]> Git Repo - linux.git/blob - fs/btrfs/volumes.c
mm/page_alloc: free pages in a single pass during bulk free
[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/bio.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/ratelimit.h>
12 #include <linux/kthread.h>
13 #include <linux/raid/pq.h>
14 #include <linux/semaphore.h>
15 #include <linux/uuid.h>
16 #include <linux/list_sort.h>
17 #include <linux/namei.h>
18 #include "misc.h"
19 #include "ctree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "disk-io.h"
22 #include "transaction.h"
23 #include "print-tree.h"
24 #include "volumes.h"
25 #include "raid56.h"
26 #include "async-thread.h"
27 #include "check-integrity.h"
28 #include "rcu-string.h"
29 #include "dev-replace.h"
30 #include "sysfs.h"
31 #include "tree-checker.h"
32 #include "space-info.h"
33 #include "block-group.h"
34 #include "discard.h"
35 #include "zoned.h"
36
37 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
38                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
39                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
40
41 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
42         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
43                 .sub_stripes    = 2,
44                 .dev_stripes    = 1,
45                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
46                 .devs_min       = 2,
47                 .tolerated_failures = 1,
48                 .devs_increment = 2,
49                 .ncopies        = 2,
50                 .nparity        = 0,
51                 .raid_name      = "raid10",
52                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
53                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
54         },
55         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
56                 .sub_stripes    = 1,
57                 .dev_stripes    = 1,
58                 .devs_max       = 2,
59                 .devs_min       = 2,
60                 .tolerated_failures = 1,
61                 .devs_increment = 2,
62                 .ncopies        = 2,
63                 .nparity        = 0,
64                 .raid_name      = "raid1",
65                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
66                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
67         },
68         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
69                 .sub_stripes    = 1,
70                 .dev_stripes    = 1,
71                 .devs_max       = 3,
72                 .devs_min       = 3,
73                 .tolerated_failures = 2,
74                 .devs_increment = 3,
75                 .ncopies        = 3,
76                 .nparity        = 0,
77                 .raid_name      = "raid1c3",
78                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
79                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
80         },
81         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
82                 .sub_stripes    = 1,
83                 .dev_stripes    = 1,
84                 .devs_max       = 4,
85                 .devs_min       = 4,
86                 .tolerated_failures = 3,
87                 .devs_increment = 4,
88                 .ncopies        = 4,
89                 .nparity        = 0,
90                 .raid_name      = "raid1c4",
91                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
92                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
93         },
94         [BTRFS_RAID_DUP] = {
95                 .sub_stripes    = 1,
96                 .dev_stripes    = 2,
97                 .devs_max       = 1,
98                 .devs_min       = 1,
99                 .tolerated_failures = 0,
100                 .devs_increment = 1,
101                 .ncopies        = 2,
102                 .nparity        = 0,
103                 .raid_name      = "dup",
104                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
105                 .mindev_error   = 0,
106         },
107         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
108                 .sub_stripes    = 1,
109                 .dev_stripes    = 1,
110                 .devs_max       = 0,
111                 .devs_min       = 1,
112                 .tolerated_failures = 0,
113                 .devs_increment = 1,
114                 .ncopies        = 1,
115                 .nparity        = 0,
116                 .raid_name      = "raid0",
117                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
118                 .mindev_error   = 0,
119         },
120         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
121                 .sub_stripes    = 1,
122                 .dev_stripes    = 1,
123                 .devs_max       = 1,
124                 .devs_min       = 1,
125                 .tolerated_failures = 0,
126                 .devs_increment = 1,
127                 .ncopies        = 1,
128                 .nparity        = 0,
129                 .raid_name      = "single",
130                 .bg_flag        = 0,
131                 .mindev_error   = 0,
132         },
133         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
134                 .sub_stripes    = 1,
135                 .dev_stripes    = 1,
136                 .devs_max       = 0,
137                 .devs_min       = 2,
138                 .tolerated_failures = 1,
139                 .devs_increment = 1,
140                 .ncopies        = 1,
141                 .nparity        = 1,
142                 .raid_name      = "raid5",
143                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
144                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
145         },
146         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
147                 .sub_stripes    = 1,
148                 .dev_stripes    = 1,
149                 .devs_max       = 0,
150                 .devs_min       = 3,
151                 .tolerated_failures = 2,
152                 .devs_increment = 1,
153                 .ncopies        = 1,
154                 .nparity        = 2,
155                 .raid_name      = "raid6",
156                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
157                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
158         },
159 };
160
161 /*
162  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
163  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
164  */
165 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
166 {
167         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
168                 return BTRFS_RAID_RAID10;
169         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1)
170                 return BTRFS_RAID_RAID1;
171         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3)
172                 return BTRFS_RAID_RAID1C3;
173         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)
174                 return BTRFS_RAID_RAID1C4;
175         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)
176                 return BTRFS_RAID_DUP;
177         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
178                 return BTRFS_RAID_RAID0;
179         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
180                 return BTRFS_RAID_RAID5;
181         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
182                 return BTRFS_RAID_RAID6;
183
184         return BTRFS_RAID_SINGLE; /* BTRFS_BLOCK_GROUP_SINGLE */
185 }
186
187 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
188 {
189         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
190
191         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
192                 return NULL;
193
194         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
195 }
196
197 /*
198  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
199  * bytes including terminating null byte.
200  */
201 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
202 {
203         int i;
204         int ret;
205         char *bp = buf;
206         u64 flags = bg_flags;
207         u32 size_bp = size_buf;
208
209         if (!flags) {
210                 strcpy(bp, "NONE");
211                 return;
212         }
213
214 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
215         do {                                                            \
216                 if (flags & (flag)) {                                   \
217                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
218                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
219                                 goto out_overflow;                      \
220                         size_bp -= ret;                                 \
221                         bp += ret;                                      \
222                         flags &= ~(flag);                               \
223                 }                                                       \
224         } while (0)
225
226         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
227         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
228         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
229
230         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
231         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
232                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
233                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
234 #undef DESCRIBE_FLAG
235
236         if (flags) {
237                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
238                 size_bp -= ret;
239         }
240
241         if (size_bp < size_buf)
242                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
243
244         /*
245          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
246          * large buffer
247          */
248 out_overflow:;
249 }
250
251 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
252 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
253 static void btrfs_dev_stat_print_on_error(struct btrfs_device *dev);
254 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
255 static int __btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
256                              enum btrfs_map_op op,
257                              u64 logical, u64 *length,
258                              struct btrfs_io_context **bioc_ret,
259                              int mirror_num, int need_raid_map);
260
261 /*
262  * Device locking
263  * ==============
264  *
265  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
266  * structures like chunks but not block groups, extents or files
267  *
268  * uuid_mutex (global lock)
269  * ------------------------
270  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
271  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
272  * device) or requested by the device= mount option
273  *
274  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
275  *
276  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
277  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
278  *
279  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
280  *
281  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
282  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
283  * scan ioctl
284  *
285  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
286  *
287  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
288  * ------------------------------------------------
289  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
290  *
291  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
292  *
293  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
294  * modifications to the list (see write_all_supers)
295  *
296  * Is not required at mount and close times, because our device list is
297  * protected by the uuid_mutex at that point.
298  *
299  * balance_mutex
300  * -------------
301  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
302  * several places (internally, ioctl)
303  *
304  * chunk_mutex
305  * -----------
306  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
307  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
308  * individual devices, since they can be added to the transaction's
309  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
310  *
311  * cleaner_mutex
312  * -------------
313  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
314  * cleaning together with relocation or delayed iputs
315  *
316  *
317  * Lock nesting
318  * ============
319  *
320  * uuid_mutex
321  *   device_list_mutex
322  *     chunk_mutex
323  *   balance_mutex
324  *
325  *
326  * Exclusive operations
327  * ====================
328  *
329  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
330  * whole filesystem and cannot run in parallel.
331  *
332  * - Balance (*)
333  * - Device add
334  * - Device remove
335  * - Device replace (*)
336  * - Resize
337  *
338  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
339  *
340  * - Running state
341  * - Paused state
342  * - Completed state
343  *
344  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
345  * following reasons:
346  *
347  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
348  * - filesystem remounted as read-only
349  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
350  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
351  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
352  *
353  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
354  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
355  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
356  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
357  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
358  * completed.
359  */
360
361 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
362 static LIST_HEAD(fs_uuids);
363 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
364 {
365         return &fs_uuids;
366 }
367
368 /*
369  * alloc_fs_devices - allocate struct btrfs_fs_devices
370  * @fsid:               if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid
371  * @metadata_fsid:      if not NULL, copy the UUID to fs_devices::metadata_fsid
372  *
373  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
374  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
375  * kfree() right away.
376  */
377 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid,
378                                                  const u8 *metadata_fsid)
379 {
380         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
381
382         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
383         if (!fs_devs)
384                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
385
386         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
387
388         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
389         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
390         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
391         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
392         if (fsid)
393                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
394
395         if (metadata_fsid)
396                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, metadata_fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
397         else if (fsid)
398                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
399
400         return fs_devs;
401 }
402
403 void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
404 {
405         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
406         rcu_string_free(device->name);
407         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
408         bio_put(device->flush_bio);
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         WARN_ON(fs_devices->opened);
417         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
418                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
419                                     struct btrfs_device, dev_list);
420                 list_del(&device->dev_list);
421                 btrfs_free_device(device);
422         }
423         kfree(fs_devices);
424 }
425
426 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
427 {
428         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
429
430         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
431                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
432                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
433                 list_del(&fs_devices->fs_list);
434                 free_fs_devices(fs_devices);
435         }
436 }
437
438 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
439                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
440 {
441         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
442
443         ASSERT(fsid);
444
445         /* Handle non-split brain cases */
446         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
447                 if (metadata_fsid) {
448                         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0
449                             && memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid,
450                                       BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
451                                 return fs_devices;
452                 } else {
453                         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
454                                 return fs_devices;
455                 }
456         }
457         return NULL;
458 }
459
460 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_with_metadata_uuid(
461                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
462 {
463
464         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
465
466         /*
467          * Handle scanned device having completed its fsid change but
468          * belonging to a fs_devices that was created by first scanning
469          * a device which didn't have its fsid/metadata_uuid changed
470          * at all and the CHANGING_FSID_V2 flag set.
