172                 }
7173
7174                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7175                 if (IS_ERR(device)) {
7176                         btrfs_err(fs_info,
7177                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7178                                 devid, PTR_ERR(device));
7179                         return PTR_ERR(device);
7180                 }
7181                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7182         } else {
7183                 if (!device->bdev) {
7184                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7185                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7186                                                 devid, dev_uuid, true);
7187                                 return -ENOENT;
7188                         }
7189                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7190                                                         dev_uuid, false);
7191                 }
7192
7193                 if (!device->bdev &&
7194                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7195                         /*
7196                          * this happens when a device that was properly setup
7197                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7198                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7199                          * device->missing to one here
7200                          */
7201                         device->fs_devices->missing_devices++;
7202                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7203                 }
7204
7205                 /* Move the device to its own fs_devices */
7206                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7207                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7208                                                         &device->dev_state));
7209
7210                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7211                         device->fs_devices->num_devices--;
7212                         fs_devices->num_devices++;
7213
7214                         device->fs_devices->missing_devices--;
7215                         fs_devices->missing_devices++;
7216
7217                         device->fs_devices = fs_devices;
7218                 }
7219         }
7220
7221         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7222                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7223                 if (device->generation !=
7224                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7225                         return -EINVAL;
7226         }
7227
7228         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7229         if (device->bdev) {
7230                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7231
7232                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7233                         btrfs_err(fs_info,
7234                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7235                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7236                         return -EINVAL;
7237                 }
7238         }
7239         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7240         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7241            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7242                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7243                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7244                                 &fs_info->free_chunk_space);
7245         }
7246         ret = 0;
7247         return ret;
7248 }
7249
7250 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7251 {
7252         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7253         struct extent_buffer *sb;
7254         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7255         struct btrfs_chunk *chunk;
7256         u8 *array_ptr;
7257         unsigned long sb_array_offset;
7258         int ret = 0;
7259         u32 num_stripes;
7260         u32 array_size;
7261         u32 len = 0;
7262         u32 cur_offset;
7263         u64 type;
7264         struct btrfs_key key;
7265
7266         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7267
7268         /*
7269          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7270          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7271          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7272          */
7273         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7274         if (!sb)
7275                 return -ENOMEM;
7276         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7277
7278         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7279         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7280
7281         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7282         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7283         cur_offset = 0;
7284
7285         while (cur_offset < array_size) {
7286                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7287                 len = sizeof(*disk_key);
7288                 if (cur_offset + len > array_size)
7289                         goto out_short_read;
7290
7291                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7292
7293                 array_ptr += len;
7294                 sb_array_offset += len;
7295                 cur_offset += len;
7296
7297                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7298                         btrfs_err(fs_info,
7299                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7300                                   (u32)key.type, cur_offset);
7301                         ret = -EIO;
7302                         break;
7303                 }
7304
7305                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7306                 /*
7307                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7308                  * exact stripe count check comes afterwards
7309                  */
7310                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7311                 if (cur_offset + len > array_size)
7312                         goto out_short_read;
7313
7314                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7315                 if (!num_stripes) {
7316                         btrfs_err(fs_info,
7317                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7318                                   num_stripes, cur_offset);
7319                         ret = -EIO;
7320                         break;
7321                 }
7322
7323                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7324                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7325                         btrfs_err(fs_info,
7326                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7327                                   type, cur_offset);
7328                         ret = -EIO;
7329                         break;
7330                 }
7331
7332                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7333                 if (cur_offset + len > array_size)
7334                         goto out_short_read;
7335
7336                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7337                 if (ret)
7338                         break;
7339
7340                 array_ptr += len;
7341                 sb_array_offset += len;
7342                 cur_offset += len;
7343         }
7344         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7345         free_extent_buffer_stale(sb);
7346         return ret;
7347
7348 out_short_read:
7349         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7350                         len, cur_offset);
7351         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7352         free_extent_buffer_stale(sb);
7353         return -EIO;
7354 }
7355
7356 /*
7357  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7358  *
7359  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7360  *
7361  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7362  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7363  */
7364 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7365                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7366 {
7367         struct btrfs_chunk_map *map;
7368         u64 next_start;
7369         bool ret = true;
7370
7371         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, 0, U64_MAX);
7372         /* No chunk at all? Return false anyway */
7373         if (!map) {
7374                 ret = false;
7375                 goto out;
7376         }
7377         while (map) {
7378                 int missing = 0;
7379                 int max_tolerated;
7380                 int i;
7381
7382                 max_tolerated =
7383                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7384                                         map->type);
7385                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7386                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7387
7388                         if (!dev || !dev->bdev ||
7389                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7390                             dev->last_flush_error)
7391                                 missing++;
7392                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7393                                 missing++;
7394                 }
7395                 if (missing > max_tolerated) {
7396                         if (!failing_dev)