471          */
472         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
473                 if (fs_devices->fsid_change &&
474                     memcmp(disk_super->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
475                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
476                     memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
477                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0) {
478                         return fs_devices;
479                 }
480         }
481         /*
482          * Handle scanned device having completed its fsid change but
483          * belonging to a fs_devices that was created by a device that
484          * has an outdated pair of fsid/metadata_uuid and
485          * CHANGING_FSID_V2 flag set.
486          */
487         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
488                 if (fs_devices->fsid_change &&
489                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid,
490                            fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
491                     memcmp(disk_super->metadata_uuid, fs_devices->metadata_uuid,
492                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0) {
493                         return fs_devices;
494                 }
495         }
496
497         return find_fsid(disk_super->fsid, disk_super->metadata_uuid);
498 }
499
500
501 static int
502 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, fmode_t flags, void *holder,
503                       int flush, struct block_device **bdev,
504                       struct btrfs_super_block **disk_super)
505 {
506         int ret;
507
508         *bdev = blkdev_get_by_path(device_path, flags, holder);
509
510         if (IS_ERR(*bdev)) {
511                 ret = PTR_ERR(*bdev);
512                 goto error;
513         }
514
515         if (flush)
516                 sync_blockdev(*bdev);
517         ret = set_blocksize(*bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
518         if (ret) {
519                 blkdev_put(*bdev, flags);
520                 goto error;
521         }
522         invalidate_bdev(*bdev);
523         *disk_super = btrfs_read_dev_super(*bdev);
524         if (IS_ERR(*disk_super)) {
525                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
526                 blkdev_put(*bdev, flags);
527                 goto error;
528         }
529
530         return 0;
531
532 error:
533         *bdev = NULL;
534         return ret;
535 }
536
537 static bool device_path_matched(const char *path, struct btrfs_device *device)
538 {
539         int found;
540
541         rcu_read_lock();
542         found = strcmp(rcu_str_deref(device->name), path);
543         rcu_read_unlock();
544
545         return found == 0;
546 }
547
548 /*
549  *  Search and remove all stale (devices which are not mounted) devices.
550  *  When both inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
551  *  path:       Optional. When provided will it release all unmounted devices
552  *              matching this path only.
553  *  skip_dev:   Optional. Will skip this device when searching for the stale
554  *              devices.
555  *  Return:     0 for success or if @path is NULL.
556  *              -EBUSY if @path is a mounted device.
557  *              -ENOENT if @path does not match any device in the list.
558  */
559 static int btrfs_free_stale_devices(const char *path,
560                                      struct btrfs_device *skip_device)
561 {
562         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
563         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
564         int ret = 0;
565
566         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
567
568         if (path)
569                 ret = -ENOENT;
570
571         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
572
573                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
574                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
575                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
576                         if (skip_device && skip_device == device)
577                                 continue;
578                         if (path && !device->name)
579                                 continue;
580                         if (path && !device_path_matched(path, device))
581                                 continue;
582                         if (fs_devices->opened) {
583                                 /* for an already deleted device return 0 */
584                                 if (path && ret != 0)
585                                         ret = -EBUSY;
586                                 break;
587                         }
588
589                         /* delete the stale device */
590                         fs_devices->num_devices--;
591                         list_del(&device->dev_list);
592                         btrfs_free_device(device);
593
594                         ret = 0;
595                 }
596                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
597
598                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
599                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
600                         list_del(&fs_devices->fs_list);
601                         free_fs_devices(fs_devices);
602                 }
603         }
604
605         return ret;
606 }
607
608 /*
609  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
610  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
611  * fs_devices->device_list_mutex here.
612  */
613 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
614                         struct btrfs_device *device, fmode_t flags,
615                         void *holder)
616 {
617         struct request_queue *q;
618         struct block_device *bdev;
619         struct btrfs_super_block *disk_super;
620         u64 devid;
621         int ret;
622
623         if (device->bdev)
624                 return -EINVAL;
625         if (!device->name)
626                 return -EINVAL;
627
628         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
629                                     &bdev, &disk_super);
630         if (ret)
631                 return ret;
632
633         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
634         if (devid != device->devid)
635                 goto error_free_page;
636
637         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
638                 goto error_free_page;
639
640         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
641
642         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
643                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
644                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
645                         pr_err(
646                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
647                         goto error_free_page;
648                 }
649
650                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
651                 fs_devices->seeding = true;
652         } else {
653                 if (bdev_read_only(bdev))
654                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
655                 else
656                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
657         }
658
659         q = bdev_get_queue(bdev);
660         if (!blk_queue_nonrot(q))
661                 fs_devices->rotating = true;
662
663         device->bdev = bdev;
664         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
665         device->mode = flags;
666
667         fs_devices->open_devices++;
668         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
669             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
670                 fs_devices->rw_devices++;
671                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
672         }
673         btrfs_release_disk_super(disk_super);
674
675         return 0;
676
677 error_free_page:
678         btrfs_release_disk_super(disk_super);
679         blkdev_put(bdev, flags);
680
681         return -EINVAL;
682 }
683
684 /*
685  * Handle scanned device having its CHANGING_FSID_V2 flag set and the fs_devices
686  * being created with a disk that has already completed its fsid change. Such
687  * disk can belong to an fs which has its FSID changed or to one which doesn't.
688  * Handle both cases here.
689  */
690 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_inprogress(
691                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
692 {
693         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
694
695         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
696                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
697                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
698                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->fsid,
699                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 && !fs_devices->fsid_change) {
700                         return fs_devices;
701                 }
702         }
703
704         return find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
705 }
706
707
708 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_changed(
709                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
710 {
711         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
712
713         /*
714          * Handles the case where scanned device is part of an fs that had
715          * multiple successful changes of FSID but currently device didn't
716          * observe it. Meaning our fsid will be different than theirs. We need
717          * to handle two subcases :
718          *  1 - The fs still continues to have different METADATA/FSID uuids.
719          *  2 - The fs is switched back to its original FSID (METADATA/FSID
720          *  are equal).
721          */
722         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
723                 /* Changed UUIDs */
724                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
725                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
726                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->metadata_uuid,
727                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
728                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
729                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
730                         return fs_devices;
731
732                 /* Unchanged UUIDs */
733                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
734                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
735                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->metadata_uuid,
736                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
737                         return fs_devices;
738         }
739
740         return NULL;
741 }
742
743 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_reverted_metadata(
744                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
745 {
746         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
747
748         /*
749          * Handle the case where the scanned device is part of an fs whose last
750          * metadata UUID change reverted it to the original FSID. At the same
751          * time * fs_devices was first created by another constitutent device
752          * which didn't fully observe the operation. This results in an
753          * btrfs_fs_devices created with metadata/fsid different AND
754          * btrfs_fs_devices::fsid_change set AND the metadata_uuid of the
755          * fs_devices equal to the FSID of the disk.
756          */
757         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
758                 if (memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
759                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
760                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->fsid,
761                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
762                     fs_devices->fsid_change)
763                         return fs_devices;
764         }
765
766         return NULL;
767 }
768 /*
769  * Add new device to list of registered devices
770  *
771  * Returns:
772  * device pointer which was just added or updated when successful
773  * error pointer when failed
774  */
775 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
776                            struct btrfs_super_block *disk_super,
777                            bool *new_device_added)
778 {
779         struct btrfs_device *device;
780         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
781         struct rcu_string *name;
782         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
783         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
784         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
785                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
786         bool fsid_change_in_progress = (btrfs_super_flags(disk_super) &
787                                         BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2);
788
789         if (fsid_change_in_progress) {
790                 if (!has_metadata_uuid)
791                         fs_devices = find_fsid_inprogress(disk_super);
792                 else
793                         fs_devices = find_fsid_changed(disk_super);
794         } else if (has_metadata_uuid) {
795                 fs_devices = find_fsid_with_metadata_uuid(disk_super);
796         } else {
797                 fs_devices = find_fsid_reverted_metadata(disk_super);
798                 if (!fs_devices)
799                         fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
800         }
801
802
803         if (!fs_devices) {
804                 if (has_metadata_uuid)
805                         fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid,
806                                                       disk_super->metadata_uuid);
807                 else
808                         fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid, NULL);
809
810                 if (IS_ERR(fs_devices))
811                         return ERR_CAST(fs_devices);
812
813                 fs_devices->fsid_change = fsid_change_in_progress;
814
815                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
816                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
817
818                 device = NULL;
819         } else {
820                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
821                         .devid = devid,
822                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
823                 };
824
825                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
826                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
827
828                 /*
829                  * If this disk has been pulled into an fs devices created by
830                  * a device which had the CHANGING_FSID_V2 flag then replace the
831                  * metadata_uuid/fsid values of the fs_devices.
832                  */
833                 if (fs_devices->fsid_change &&
834                     found_transid > fs_devices->latest_generation) {
835                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
836                                         BTRFS_FSID_SIZE);
837
838                         if (has_metadata_uuid)
839                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
840                                        disk_super->metadata_uuid,
841                                        BTRFS_FSID_SIZE);
842                         else
843                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
844                                        disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
845
846                         fs_devices->fsid_change = false;
847                 }
848         }
849
850         if (!device) {
851                 if (fs_devices->opened) {
852                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
853                         return ERR_PTR(-EBUSY);
854                 }
855
856                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
857                                             disk_super->dev_item.uuid);
858                 if (IS_ERR(device)) {
859                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
860                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
861                         return device;
862                 }
863
864                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
865                 if (!name) {
866                         btrfs_free_device(device);
867                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
868                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
869                 }
870                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
871
872                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
873                 fs_devices->num_devices++;
874
875                 device->fs_devices = fs_devices;
876                 *new_device_added = true;
877
878                 if (disk_super->label[0])
879                         pr_info(
880         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
881                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
882                                 current->comm, task_pid_nr(current));
883                 else
884                         pr_info(
885         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
886                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
887                                 current->comm, task_pid_nr(current));
888
889         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
890                 /*
891                  * When FS is already mounted.
892                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
893                  *    means this device was missing at time of FS mount.
894                  * 2. If you are here and if the device->name is different
895                  *    from 'path' that means either
896                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
897                  *         different name. or
898                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
899                  *         reappeared now.
900                  *
901                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
902                  * and unintentional.
903                  *
904                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
905                  * would have missed some transaction when it was away and
906                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
907                  * 2b must not be allowed at all time.
908                  */
909
910                 /*
911                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
912                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
913                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
914                  * when we reject replacement on a mounted FS.
915                  */
916                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
917                         /*
918                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
919                          * are here, that means there is more than one
920                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
921                          * with larger generation number or the last-in if
922                          * generation are equal.
923                          */
924                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
925                         return ERR_PTR(-EEXIST);
926                 }
927
928                 /*
929                  * We are going to replace the device path for a given devid,
930                  * make sure it's the same device if the device is mounted
931                  */
932                 if (device->bdev) {
933                         int error;
934                         dev_t path_dev;
935
936                         error = lookup_bdev(path, &path_dev);
937                         if (error) {
938                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
939                                 return ERR_PTR(error);
940                         }
941
942                         if (device->bdev->bd_dev != path_dev) {
943                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
944                                 /*
945                                  * device->fs_info may not be reliable here, so
946                                  * pass in a NULL instead. This avoids a
947                                  * possible use-after-free when the fs_info and
948                                  * fs_info->sb are already torn down.
949                                  */
950                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
951         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
952                                                   path, devid, found_transid,
953                                                   current->comm,
954                                                   task_pid_nr(current));
955                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
956                         }
957                         btrfs_info_in_rcu(device->fs_info,
958         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
959                                           devid, rcu_str_deref(device->name),
960                                           path, current->comm,
961                                           task_pid_nr(current));
962                 }
963
964                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
965                 if (!name) {
966                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
967                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
968                 }
969                 rcu_string_free(device->name);
970                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
971                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
972                         fs_devices->missing_devices--;
973                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
974                 }
975         }
976
977         /*
978          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
979          * generation along with most of the other members. So just update
980          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
981          * (as above).
982          */
983         if (!fs_devices->opened) {
984                 device->generation = found_transid;
985                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
986                                                 fs_devices->latest_generation);
987         }
988
989         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
990
991         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
992         return device;
993 }
994
995 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
996 {
997         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
998         struct btrfs_device *device;
999         struct btrfs_device *orig_dev;
1000         int ret = 0;
1001
1002         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1003
1004         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid, NULL);
1005         if (IS_ERR(fs_devices))
1006                 return fs_devices;
1007
1008         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
1009
1010         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
1011                 struct rcu_string *name;
1012
1013                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
1014                                             orig_dev->uuid);
1015                 if (IS_ERR(device)) {
1016                         ret = PTR_ERR(device);
1017                         goto error;
1018                 }
1019
1020                 /*
1021                  * This is ok to do without rcu read locked because we hold the
1022                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
1023                  */
1024                 if (orig_dev->name) {
1025                         name = rcu_string_strdup(orig_dev->name->str,
1026                                         GFP_KERNEL);
1027                         if (!name) {
1028                                 btrfs_free_device(device);
1029                                 ret = -ENOMEM;
1030                                 goto error;
1031                         }
1032                         rcu_assign_pointer(device->name, name);
1033                 }
1034
1035                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
1036                 device->fs_devices = fs_devices;
1037                 fs_devices->num_devices++;
1038         }
1039         return fs_devices;
1040 error:
1041         free_fs_devices(fs_devices);
1042         return ERR_PTR(ret);
1043 }
1044
1045 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1046                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1047 {
1048         struct btrfs_device *device, *next;
1049
1050         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1051         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1052                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1053                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1054                                       &device->dev_state) &&
1055                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1056                                       &device->dev_state) &&
1057                             (!*latest_dev ||
1058                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1059                                 *latest_dev = device;
1060                         }
1061                         continue;
1062                 }
1063
1064                 /*
1065                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1066                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1067                  */
1068                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1069                         continue;
1070
1071                 if (device->bdev) {
1072                         blkdev_put(device->bdev, device->mode);
1073                         device->bdev = NULL;
1074                         fs_devices->open_devices--;
1075                 }
1076                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1077                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1078                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1079                         fs_devices->rw_devices--;
1080                 }
1081                 list_del_init(&device->dev_list);
1082                 fs_devices->num_devices--;
1083                 btrfs_free_device(device);
1084         }
1085
1086 }
1087
1088 /*
1089  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1090  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1091  */
1092 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1093 {
1094         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1095         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1096
1097         mutex_lock(&uuid_mutex);
1098         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1099
1100         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1101                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1102
1103         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1104
1105         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1106 }
1107
1108 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1109 {
1110         if (!device->bdev)
1111                 return;
1112
1113         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1114                 sync_blockdev(device->bdev);
1115                 invalidate_bdev(device->bdev);
1116         }
1117
1118         blkdev_put(device->bdev, device->mode);
1119 }
1120
1121 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1122 {
1123         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1124
1125         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1126             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1127                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1128                 fs_devices->rw_devices--;
1129         }
1130
1131         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1132                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1133
1134         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1135                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1136                 fs_devices->missing_devices--;
1137         }
1138
1139         btrfs_close_bdev(device);
1140         if (device->bdev) {
1141                 fs_devices->open_devices--;
1142                 device->bdev = NULL;
1143         }
1144         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1145         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1146
1147         device->fs_info = NULL;
1148         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1149         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1150
1151         /*
1152          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1153          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1154          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1155          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1156          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1157          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1158          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1159          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1160          * unsafe super blocks.
1161          */
1162         device->last_flush_error = 0;
1163
1164         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1165         ASSERT(!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1166         ASSERT(!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1167         ASSERT(list_empty(&device->dev_alloc_list));
1168         ASSERT(list_empty(&device->post_commit_list));
1169 }
1170
1171 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1172 {
1173         struct btrfs_device *device, *tmp;
1174
1175         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1176
1177         if (--fs_devices->opened > 0)
1178                 return;
1179
1180         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1181                 btrfs_close_one_device(device);
1182
1183         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1184         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1185         fs_devices->opened = 0;
1186         fs_devices->seeding = false;
1187         fs_devices->fs_info = NULL;
1188 }
1189
1190 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1191 {
1192         LIST_HEAD(list);
1193         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1194
1195         mutex_lock(&uuid_mutex);
1196         close_fs_devices(fs_devices);
1197         if (!fs_devices->opened)
1198                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1199
1200         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1201                 close_fs_devices(fs_devices);
1202                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1203                 free_fs_devices(fs_devices);
1204         }
1205         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1206 }
1207
1208 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1209                                 fmode_t flags, void *holder)
1210 {
1211         struct btrfs_device *device;
1212         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1213         struct btrfs_device *tmp_device;
1214
1215         flags |= FMODE_EXCL;
1216
1217         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1218                                  dev_list) {
1219                 int ret;
1220
1221                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1222                 if (ret == 0 &&
1223                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1224                         latest_dev = device;
1225                 } else if (ret == -ENODATA) {
1226                         fs_devices->num_devices--;
1227                         list_del(&device->dev_list);
1228                         btrfs_free_device(device);
1229                 }
1230         }
1231         if (fs_devices->open_devices == 0)
1232                 return -EINVAL;
1233
1234         fs_devices->opened = 1;
1235         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1236         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1237         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1238         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1244                      const struct list_head *b)
1245 {
1246         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1247
1248         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1249         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1250
1251         if (dev1->devid < dev2->devid)
1252                 return -1;
1253         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1254                 return 1;
1255         return 0;
1256 }
1257
1258 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1259                        fmode_t flags, void *holder)
1260 {
1261         int ret;
1262
1263         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1264         /*
1265          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1266          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1267          *
1268          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1269          * exclusion is provided by uuid_mutex
1270          */
1271
1272         if (fs_devices->opened) {
1273                 fs_devices->opened++;
1274                 ret = 0;
1275         } else {
1276                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1277                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1278         }
1279
1280         return ret;
1281 }
1282
1283 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1284 {
1285         struct page *page = virt_to_page(super);
1286
1287         put_page(page);
1288 }
1289
1290 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1291                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1292 {
1293         struct btrfs_super_block *disk_super;
1294         struct page *page;
1295         void *p;
1296         pgoff_t index;
1297
1298         /* make sure our super fits in the device */
1299         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1300                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1301
1302         /* make sure our super fits in the page */
1303         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1304                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1305
1306         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1307         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1308         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1309                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1310
1311         /* pull in the page with our super */
1312         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1313
1314         if (IS_ERR(page))
1315                 return ERR_CAST(page);
1316
1317         p = page_address(page);
1318
1319         /* align our pointer to the offset of the super block */
1320         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1321
1322         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1323             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1324                 btrfs_release_disk_super(p);
1325                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1326         }
1327
1328         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1329                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1330
1331         return disk_super;
1332 }
1333
1334 int btrfs_forget_devices(const char *path)
1335 {
1336         int ret;
1337
1338         mutex_lock(&uuid_mutex);
1339         ret = btrfs_free_stale_devices(strlen(path) ? path : NULL, NULL);
1340         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1341
1342         return ret;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1347  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1348  * is read via pagecache
1349  */
1350 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, fmode_t flags,
1351                                            void *holder)
1352 {
1353         struct btrfs_super_block *disk_super;
1354         bool new_device_added = false;
1355         struct btrfs_device *device = NULL;
1356         struct block_device *bdev;
1357         u64 bytenr, bytenr_orig;
1358         int ret;
1359
1360         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1361
1362         /*
1363          * we would like to check all the supers, but that would make
1364          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1365          * So, we need to add a special mount option to scan for
1366          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1367          */
1368         flags |= FMODE_EXCL;
1369
1370         bdev = blkdev_get_by_path(path, flags, holder);
1371         if (IS_ERR(bdev))
1372                 return ERR_CAST(bdev);
1373
1374         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1375         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev, 0, READ, &bytenr);
1376         if (ret) {
1377                 device = ERR_PTR(ret);
1378                 goto error_bdev_put;
1379         }
1380
1381         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr_orig);
1382         if (IS_ERR(disk_super)) {
1383                 device = ERR_CAST(disk_super);
1384                 goto error_bdev_put;
1385         }
1386
1387         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1388         if (!IS_ERR(device)) {
1389                 if (new_device_added)
1390                         btrfs_free_stale_devices(path, device);
1391         }
1392
1393         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1394
1395 error_bdev_put:
1396         blkdev_put(bdev, flags);
1397
1398         return device;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1403  * such is found, record the end of it in *start
1404  */
1405 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1406                                     u64 len)
1407 {
1408         u64 physical_start, physical_end;
1409
1410         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1411
1412         if (!find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1413                                    &physical_start, &physical_end,
1414                                    CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1415
1416                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1417                     in_range(*start, physical_start,
1418                              physical_end - physical_start)) {
1419                         *start = physical_end + 1;
1420                         return true;
1421                 }
1422         }
1423         return false;
1424 }
1425
1426 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device, u64 start)
1427 {
1428         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1429         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1430                 /*
1431                  * We don't want to overwrite the superblock on the drive nor
1432                  * any area used by the boot loader (grub for example), so we
1433                  * make sure to start at an offset of at least 1MB.