7397                                 btrfs_warn(fs_info,
7398         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7399                                    map->start, missing, max_tolerated);
7400                         btrfs_free_chunk_map(map);
7401                         ret = false;
7402                         goto out;
7403                 }
7404                 next_start = map->start + map->chunk_len;
7405                 btrfs_free_chunk_map(map);
7406
7407                 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, next_start, U64_MAX - next_start);
7408         }
7409 out:
7410         return ret;
7411 }
7412
7413 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7414 {
7415         int i;
7416         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7417
7418         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7419                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7420 }
7421
7422 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7423 {
7424         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7425         struct btrfs_path *path;
7426         struct extent_buffer *leaf;
7427         struct btrfs_key key;
7428         struct btrfs_key found_key;
7429         int ret;
7430         int slot;
7431         int iter_ret = 0;
7432         u64 total_dev = 0;
7433         u64 last_ra_node = 0;
7434
7435         path = btrfs_alloc_path();
7436         if (!path)
7437                 return -ENOMEM;
7438
7439         /*
7440          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7441          * otherwise we don't need it.
7442          */
7443         mutex_lock(&uuid_mutex);
7444
7445         /*
7446          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7447          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7448          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7449          * device items, so clear it here.
7450          */
7451         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7452
7453         /*
7454          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7455          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7456          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7457          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7458          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7459          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7460          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7461          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7462          */
7463         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7464         path->skip_locking = 1;
7465
7466         /*
7467          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7468          * device items are found before any chunk item (their object id
7469          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7470          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7471          */
7472         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7473         key.offset = 0;
7474         key.type = 0;
7475         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7476                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7477
7478                 leaf = path->nodes[0];
7479                 slot = path->slots[0];
7480
7481                 if (node) {
7482                         if (last_ra_node != node->start) {
7483                                 readahead_tree_node_children(node);
7484                                 last_ra_node = node->start;
7485                         }
7486                 }
7487                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7488                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7489                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7490                                                   struct btrfs_dev_item);
7491                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7492                         if (ret)
7493                                 goto error;
7494                         total_dev++;
7495                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7496                         struct btrfs_chunk *chunk;
7497
7498                         /*
7499                          * We are only called at mount time, so no need to take
7500                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7501                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7502                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7503                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7504                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7505                          */
7506                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7507                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7508                         if (ret)
7509                                 goto error;
7510                 }
7511         }
7512         /* Catch error found during iteration */
7513         if (iter_ret < 0) {
7514                 ret = iter_ret;
7515                 goto error;
7516         }
7517
7518         /*
7519          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7520          * do another round of validation checks.
7521          */
7522         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7523                 btrfs_warn(fs_info,
7524 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7525                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7526                           total_dev);
7527                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7528                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7529         }
7530         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7531             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7532                 btrfs_err(fs_info,
7533         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7534                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7535                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7536                 ret = -EINVAL;
7537                 goto error;
7538         }
7539         ret = 0;
7540 error:
7541         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7542
7543         btrfs_free_path(path);
7544         return ret;
7545 }
7546
7547 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7548 {
7549         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7550         struct btrfs_device *device;
7551         int ret = 0;
7552
7553         fs_devices->fs_info = fs_info;
7554
7555         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7556         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7557                 device->fs_info = fs_info;
7558
7559         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7560                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7561                         device->fs_info = fs_info;
7562                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7563                         if (ret)
7564                                 break;
7565                 }
7566
7567                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7568         }
7569         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7570
7571         return ret;
7572 }
7573
7574 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7575                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7576                                  int index)
7577 {
7578         u64 val;
7579
7580         read_extent_buffer(eb, &val,
7581                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7582                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7583                            sizeof(val));
7584         return val;
7585 }
7586
7587 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7588                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7589                                       int index, u64 val)
7590 {
7591         write_extent_buffer(eb, &val,
7592                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7593                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7594                             sizeof(val));
7595 }
7596
7597 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7598                                        struct btrfs_path *path)
7599 {
7600         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7601         struct extent_buffer *eb;
7602         struct btrfs_key key;
7603         int item_size;
7604         int i, ret, slot;
7605
7606         if (!device->fs_info->dev_root)
7607                 return 0;
7608
7609         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7610         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7611         key.offset = device->devid;
7612         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7613         if (ret) {
7614                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7615                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7616                 device->dev_stats_valid = 1;
7617                 btrfs_release_path(path);
7618                 return ret < 0 ? ret : 0;
7619         }
7620         slot = path->slots[0];
7621         eb = path->nodes[0];
7622         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7623
7624         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7625
7626         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7627                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7628                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7629                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7630                 else