1434                  */
1435                 return max_t(u64, start, SZ_1M);
1436         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1437                 /*
1438                  * We don't care about the starting region like regular
1439                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1440                  * for superblock logging.
1441                  */
1442                 return ALIGN(start, device->zone_info->zone_size);
1443         default:
1444                 BUG();
1445         }
1446 }
1447
1448 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1449                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1450                                         u64 num_bytes)
1451 {
1452         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1453         u64 pos;
1454         int ret;
1455         bool changed = false;
1456
1457         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1458
1459         while (*hole_size > 0) {
1460                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1461                                                    *hole_start + *hole_size,
1462                                                    num_bytes);
1463                 if (pos != *hole_start) {
1464                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1465                         *hole_start = pos;
1466                         changed = true;
1467                         if (*hole_size < num_bytes)
1468                                 break;
1469                 }
1470
1471                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1472
1473                 /* Range is ensured to be empty */
1474                 if (!ret)
1475                         return changed;
1476
1477                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1478                 if (ret == -ERANGE) {
1479                         *hole_start += *hole_size;
1480                         *hole_size = 0;
1481                         return true;
1482                 }
1483
1484                 *hole_start += zone_size;
1485                 *hole_size -= zone_size;
1486                 changed = true;
1487         }
1488
1489         return changed;
1490 }
1491
1492 /**
1493  * dev_extent_hole_check - check if specified hole is suitable for allocation
1494  * @device:     the device which we have the hole
1495  * @hole_start: starting position of the hole
1496  * @hole_size:  the size of the hole
1497  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1498  *
1499  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1500  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1501  */
1502 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1503                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1504 {
1505         bool changed = false;
1506         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1507
1508         for (;;) {
1509                 /*
1510                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1511                  * sending back this offset anyway.
1512                  */
1513                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1514                         if (hole_end >= *hole_start)
1515                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1516                         else
1517                                 *hole_size = 0;
1518                         changed = true;
1519                 }
1520
1521                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1522                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1523                         /* No extra check */
1524                         break;
1525                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1526                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1527                                                         hole_size, num_bytes)) {
1528                                 changed = true;
1529                                 /*
1530                                  * The changed hole can contain pending extent.
1531                                  * Loop again to check that.
1532                                  */
1533                                 continue;
1534                         }
1535                         break;
1536                 default:
1537                         BUG();
1538                 }
1539
1540                 break;
1541         }
1542
1543         return changed;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * find_free_dev_extent_start - find free space in the specified device
1548  * @device:       the device which we search the free space in
1549  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1550  * @search_start: the position from which to begin the search
1551  * @start:        store the start of the free space.
1552  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1553  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1554  *
1555  * this uses a pretty simple search, the expectation is that it is
1556  * called very infrequently and that a given device has a small number
1557  * of extents
1558  *
1559  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1560  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1561  * of the max free space.
1562  *
1563  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1564  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1565  * the max free space.
1566  *
1567  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1568  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1569  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1570  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1571  * is not reported as available.
1572  */
1573 static int find_free_dev_extent_start(struct btrfs_device *device,
1574                                 u64 num_bytes, u64 search_start, u64 *start,
1575                                 u64 *len)
1576 {
1577         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1578         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1579         struct btrfs_key key;
1580         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1581         struct btrfs_path *path;
1582         u64 hole_size;
1583         u64 max_hole_start;
1584         u64 max_hole_size;
1585         u64 extent_end;
1586         u64 search_end = device->total_bytes;
1587         int ret;
1588         int slot;
1589         struct extent_buffer *l;
1590
1591         search_start = dev_extent_search_start(device, search_start);
1592
1593         WARN_ON(device->zone_info &&
1594                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1595
1596         path = btrfs_alloc_path();
1597         if (!path)
1598                 return -ENOMEM;
1599
1600         max_hole_start = search_start;
1601         max_hole_size = 0;
1602
1603 again:
1604         if (search_start >= search_end ||
1605                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1606                 ret = -ENOSPC;
1607                 goto out;
1608         }
1609
1610         path->reada = READA_FORWARD;
1611         path->search_commit_root = 1;
1612         path->skip_locking = 1;
1613
1614         key.objectid = device->devid;
1615         key.offset = search_start;
1616         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1617
1618         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1619         if (ret < 0)
1620                 goto out;
1621
1622         while (1) {
1623                 l = path->nodes[0];
1624                 slot = path->slots[0];
1625                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1626                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1627                         if (ret == 0)
1628                                 continue;
1629                         if (ret < 0)
1630                                 goto out;
1631
1632                         break;
1633                 }
1634                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1635
1636                 if (key.objectid < device->devid)
1637                         goto next;
1638
1639                 if (key.objectid > device->devid)
1640                         break;
1641
1642                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1643                         goto next;
1644
1645                 if (key.offset > search_start) {
1646                         hole_size = key.offset - search_start;
1647                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1648                                               num_bytes);
1649
1650                         if (hole_size > max_hole_size) {
1651                                 max_hole_start = search_start;
1652                                 max_hole_size = hole_size;
1653                         }
1654
1655                         /*
1656                          * If this free space is greater than which we need,
1657                          * it must be the max free space that we have found
1658                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1659                          * of this free space and the length of this free space
1660                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1661                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1662                          * caller.
1663                          */
1664                         if (hole_size >= num_bytes) {
1665                                 ret = 0;
1666                                 goto out;
1667                         }
1668                 }
1669
1670                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1671                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1672                                                                   dev_extent);
1673                 if (extent_end > search_start)
1674                         search_start = extent_end;
1675 next:
1676                 path->slots[0]++;
1677                 cond_resched();
1678         }
1679
1680         /*
1681          * At this point, search_start should be the end of
1682          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1683          * search_end may be smaller than search_start.
1684          */
1685         if (search_end > search_start) {
1686                 hole_size = search_end - search_start;
1687                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1688                                           num_bytes)) {
1689                         btrfs_release_path(path);
1690                         goto again;
1691                 }
1692
1693                 if (hole_size > max_hole_size) {
1694                         max_hole_start = search_start;
1695                         max_hole_size = hole_size;
1696                 }
1697         }
1698
1699         /* See above. */
1700         if (max_hole_size < num_bytes)
1701                 ret = -ENOSPC;
1702         else
1703                 ret = 0;
1704
1705 out:
1706         btrfs_free_path(path);
1707         *start = max_hole_start;
1708         if (len)
1709                 *len = max_hole_size;
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1714                          u64 *start, u64 *len)
1715 {
1716         /* FIXME use last free of some kind */
1717         return find_free_dev_extent_start(device, num_bytes, 0, start, len);
1718 }
1719
1720 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1721                           struct btrfs_device *device,
1722                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1723 {
1724         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1725         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1726         int ret;
1727         struct btrfs_path *path;
1728         struct btrfs_key key;
1729         struct btrfs_key found_key;
1730         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1731         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1732
1733         path = btrfs_alloc_path();
1734         if (!path)
1735                 return -ENOMEM;
1736
1737         key.objectid = device->devid;
1738         key.offset = start;
1739         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1740 again:
1741         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1742         if (ret > 0) {
1743                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1744                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1745                 if (ret)
1746                         goto out;
1747                 leaf = path->nodes[0];
1748                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1749                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1750                                         struct btrfs_dev_extent);
1751                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1752                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1753                 key = found_key;
1754                 btrfs_release_path(path);
1755                 goto again;
1756         } else if (ret == 0) {
1757                 leaf = path->nodes[0];
1758                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1759                                         struct btrfs_dev_extent);
1760         } else {
1761                 goto out;
1762         }
1763
1764         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1765
1766         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1767         if (ret == 0)
1768                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1769 out:
1770         btrfs_free_path(path);
1771         return ret;
1772 }
1773
1774 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1775 {
1776         struct extent_map_tree *em_tree;
1777         struct extent_map *em;
1778         struct rb_node *n;
1779         u64 ret = 0;
1780
1781         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1782         read_lock(&em_tree->lock);
1783         n = rb_last(&em_tree->map.rb_root);
1784         if (n) {
1785                 em = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
1786                 ret = em->start + em->len;
1787         }
1788         read_unlock(&em_tree->lock);
1789
1790         return ret;
1791 }
1792
1793 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1794                                     u64 *devid_ret)
1795 {
1796         int ret;
1797         struct btrfs_key key;
1798         struct btrfs_key found_key;
1799         struct btrfs_path *path;
1800
1801         path = btrfs_alloc_path();
1802         if (!path)
1803                 return -ENOMEM;
1804
1805         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1806         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1807         key.offset = (u64)-1;
1808
1809         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1810         if (ret < 0)
1811                 goto error;
1812
1813         if (ret == 0) {
1814                 /* Corruption */
1815                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1816                 ret = -EUCLEAN;
1817                 goto error;
1818         }
1819
1820         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1821                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1822                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1823         if (ret) {
1824                 *devid_ret = 1;
1825         } else {
1826                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1827                                       path->slots[0]);
1828                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1829         }
1830         ret = 0;
1831 error:
1832         btrfs_free_path(path);
1833         return ret;
1834 }
1835
1836 /*
1837  * the device information is stored in the chunk root
1838  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1839  */
1840 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1841                             struct btrfs_device *device)
1842 {
1843         int ret;
1844         struct btrfs_path *path;
1845         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1846         struct extent_buffer *leaf;
1847         struct btrfs_key key;
1848         unsigned long ptr;
1849
1850         path = btrfs_alloc_path();
1851         if (!path)
1852                 return -ENOMEM;
1853
1854         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1855         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1856         key.offset = device->devid;
1857
1858         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1859         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1860                                       &key, sizeof(*dev_item));
1861         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1862         if (ret)
1863                 goto out;
1864
1865         leaf = path->nodes[0];
1866         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1867
1868         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1869         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1870         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1871         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1872         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1873         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1874         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1875                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1876         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1877                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1878         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1879         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1880         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1881         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1882
1883         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1884         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1885         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1886         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1887                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1888         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
1889
1890         ret = 0;
1891 out:
1892         btrfs_free_path(path);
1893         return ret;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1898  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1899  *
1900  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1901  */
1902 static void update_dev_time(const char *device_path)
1903 {
1904         struct path path;
1905         struct timespec64 now;
1906         int ret;
1907
1908         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1909         if (ret)
1910                 return;
1911
1912         now = current_time(d_inode(path.dentry));
1913         inode_update_time(d_inode(path.dentry), &now, S_MTIME | S_CTIME);
1914         path_put(&path);
1915 }
1916
1917 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_device *device)
1918 {
1919         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1920         int ret;
1921         struct btrfs_path *path;
1922         struct btrfs_key key;
1923         struct btrfs_trans_handle *trans;
1924
1925         path = btrfs_alloc_path();
1926         if (!path)
1927                 return -ENOMEM;
1928
1929         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
1930         if (IS_ERR(trans)) {
1931                 btrfs_free_path(path);
1932                 return PTR_ERR(trans);
1933         }
1934         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1935         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1936         key.offset = device->devid;
1937
1938         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1939         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1940         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1941         if (ret) {
1942                 if (ret > 0)
1943                         ret = -ENOENT;
1944                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
1945                 btrfs_end_transaction(trans);
1946                 goto out;
1947         }
1948
1949         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1950         if (ret) {
1951                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
1952                 btrfs_end_transaction(trans);
1953         }
1954
1955 out:
1956         btrfs_free_path(path);
1957         if (!ret)
1958                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
1959         return ret;
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1964  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1965  * replace.
1966  */
1967 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1968                 u64 num_devices)
1969 {
1970         u64 all_avail;
1971         unsigned seq;
1972         int i;
1973
1974         do {
1975                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1976
1977                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1978                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1979                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1980         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1981
1982         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1983                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1984                         continue;
1985
1986                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1987                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1988         }
1989
1990         return 0;
1991 }
1992
1993 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1994                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1995 {
1996         struct btrfs_device *next_device;
1997
1998         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1999                 if (next_device != device &&
2000                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
2001                     && next_device->bdev)
2002                         return next_device;
2003         }
2004
2005         return NULL;
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2010  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2011  * where this function called, there should be always be another device (or
2012  * this_dev) which is active.
2013  */
2014 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2015                                             struct btrfs_device *next_device)
2016 {
2017         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2018
2019         if (!next_device)
2020                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2021                                                             device);
2022         ASSERT(next_device);
2023
2024         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2025                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2026                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2027
2028         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2029                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2034  * currently replaced.
2035  */
2036 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2037 {
2038         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2039
2040         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2041         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2042                 ASSERT(num_devices > 1);
2043                 num_devices--;
2044         }
2045         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2046
2047         return num_devices;
2048 }
2049
2050 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2051                                struct block_device *bdev,
2052                                const char *device_path)
2053 {
2054         struct btrfs_super_block *disk_super;
2055         int copy_num;
2056
2057         if (!bdev)
2058                 return;
2059
2060         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2061                 struct page *page;
2062                 int ret;
2063
2064                 disk_super = btrfs_read_dev_one_super(bdev, copy_num);
2065                 if (IS_ERR(disk_super))
2066                         continue;
2067
2068                 if (bdev_is_zoned(bdev)) {
2069                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2070                         continue;
2071                 }
2072
2073                 memset(&disk_super->magic, 0, sizeof(disk_super->magic));
2074
2075                 page = virt_to_page(disk_super);
2076                 set_page_dirty(page);
2077                 lock_page(page);
2078                 /* write_on_page() unlocks the page */
2079                 ret = write_one_page(page);
2080                 if (ret)
2081                         btrfs_warn(fs_info,
2082                                 "error clearing superblock number %d (%d)",
2083                                 copy_num, ret);
2084                 btrfs_release_disk_super(disk_super);
2085
2086         }
2087
2088         /* Notify udev that device has changed */
2089         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2090
2091         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2092         update_dev_time(device_path);
2093 }
2094
2095 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2096                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2097                     struct block_device **bdev, fmode_t *mode)
2098 {
2099         struct btrfs_device *device;
2100         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2101         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2102         u64 num_devices;
2103         int ret = 0;
2104
2105         /*
2106          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2107          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2108          * filesystem and another device rm cannot run.
2109          */
2110         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2111
2112         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2113         if (ret)
2114                 goto out;
2115
2116         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2117         if (!device) {
2118                 if (args->missing)
2119                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2120                 else
2121                         ret = -ENOENT;
2122                 goto out;
2123         }
2124
2125         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2126                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2127                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2128                                   rcu_str_deref(device->name), device->devid);
2129                 ret = -ETXTBSY;
2130                 goto out;
2131         }
2132
2133         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2134                 ret = BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2135                 goto out;
2136         }
2137
2138         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2139             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1) {
2140                 ret = BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2141                 goto out;
2142         }
2143
2144         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2145                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2146                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2147                 device->fs_devices->rw_devices--;
2148                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2149         }
2150
2151         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2152         if (ret)
2153                 goto error_undo;
2154
2155         /*
2156          * TODO: the superblock still includes this device in its num_devices
2157          * counter although write_all_supers() is not locked out. This
2158          * could give a filesystem state which requires a degraded mount.
2159          */
2160         ret = btrfs_rm_dev_item(device);
2161         if (ret)
2162                 goto error_undo;
2163
2164         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2165         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2166
2167         /*
2168          * the device list mutex makes sure that we don't change
2169          * the device list while someone else is writing out all
2170          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2171          * lock the device list mutex before getting the number of
2172          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2173          * whoever updates the number of devices in the super block
2174          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2175          */
2176
2177         /*
2178          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2179          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2180          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2181          */
2182         cur_devices = device->fs_devices;
2183         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2184         list_del_rcu(&device->dev_list);
2185
2186         cur_devices->num_devices--;
2187         cur_devices->total_devices--;
2188         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2189         if (cur_devices != fs_devices)
2190                 fs_devices->total_devices--;
2191
2192         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2193                 cur_devices->missing_devices--;
2194
2195         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2196
2197         if (device->bdev) {
2198                 cur_devices->open_devices--;
2199                 /* remove sysfs entry */
2200                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2201         }
2202
2203         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2204         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2205         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2206
2207         /*
2208          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2209          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2210          * free the device.
2211          *
2212          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2213          * write lock, and blkdev_put() will pull in the ->open_mutex on the
2214          * block device and it's dependencies.  Instead just flush the device
2215          * and let the caller do the final blkdev_put.
2216          */
2217         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2218                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2219                                           device->name->str);
2220                 if (device->bdev) {
2221                         sync_blockdev(device->bdev);
2222                         invalidate_bdev(device->bdev);
2223                 }
2224         }
2225
2226         *bdev = device->bdev;
2227         *mode = device->mode;
2228         synchronize_rcu();
2229         btrfs_free_device(device);
2230
2231         /*
2232          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2233          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2234          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2235          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2236          * remove it from our list and free the fs_devices.
2237          */
2238         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2239                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2240                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2241                 cur_devices->opened--;
2242                 free_fs_devices(cur_devices);
2243         }
2244
2245 out:
2246         return ret;
2247
2248 error_undo:
2249         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2250                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2251                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2252                          &fs_devices->alloc_list);
2253                 device->fs_devices->rw_devices++;
2254                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2255         }
2256         goto out;
2257 }
2258
2259 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2260 {
2261         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2262
2263         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2264
2265         /*
2266          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2267          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2268          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2269          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2270          */
2271         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2272
2273         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2274         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2275         fs_devices->num_devices--;
2276         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2277                 fs_devices->missing_devices--;
2278
2279         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2280                 fs_devices->rw_devices--;
2281
2282         if (srcdev->bdev)
2283                 fs_devices->open_devices--;
2284 }
2285
2286 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2287 {
2288         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2289
2290         mutex_lock(&uuid_mutex);
2291
2292         btrfs_close_bdev(srcdev);
2293         synchronize_rcu();
2294         btrfs_free_device(srcdev);
2295
2296         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2297         if (!fs_devices->num_devices) {
2298                 /*
2299                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2300                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2301                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2302                  * device left under the seed FS.
2303                  */
2304                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2305
2306                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2307                 close_fs_devices(fs_devices);
2308                 free_fs_devices(fs_devices);
2309         }
2310         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2311 }
2312
2313 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2314 {
2315         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2316
2317         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2318
2319         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2320
2321         if (tgtdev->bdev)
2322                 fs_devices->open_devices--;
2323
2324         fs_devices->num_devices--;
2325
2326         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2327
2328         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2329
2330         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2331
2332         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2333                                   tgtdev->name->str);
2334
2335         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2336         synchronize_rcu();
2337         btrfs_free_device(tgtdev);
2338 }
2339
2340 /**
2341  * Populate args from device at path
2342  *
2343  * @fs_info:    the filesystem
2344  * @args:       the args to populate
2345  * @path:       the path to the device
2346  *
2347  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2348  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2349  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2350  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2351  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2352  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2353  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2354  * uuid buffers.