7631                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7632         }
7633
7634         device->dev_stats_valid = 1;
7635         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7636         btrfs_release_path(path);
7637
7638         return 0;
7639 }
7640
7641 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7642 {
7643         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7644         struct btrfs_device *device;
7645         struct btrfs_path *path = NULL;
7646         int ret = 0;
7647
7648         path = btrfs_alloc_path();
7649         if (!path)
7650                 return -ENOMEM;
7651
7652         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7653         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7654                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7655                 if (ret)
7656                         goto out;
7657         }
7658         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7659                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7660                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7661                         if (ret)
7662                                 goto out;
7663                 }
7664         }
7665 out:
7666         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7667
7668         btrfs_free_path(path);
7669         return ret;
7670 }
7671
7672 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7673                                 struct btrfs_device *device)
7674 {
7675         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7676         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7677         struct btrfs_path *path;
7678         struct btrfs_key key;
7679         struct extent_buffer *eb;
7680         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7681         int ret;
7682         int i;
7683
7684         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7685         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7686         key.offset = device->devid;
7687
7688         path = btrfs_alloc_path();
7689         if (!path)
7690                 return -ENOMEM;
7691         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7692         if (ret < 0) {
7693                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7694                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7695                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7696                 goto out;
7697         }
7698
7699         if (ret == 0 &&
7700             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7701                 /* need to delete old one and insert a new one */
7702                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7703                 if (ret != 0) {
7704                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7705                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7706                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7707                         goto out;
7708                 }
7709                 ret = 1;
7710         }
7711
7712         if (ret == 1) {
7713                 /* need to insert a new item */
7714                 btrfs_release_path(path);
7715                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7716                                               &key, sizeof(*ptr));
7717                 if (ret < 0) {
7718                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7719                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7720                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7721                         goto out;
7722                 }
7723         }
7724
7725         eb = path->nodes[0];
7726         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7727         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7728                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7729                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7730         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, eb);
7731
7732 out:
7733         btrfs_free_path(path);
7734         return ret;
7735 }
7736
7737 /*
7738  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7739  */
7740 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7741 {
7742         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7743         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7744         struct btrfs_device *device;
7745         int stats_cnt;
7746         int ret = 0;
7747
7748         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7749         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7750                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7751                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7752                         continue;
7753
7754
7755                 /*
7756                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7757                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7758                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7759                  * require explicit read memory barriers.
7760                  *
7761                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7762                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7763                  * barrier implied by atomic_xchg in
7764                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7765                  */
7766                 smp_rmb();
7767
7768                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7769                 if (!ret)
7770                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7771         }
7772         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7773
7774         return ret;
7775 }
7776
7777 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7778 {
7779         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7780
7781         if (!dev->dev_stats_valid)
7782                 return;
7783         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7784                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7785                            btrfs_dev_name(dev),
7786                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7787                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7788                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7789                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7790                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7791 }
7792
7793 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7794 {
7795         int i;
7796
7797         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7798                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7799                         break;
7800         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7801                 return; /* all values == 0, suppress message */
7802
7803         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7804                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7805                btrfs_dev_name(dev),
7806                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7807                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7808                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7809                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7810                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7811 }
7812
7813 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7814                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7815 {
7816         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7817         struct btrfs_device *dev;
7818         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7819         int i;
7820
7821         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7822         args.devid = stats->devid;
7823         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7824         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7825
7826         if (!dev) {
7827                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7828                 return -ENODEV;
7829         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7830                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7831                 return -ENODEV;
7832         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7833                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7834                         if (stats->nr_items > i)
7835                                 stats->values[i] =
7836                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7837                         else
7838                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7839                 }
7840                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7841                            current->comm, task_pid_nr(current));
7842         } else {
7843                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7844                         if (stats->nr_items > i)
7845                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7846         }
7847         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7848                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7849         return 0;
7850 }
7851
7852 /*
7853  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7854  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7855  * superblocks.