2355  *
2356  * Return: 0 for success, -errno for failure
2357  */
2358 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2359                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2360                                  const char *path)
2361 {
2362         struct btrfs_super_block *disk_super;
2363         struct block_device *bdev;
2364         int ret;
2365
2366         if (!path || !path[0])
2367                 return -EINVAL;
2368         if (!strcmp(path, "missing")) {
2369                 args->missing = true;
2370                 return 0;
2371         }
2372
2373         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2374         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2375         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2376                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2377                 return -ENOMEM;
2378         }
2379
2380         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, FMODE_READ, fs_info->bdev_holder, 0,
2381                                     &bdev, &disk_super);
2382         if (ret)
2383                 return ret;
2384         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2385         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2386         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2387                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2388         else
2389                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2390         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2391         blkdev_put(bdev, FMODE_READ);
2392         return 0;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2397  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2398  * that don't need to be freed.
2399  */
2400 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2401 {
2402         kfree(args->uuid);
2403         kfree(args->fsid);
2404         args->uuid = NULL;
2405         args->fsid = NULL;
2406 }
2407
2408 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2409                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2410                 const char *device_path)
2411 {
2412         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2413         struct btrfs_device *device;
2414         int ret;
2415
2416         if (devid) {
2417                 args.devid = devid;
2418                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2419                 if (!device)
2420                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2421                 return device;
2422         }
2423
2424         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2425         if (ret)
2426                 return ERR_PTR(ret);
2427         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2428         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2429         if (!device)
2430                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2431         return device;
2432 }
2433
2434 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2435 {
2436         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2437         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2438         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2439
2440         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2441         if (!fs_devices->seeding)
2442                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2443
2444         /*
2445          * Private copy of the seed devices, anchored at
2446          * fs_info->fs_devices->seed_list
2447          */
2448         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL, NULL);
2449         if (IS_ERR(seed_devices))
2450                 return seed_devices;
2451
2452         /*
2453          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2454          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2455          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2456          * multiple fs seed.
2457          */
2458         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2459         if (IS_ERR(old_devices)) {
2460                 kfree(seed_devices);
2461                 return old_devices;
2462         }
2463
2464         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2465
2466         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2467         seed_devices->opened = 1;
2468         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2469         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2470         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2471
2472         return seed_devices;
2473 }
2474
2475 /*
2476  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2477  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2478  */
2479 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2480                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2481 {
2482         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2483         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2484         struct btrfs_device *device;
2485         u64 super_flags;
2486
2487         /*
2488          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2489          * could race, so uuid_mutex is needed.
2490          */
2491         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2492
2493         /*
2494          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2495          * device_list_mutex:
2496          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2497          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2498          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2499          *
2500          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2501          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2502          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2503          * - btrfs_get_dev_stats()
2504          */
2505         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2506
2507         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2508                               synchronize_rcu);
2509         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2510                 device->fs_devices = seed_devices;
2511
2512         fs_devices->seeding = false;
2513         fs_devices->num_devices = 0;
2514         fs_devices->open_devices = 0;
2515         fs_devices->missing_devices = 0;
2516         fs_devices->rotating = false;
2517         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2518
2519         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2520         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2521         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2522
2523         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2524                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2525         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2526 }
2527
2528 /*
2529  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2530  */
2531 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2532 {
2533         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2534         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2535         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2536         struct btrfs_path *path;
2537         struct extent_buffer *leaf;
2538         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2539         struct btrfs_device *device;
2540         struct btrfs_key key;
2541         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2542         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2543         int ret;
2544
2545         path = btrfs_alloc_path();
2546         if (!path)
2547                 return -ENOMEM;
2548
2549         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2550         key.offset = 0;
2551         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2552
2553         while (1) {
2554                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2555                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2556                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2557                 if (ret < 0)
2558                         goto error;
2559
2560                 leaf = path->nodes[0];
2561 next_slot:
2562                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2563                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2564                         if (ret > 0)
2565                                 break;
2566                         if (ret < 0)
2567                                 goto error;
2568                         leaf = path->nodes[0];
2569                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2570                         btrfs_release_path(path);
2571                         continue;
2572                 }
2573
2574                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2575                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2576                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2577                         break;
2578
2579                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2580                                           struct btrfs_dev_item);
2581                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2582                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2583                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2584                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2585                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2586                 args.uuid = dev_uuid;
2587                 args.fsid = fs_uuid;
2588                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2589                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2590
2591                 if (device->fs_devices->seeding) {
2592                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2593                                                     device->generation);
2594                         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2595                 }
2596
2597                 path->slots[0]++;
2598                 goto next_slot;
2599         }
2600         ret = 0;
2601 error:
2602         btrfs_free_path(path);
2603         return ret;
2604 }
2605
2606 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2607 {
2608         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2609         struct request_queue *q;
2610         struct btrfs_trans_handle *trans;
2611         struct btrfs_device *device;
2612         struct block_device *bdev;
2613         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2614         struct rcu_string *name;
2615         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2616         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2617         u64 orig_super_total_bytes;
2618         u64 orig_super_num_devices;
2619         int ret = 0;
2620         bool seeding_dev = false;
2621         bool locked = false;
2622
2623         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2624                 return -EROFS;
2625
2626         bdev = blkdev_get_by_path(device_path, FMODE_WRITE | FMODE_EXCL,
2627                                   fs_info->bdev_holder);
2628         if (IS_ERR(bdev))
2629                 return PTR_ERR(bdev);
2630
2631         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev)) {
2632                 ret = -EINVAL;
2633                 goto error;
2634         }
2635
2636         if (fs_devices->seeding) {
2637                 seeding_dev = true;
2638                 down_write(&sb->s_umount);
2639                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2640                 locked = true;
2641         }
2642
2643         sync_blockdev(bdev);
2644
2645         rcu_read_lock();
2646         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2647                 if (device->bdev == bdev) {
2648                         ret = -EEXIST;
2649                         rcu_read_unlock();
2650                         goto error;
2651                 }
2652         }
2653         rcu_read_unlock();
2654
2655         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL);
2656         if (IS_ERR(device)) {
2657                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2658                 ret = PTR_ERR(device);
2659                 goto error;
2660         }
2661
2662         name = rcu_string_strdup(device_path, GFP_KERNEL);
2663         if (!name) {
2664                 ret = -ENOMEM;
2665                 goto error_free_device;
2666         }
2667         rcu_assign_pointer(device->name, name);
2668
2669         device->fs_info = fs_info;
2670         device->bdev = bdev;
2671
2672         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2673         if (ret)
2674                 goto error_free_device;
2675
2676         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2677         if (IS_ERR(trans)) {
2678                 ret = PTR_ERR(trans);
2679                 goto error_free_zone;
2680         }
2681
2682         q = bdev_get_queue(bdev);
2683         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2684         device->generation = trans->transid;
2685         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2686         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2687         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2688         device->total_bytes =
2689                 round_down(bdev_nr_bytes(bdev), fs_info->sectorsize);
2690         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2691         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2692         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2693         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2694         device->mode = FMODE_EXCL;
2695         device->dev_stats_valid = 1;
2696         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2697
2698         if (seeding_dev) {
2699                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2700
2701                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2702                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2703                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2704                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2705                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2706                         goto error_trans;
2707                 }
2708         }
2709
2710         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2711         if (seeding_dev) {
2712                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2713                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2714                                                 device);
2715         }
2716
2717         device->fs_devices = fs_devices;
2718
2719         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2720         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2721         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2722         fs_devices->num_devices++;
2723         fs_devices->open_devices++;
2724         fs_devices->rw_devices++;
2725         fs_devices->total_devices++;
2726         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2727
2728         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2729
2730         if (!blk_queue_nonrot(q))
2731                 fs_devices->rotating = true;
2732
2733         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2734         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2735                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2736                            fs_info->sectorsize));
2737
2738         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2739         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2740                                     orig_super_num_devices + 1);
2741
2742         /*
2743          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2744          * infos
2745          */
2746         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2747
2748         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2749
2750         /* Add sysfs device entry */
2751         btrfs_sysfs_add_device(device);
2752
2753         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2754
2755         if (seeding_dev) {
2756                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2757                 ret = init_first_rw_device(trans);
2758                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2759                 if (ret) {
2760                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2761                         goto error_sysfs;
2762                 }
2763         }
2764
2765         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2766         if (ret) {
2767                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2768                 goto error_sysfs;
2769         }
2770
2771         if (seeding_dev) {
2772                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2773                 if (ret) {
2774                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2775                         goto error_sysfs;
2776                 }
2777
2778                 /*
2779                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2780                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2781                  */
2782                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2783         }
2784
2785         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2786
2787         if (seeding_dev) {
2788                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2789                 up_write(&sb->s_umount);
2790                 locked = false;
2791
2792                 if (ret) /* transaction commit */
2793                         return ret;
2794
2795                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2796                 if (ret < 0)
2797                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2798                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2799                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2800                 if (IS_ERR(trans)) {
2801                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2802                                 return 0;
2803                         ret = PTR_ERR(trans);
2804                         trans = NULL;
2805                         goto error_sysfs;
2806                 }
2807                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2808         }
2809
2810         /*
2811          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2812          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2813          * device.
2814          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2815          * only succeeds if the device was an alien.
2816          */
2817         btrfs_forget_devices(device_path);
2818
2819         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2820         update_dev_time(device_path);
2821
2822         return ret;
2823
2824 error_sysfs:
2825         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2826         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2827         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2828         list_del_rcu(&device->dev_list);
2829         list_del(&device->dev_alloc_list);
2830         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2831         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2832         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2833         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2834         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2835         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2836         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2837                                     orig_super_total_bytes);
2838         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2839                                     orig_super_num_devices);
2840         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2841         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2842 error_trans:
2843         if (seeding_dev)
2844                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2845         if (trans)
2846                 btrfs_end_transaction(trans);
2847 error_free_zone:
2848         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2849 error_free_device:
2850         btrfs_free_device(device);
2851 error:
2852         blkdev_put(bdev, FMODE_EXCL);
2853         if (locked) {
2854                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2855                 up_write(&sb->s_umount);
2856         }
2857         return ret;
2858 }
2859
2860 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2861                                         struct btrfs_device *device)
2862 {
2863         int ret;
2864         struct btrfs_path *path;
2865         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2866         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2867         struct extent_buffer *leaf;
2868         struct btrfs_key key;
2869
2870         path = btrfs_alloc_path();
2871         if (!path)
2872                 return -ENOMEM;
2873
2874         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2875         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2876         key.offset = device->devid;
2877
2878         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2879         if (ret < 0)
2880                 goto out;
2881
2882         if (ret > 0) {
2883                 ret = -ENOENT;
2884                 goto out;
2885         }
2886
2887         leaf = path->nodes[0];
2888         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2889
2890         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2891         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2892         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2893         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2894         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2895         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2896                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2897         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2898                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2899         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2900
2901 out:
2902         btrfs_free_path(path);
2903         return ret;
2904 }
2905
2906 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2907                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2908 {
2909         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2910         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2911         u64 old_total;
2912         u64 diff;
2913         int ret;
2914
2915         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2916                 return -EACCES;
2917
2918         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2919
2920         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2921         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2922         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2923
2924         if (new_size <= device->total_bytes ||
2925             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2926                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2927                 return -EINVAL;
2928         }
2929
2930         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2931                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2932         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2933
2934         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2935         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2936         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2937         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2938                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2939                               &trans->transaction->dev_update_list);
2940         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2941
2942         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2943         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2944         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2945
2946         return ret;
2947 }
2948
2949 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2950 {
2951         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2952         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2953         int ret;
2954         struct btrfs_path *path;
2955         struct btrfs_key key;
2956
2957         path = btrfs_alloc_path();
2958         if (!path)
2959                 return -ENOMEM;
2960
2961         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2962         key.offset = chunk_offset;
2963         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2964
2965         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2966         if (ret < 0)
2967                 goto out;
2968         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2969                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2970                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2971                 ret = -ENOENT;
2972                 goto out;
2973         }
2974
2975         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2976         if (ret < 0)
2977                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2978                                       "Failed to delete chunk item.");
2979 out:
2980         btrfs_free_path(path);
2981         return ret;
2982 }
2983
2984 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2985 {
2986         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2987         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2988         struct btrfs_chunk *chunk;
2989         u8 *ptr;
2990         int ret = 0;
2991         u32 num_stripes;
2992         u32 array_size;
2993         u32 len = 0;
2994         u32 cur;
2995         struct btrfs_key key;
2996
2997         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2998         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2999
3000         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3001         cur = 0;
3002
3003         while (cur < array_size) {
3004                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3005                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3006
3007                 len = sizeof(*disk_key);
3008
3009                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3010                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3011                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3012                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3013                 } else {
3014                         ret = -EIO;
3015                         break;
3016                 }
3017                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3018                     key.offset == chunk_offset) {
3019                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3020                         array_size -= len;
3021                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3022                 } else {
3023                         ptr += len;
3024                         cur += len;
3025                 }
3026         }
3027         return ret;
3028 }
3029
3030 /*
3031  * btrfs_get_chunk_map() - Find the mapping containing the given logical extent.
3032  * @logical: Logical block offset in bytes.
3033  * @length: Length of extent in bytes.
3034  *
3035  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3036  */
3037 struct extent_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3038                                        u64 logical, u64 length)
3039 {
3040         struct extent_map_tree *em_tree;
3041         struct extent_map *em;
3042
3043         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
3044         read_lock(&em_tree->lock);
3045         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
3046         read_unlock(&em_tree->lock);
3047
3048         if (!em) {
3049                 btrfs_crit(fs_info, "unable to find logical %llu length %llu",
3050                            logical, length);
3051                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3052         }
3053
3054         if (em->start > logical || em->start + em->len < logical) {
3055                 btrfs_crit(fs_info,
3056                            "found a bad mapping, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3057                            logical, length, em->start, em->start + em->len);
3058                 free_extent_map(em);
3059                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3060         }
3061
3062         /* callers are responsible for dropping em's ref. */
3063         return em;
3064 }
3065
3066 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3067                              struct map_lookup *map, u64 chunk_offset)
3068 {
3069         int i;
3070
3071         /*
3072          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3073          * requires holding the chunk_mutex.
3074          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3075          */
3076         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3077
3078         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3079                 int ret;
3080
3081                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3082                 if (ret)
3083                         return ret;
3084         }
3085
3086         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3087 }
3088
3089 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3090 {
3091         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3092         struct extent_map *em;
3093         struct map_lookup *map;
3094         u64 dev_extent_len = 0;
3095         int i, ret = 0;
3096         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3097
3098         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3099         if (IS_ERR(em)) {
3100                 /*
3101                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3102                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3103                  * do anything we still error out.
3104                  */
3105                 ASSERT(0);
3106                 return PTR_ERR(em);
3107         }
3108         map = em->map_lookup;
3109
3110         /*
3111          * First delete the device extent items from the devices btree.
3112          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3113          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3114          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3115          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3116          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3117          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3118          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3119          */
3120         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3121         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3122                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3123                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3124                                             map->stripes[i].physical,
3125                                             &dev_extent_len);
3126                 if (ret) {
3127                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3128                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3129                         goto out;
3130                 }
3131
3132                 if (device->bytes_used > 0) {
3133                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3134                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3135                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3136                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3137                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3138                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3139                 }
3140         }
3141         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3142
3143         /*
3144          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3145          *
3146          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3147          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3148          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3149          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3150          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3151          *
3152          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3153          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3154          *    because the device object's id can change at any time during that
3155          *    final phase of the device replace operation
3156          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3157          *    replaced device and then see it with an ID of
3158          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3159          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3160          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3161          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3162          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3163          */
3164         trans->removing_chunk = true;
3165         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3166
3167         check_system_chunk(trans, map->type);
3168
3169         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3170         /*
3171          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3172          * through the call to check_system_chunk().
3173          *
3174          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3175          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3176          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3177          * block group with the right profile, or right after we called
3178          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3179          * with enough free space into RO mode.
3180          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3181          *
3182          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3183          */
3184         if (ret == -ENOSPC) {
3185                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3186                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3187
3188                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3189                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3190                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3191                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3192                         goto out;
3193                 }
3194
3195                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3196                 if (ret) {
3197                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3198                         goto out;
3199                 }
3200
3201                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3202                 if (ret) {
3203                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3204                         goto out;
3205                 }
3206         } else if (ret) {
3207                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3208                 goto out;
3209         }
3210
3211         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, em->len);
3212
3213         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3214                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3215                 if (ret) {
3216                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3217                         goto out;
3218                 }
3219         }
3220
3221         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3222         trans->removing_chunk = false;
3223
3224         /*
3225          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3226          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3227          */
3228         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3229
3230         ret = btrfs_remove_block_group(trans, chunk_offset, em);
3231         if (ret) {
3232                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3233                 goto out;
3234         }
3235
3236 out:
3237         if (trans->removing_chunk) {
3238                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3239                 trans->removing_chunk = false;
3240         }
3241         /* once for us */
3242         free_extent_map(em);
3243         return ret;
3244 }
3245
3246 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3247 {
3248         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3249         struct btrfs_trans_handle *trans;
3250         struct btrfs_block_group *block_group;
3251         u64 length;
3252         int ret;
3253
3254         /*
3255          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3256          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3257          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3258          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3259          *
3260          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3261          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3262          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3263          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3264          * the current task acquires this mutex and calls us.
3265          */
3266         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3267
3268         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3269         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3270         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3271         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3272         if (ret)
3273                 return ret;
3274
3275         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3276         if (!block_group)
3277                 return -ENOENT;
3278         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3279         length = block_group->length;
3280         btrfs_put_block_group(block_group);
3281
3282         /*
3283          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3284          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3285          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3286          * filesystem's point of view.