7856  *
7857  * Must be invoked during transaction commit.
7858  */
7859 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7860 {
7861         struct btrfs_device *curr, *next;
7862
7863         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7864
7865         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7866                 return;
7867
7868         /*
7869          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7870          * transaction and the transaction must complete before the device is
7871          * released.
7872          */
7873         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7874         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7875                                  post_commit_list) {
7876                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7877                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7878                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7879         }
7880         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7881 }
7882
7883 /*
7884  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7885  */
7886 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7887 {
7888         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7889
7890         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7891 }
7892
7893
7894
7895 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7896                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7897                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7898 {
7899         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7900         struct btrfs_chunk_map *map;
7901         struct btrfs_device *dev;
7902         u64 stripe_len;
7903         bool found = false;
7904         int ret = 0;
7905         int i;
7906
7907         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
7908         if (!map) {
7909                 btrfs_err(fs_info,
7910 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7911                           physical_offset, devid);
7912                 ret = -EUCLEAN;
7913                 goto out;
7914         }
7915
7916         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(map);
7917         if (physical_len != stripe_len) {
7918                 btrfs_err(fs_info,
7919 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
7920                           physical_offset, devid, map->start, physical_len,
7921                           stripe_len);
7922                 ret = -EUCLEAN;
7923                 goto out;
7924         }
7925
7926         /*
7927          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
7928          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
7929          * the users.
7930          */
7931         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
7932                 btrfs_warn(fs_info,
7933                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
7934                            devid, physical_offset, physical_len);
7935
7936         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7937                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
7938                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
7939                         found = true;
7940                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
7941                                 btrfs_err(fs_info,
7942                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
7943                                           map->start);
7944                                 ret = -EUCLEAN;
7945                                 goto out;
7946                         }
7947                         map->verified_stripes++;
7948                         break;
7949                 }
7950         }
7951         if (!found) {
7952                 btrfs_err(fs_info,
7953         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
7954                         physical_offset, devid);
7955                 ret = -EUCLEAN;
7956         }
7957
7958         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
7959         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7960         if (!dev) {
7961                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
7962                 ret = -EUCLEAN;
7963                 goto out;
7964         }
7965
7966         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
7967                 btrfs_err(fs_info,
7968 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
7969                           devid, physical_offset, physical_len,
7970                           dev->disk_total_bytes);
7971                 ret = -EUCLEAN;
7972                 goto out;
7973         }
7974
7975         if (dev->zone_info) {
7976                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
7977
7978                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
7979                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
7980                         btrfs_err(fs_info,
7981 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
7982                                   devid, physical_offset, physical_len);
7983                         ret = -EUCLEAN;
7984                         goto out;
7985                 }
7986         }
7987
7988 out:
7989         btrfs_free_chunk_map(map);
7990         return ret;
7991 }
7992
7993 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7994 {
7995         struct rb_node *node;
7996         int ret = 0;
7997
7998         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
7999         for (node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree); node; node = rb_next(node)) {
8000                 struct btrfs_chunk_map *map;
8001
8002                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
8003                 if (map->num_stripes != map->verified_stripes) {
8004                         btrfs_err(fs_info,
8005                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8006                                   map->start, map->verified_stripes, map->num_stripes);
8007                         ret = -EUCLEAN;
8008                         goto out;
8009                 }
8010         }
8011 out:
8012         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8013         return ret;
8014 }
8015
8016 /*
8017  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8018  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8019  *
8020  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8021  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8022  */
8023 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8024 {
8025         struct btrfs_path *path;
8026         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8027         struct btrfs_key key;
8028         u64 prev_devid = 0;
8029         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8030         int ret = 0;
8031
8032         /*
8033          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8034          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8035          * case for sure.
8036          *
8037          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8038          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8039          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8040          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8041          */
8042         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8043                 return 0;
8044
8045         key.objectid = 1;
8046         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8047         key.offset = 0;
8048
8049         path = btrfs_alloc_path();
8050         if (!path)
8051                 return -ENOMEM;
8052
8053         path->reada = READA_FORWARD;
8054         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8055         if (ret < 0)
8056                 goto out;
8057
8058         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8059                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8060                 if (ret < 0)
8061                         goto out;
8062                 /* No dev extents at all? Not good */
8063                 if (ret > 0) {
8064                         ret = -EUCLEAN;
8065                         goto out;
8066                 }
8067         }
8068         while (1) {
8069                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8070                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8071                 int slot = path->slots[0];
8072                 u64 chunk_offset;
8073                 u64 physical_offset;
8074                 u64 physical_len;
8075                 u64 devid;
8076
8077                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8078                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8079                         break;
8080                 devid = key.objectid;
8081                 physical_offset = key.offset;
8082
8083                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8084                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8085                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8086
8087                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8088                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8089                         btrfs_err(fs_info,
8090 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8091                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8092                         ret = -EUCLEAN;
8093                         goto out;
8094                 }
8095
8096                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8097                                             physical_offset, physical_len);
8098                 if (ret < 0)
8099                         goto out;
8100                 prev_devid = devid;
8101                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8102
8103                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8104                 if (ret < 0)
8105                         goto out;
8106                 if (ret > 0) {
8107                         ret = 0;
8108                         break;
8109                 }
8110         }
8111
8112         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8113         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8114 out:
8115         btrfs_free_path(path);
8116         return ret;
8117 }
8118
8119 /*
8120  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8121  * used as a swapfile.
8122  */
8123 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8124 {
8125         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8126         struct rb_node *node;
8127
8128         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8129         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8130         while (node) {
8131                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8132                 if (ptr < sp->ptr)
8133                         node = node->rb_left;
8134                 else if (ptr > sp->ptr)
8135                         node = node->rb_right;
8136                 else
8137                         break;
8138         }
8139         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8140         return node != NULL;
8141 }
8142
8143 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8144 {
8145         struct btrfs_block_group *cache = data;
8146         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8147         u64 target;
8148         int ret = 0;
8149
8150         target = cache->start;
8151         btrfs_put_block_group(cache);
8152
8153         sb_start_write(fs_info->sb);
8154         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8155                 btrfs_info(fs_info,
8156                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8157                            target);
8158                 sb_end_write(fs_info->sb);
8159                 return -EBUSY;
8160         }
8161
8162         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8163
8164         /* Ensure block group still exists */
8165         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8166         if (!cache)
8167                 goto out;
8168
8169         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
8170                 goto out;
8171
8172         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8173         if (ret < 0)
8174                 goto out;
8175
8176         btrfs_info(fs_info,
8177                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8178                    target);
8179         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8180
8181 out:
8182         if (cache)
8183                 btrfs_put_block_group(cache);
8184         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8185         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8186         sb_end_write(fs_info->sb);
8187
8188         return ret;
8189 }
8190
8191 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8192 {
8193         struct btrfs_block_group *cache;
8194
8195         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8196                 return false;
8197
8198         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8199         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8200                 return true;
8201
8202         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8203         if (!cache)
8204                 return true;
8205
8206         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8207                 btrfs_put_block_group(cache);
8208                 return true;
8209         }
8210
8211         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8212                     "btrfs-relocating-repair");
8213
8214         return true;
8215 }
8216
8217 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8218                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8219                                     u64 logical)
8220 {
8221         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8222         int i;
8223
8224         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8225                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8226                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8227
8228                 if (logical >= stripe_start &&
8229                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8230                         break;
8231         }
8232         ASSERT(i < data_stripes);
8233         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8234         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8235                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8236                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8237 }
8238
8239 /*
8240  * Map a repair write into a single device.
8241  *
8242  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8243  * update the contents of a single device.
8244  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8245  *
8246  * Callers should ensure:
8247  *
8248  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8249  * - The range does not cross stripe boundary
8250  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8251  */
8252 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8253                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8254                            u32 length, int mirror_num)
8255 {
8256         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8257         u64 map_length = length;
8258         int mirror_ret = mirror_num;
8259         int ret;
8260
8261         ASSERT(mirror_num > 0);
8262
8263         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8264                               &bioc, smap, &mirror_ret);
8265         if (ret < 0)
8266                 return ret;
8267
8268         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8269         ASSERT(map_length >= length);
8270
8271         /* Already mapped to single stripe. */
8272         if (!bioc)
8273                 goto out;
8274
8275         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8276         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8277                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8278                 goto out;
8279         }
8280
8281         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8282         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8283         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8284 out:
8285         btrfs_put_bioc(bioc);
8286         ASSERT(smap->dev);
8287         return 0;
8288 }
This page took 0.493587 seconds and 4 git commands to generate.