3287          */
3288         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3289                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3290                 if (ret)
3291                         btrfs_info(fs_info,
3292                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3293                                 chunk_offset);
3294         }
3295
3296         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3297                                                      chunk_offset);
3298         if (IS_ERR(trans)) {
3299                 ret = PTR_ERR(trans);
3300                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3301                 return ret;
3302         }
3303
3304         /*
3305          * step two, delete the device extents and the
3306          * chunk tree entries
3307          */
3308         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3309         btrfs_end_transaction(trans);
3310         return ret;
3311 }
3312
3313 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3314 {
3315         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3316         struct btrfs_path *path;
3317         struct extent_buffer *leaf;
3318         struct btrfs_chunk *chunk;
3319         struct btrfs_key key;
3320         struct btrfs_key found_key;
3321         u64 chunk_type;
3322         bool retried = false;
3323         int failed = 0;
3324         int ret;
3325
3326         path = btrfs_alloc_path();
3327         if (!path)
3328                 return -ENOMEM;
3329
3330 again:
3331         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3332         key.offset = (u64)-1;
3333         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3334
3335         while (1) {
3336                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3337                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3338                 if (ret < 0) {
3339                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3340                         goto error;
3341                 }
3342                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3343
3344                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3345                                           key.type);
3346                 if (ret)
3347                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3348                 if (ret < 0)
3349                         goto error;
3350                 if (ret > 0)
3351                         break;
3352
3353                 leaf = path->nodes[0];
3354                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3355
3356                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3357                                        struct btrfs_chunk);
3358                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3359                 btrfs_release_path(path);
3360
3361                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3362                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3363                         if (ret == -ENOSPC)
3364                                 failed++;
3365                         else
3366                                 BUG_ON(ret);
3367                 }
3368                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3369
3370                 if (found_key.offset == 0)
3371                         break;
3372                 key.offset = found_key.offset - 1;
3373         }
3374         ret = 0;
3375         if (failed && !retried) {
3376                 failed = 0;
3377                 retried = true;
3378                 goto again;
3379         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3380                 ret = -ENOSPC;
3381         }
3382 error:
3383         btrfs_free_path(path);
3384         return ret;
3385 }
3386
3387 /*
3388  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3389  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3390  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3391  */
3392 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3393                                       u64 chunk_offset)
3394 {
3395         struct btrfs_block_group *cache;
3396         u64 bytes_used;
3397         u64 chunk_type;
3398
3399         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3400         ASSERT(cache);
3401         chunk_type = cache->flags;
3402         btrfs_put_block_group(cache);
3403
3404         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3405                 return 0;
3406
3407         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3408         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3409         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3410
3411         if (!bytes_used) {
3412                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3413                 int ret;
3414
3415                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3416                 if (IS_ERR(trans))
3417                         return PTR_ERR(trans);
3418
3419                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3420                 btrfs_end_transaction(trans);
3421                 if (ret < 0)
3422                         return ret;
3423                 return 1;
3424         }
3425
3426         return 0;
3427 }
3428
3429 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3430                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3431 {
3432         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3433         struct btrfs_trans_handle *trans;
3434         struct btrfs_balance_item *item;
3435         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3436         struct btrfs_path *path;
3437         struct extent_buffer *leaf;
3438         struct btrfs_key key;
3439         int ret, err;
3440
3441         path = btrfs_alloc_path();
3442         if (!path)
3443                 return -ENOMEM;
3444
3445         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3446         if (IS_ERR(trans)) {
3447                 btrfs_free_path(path);
3448                 return PTR_ERR(trans);
3449         }
3450
3451         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3452         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3453         key.offset = 0;
3454
3455         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3456                                       sizeof(*item));
3457         if (ret)
3458                 goto out;
3459
3460         leaf = path->nodes[0];
3461         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3462
3463         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3464
3465         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3466         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3467         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3468         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3469         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3470         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3471
3472         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3473
3474         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3475 out:
3476         btrfs_free_path(path);
3477         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3478         if (err && !ret)
3479                 ret = err;
3480         return ret;
3481 }
3482
3483 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3484 {
3485         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3486         struct btrfs_trans_handle *trans;
3487         struct btrfs_path *path;
3488         struct btrfs_key key;
3489         int ret, err;
3490
3491         path = btrfs_alloc_path();
3492         if (!path)
3493                 return -ENOMEM;
3494
3495         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3496         if (IS_ERR(trans)) {
3497                 btrfs_free_path(path);
3498                 return PTR_ERR(trans);
3499         }
3500
3501         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3502         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3503         key.offset = 0;
3504
3505         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3506         if (ret < 0)
3507                 goto out;
3508         if (ret > 0) {
3509                 ret = -ENOENT;
3510                 goto out;
3511         }
3512
3513         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3514 out:
3515         btrfs_free_path(path);
3516         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3517         if (err && !ret)
3518                 ret = err;
3519         return ret;
3520 }
3521
3522 /*
3523  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3524  * resume after balance was interrupted.
3525  */
3526 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3527 {
3528         /*
3529          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3530          */
3531         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3532                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3533         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3534                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3535         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3536                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3537
3538         /*
3539          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3540          * that chunks that we have already balanced should be
3541          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3542          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3543          * (albeit full) chunks.
3544          */
3545         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3546             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3547             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3548                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3549                 bctl->data.usage = 90;
3550         }
3551         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3552             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3553             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3554                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3555                 bctl->sys.usage = 90;
3556         }
3557         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3558             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3559             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3560                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3561                 bctl->meta.usage = 90;
3562         }
3563 }
3564
3565 /*
3566  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3567  */
3568 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3569 {
3570         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3571         int ret;
3572
3573         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3574
3575         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3576         fs_info->balance_ctl = NULL;
3577         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3578
3579         kfree(bctl);
3580         ret = del_balance_item(fs_info);
3581         if (ret)
3582                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3587  * (should not be balanced).
3588  */
3589 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3590                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3591 {
3592         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3593                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3594
3595         if (bargs->profiles & chunk_type)
3596                 return 0;
3597
3598         return 1;
3599 }
3600
3601 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3602                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3603 {
3604         struct btrfs_block_group *cache;
3605         u64 chunk_used;
3606         u64 user_thresh_min;
3607         u64 user_thresh_max;
3608         int ret = 1;
3609
3610         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3611         chunk_used = cache->used;
3612
3613         if (bargs->usage_min == 0)
3614                 user_thresh_min = 0;
3615         else
3616                 user_thresh_min = div_factor_fine(cache->length,
3617                                                   bargs->usage_min);
3618
3619         if (bargs->usage_max == 0)
3620                 user_thresh_max = 1;
3621         else if (bargs->usage_max > 100)
3622                 user_thresh_max = cache->length;
3623         else
3624                 user_thresh_max = div_factor_fine(cache->length,
3625                                                   bargs->usage_max);
3626
3627         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3628                 ret = 0;
3629
3630         btrfs_put_block_group(cache);
3631         return ret;
3632 }
3633
3634 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3635                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3636 {
3637         struct btrfs_block_group *cache;
3638         u64 chunk_used, user_thresh;
3639         int ret = 1;
3640
3641         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3642         chunk_used = cache->used;
3643
3644         if (bargs->usage_min == 0)
3645                 user_thresh = 1;
3646         else if (bargs->usage > 100)
3647                 user_thresh = cache->length;
3648         else
3649                 user_thresh = div_factor_fine(cache->length, bargs->usage);
3650
3651         if (chunk_used < user_thresh)
3652                 ret = 0;
3653
3654         btrfs_put_block_group(cache);
3655         return ret;
3656 }
3657
3658 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3659                               struct btrfs_chunk *chunk,
3660                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3661 {
3662         struct btrfs_stripe *stripe;
3663         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3664         int i;
3665
3666         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3667                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3668                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3669                         return 0;
3670         }
3671
3672         return 1;
3673 }
3674
3675 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3676 {
3677         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3678         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3679         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3680
3681         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3682 }
3683
3684 /* [pstart, pend) */
3685 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3686                                struct btrfs_chunk *chunk,
3687                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3688 {
3689         struct btrfs_stripe *stripe;
3690         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3691         u64 stripe_offset;
3692         u64 stripe_length;
3693         u64 type;
3694         int factor;
3695         int i;
3696
3697         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3698                 return 0;
3699
3700         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3701         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3702
3703         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3704                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3705                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3706                         continue;
3707
3708                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3709                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3710                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3711
3712                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3713                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3714                         return 0;
3715         }
3716
3717         return 1;
3718 }
3719
3720 /* [vstart, vend) */
3721 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3722                                struct btrfs_chunk *chunk,
3723                                u64 chunk_offset,
3724                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3725 {
3726         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3727             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3728                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3729                 return 0;
3730
3731         return 1;
3732 }
3733
3734 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3735                                struct btrfs_chunk *chunk,
3736                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3737 {
3738         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3739
3740         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3741                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3742                 return 0;
3743
3744         return 1;
3745 }
3746
3747 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3748                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3749 {
3750         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3751                 return 0;
3752
3753         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3754                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3755
3756         if (bargs->target == chunk_type)
3757                 return 1;
3758
3759         return 0;
3760 }
3761
3762 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3763                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3764 {
3765         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3766         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3767         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3768         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3769
3770         /* type filter */
3771         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3772               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3773                 return 0;
3774         }
3775
3776         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3777                 bargs = &bctl->data;
3778         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3779                 bargs = &bctl->sys;
3780         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3781                 bargs = &bctl->meta;
3782
3783         /* profiles filter */
3784         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3785             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3786                 return 0;
3787         }
3788
3789         /* usage filter */
3790         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3791             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3792                 return 0;
3793         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3794             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3795                 return 0;
3796         }
3797
3798         /* devid filter */
3799         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3800             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3801                 return 0;
3802         }
3803
3804         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3805         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3806             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3807                 return 0;
3808         }
3809
3810         /* vrange filter */
3811         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3812             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3813                 return 0;
3814         }
3815
3816         /* stripes filter */
3817         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3818             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3819                 return 0;
3820         }
3821
3822         /* soft profile changing mode */
3823         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3824             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3825                 return 0;
3826         }
3827
3828         /*
3829          * limited by count, must be the last filter
3830          */
3831         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3832                 if (bargs->limit == 0)
3833                         return 0;
3834                 else
3835                         bargs->limit--;
3836         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3837                 /*
3838                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3839                  * determined here because we do not have the global information
3840                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3841                  */
3842                 if (bargs->limit_max == 0)
3843                         return 0;
3844                 else
3845                         bargs->limit_max--;
3846         }
3847
3848         return 1;
3849 }
3850
3851 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3852 {
3853         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3854         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3855         u64 chunk_type;
3856         struct btrfs_chunk *chunk;
3857         struct btrfs_path *path = NULL;
3858         struct btrfs_key key;
3859         struct btrfs_key found_key;
3860         struct extent_buffer *leaf;
3861         int slot;
3862         int ret;
3863         int enospc_errors = 0;
3864         bool counting = true;
3865         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3866         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3867         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3868         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3869         u32 count_data = 0;
3870         u32 count_meta = 0;
3871         u32 count_sys = 0;
3872         int chunk_reserved = 0;
3873
3874         path = btrfs_alloc_path();
3875         if (!path) {
3876                 ret = -ENOMEM;
3877                 goto error;
3878         }
3879
3880         /* zero out stat counters */
3881         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3882         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3883         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3884 again:
3885         if (!counting) {
3886                 /*
3887                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3888                  * in the
3889                  */
3890                 bctl->data.limit = limit_data;
3891                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3892                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3893         }
3894         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3895         key.offset = (u64)-1;
3896         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3897
3898         while (1) {
3899                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3900                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3901                         ret = -ECANCELED;
3902                         goto error;
3903                 }
3904
3905                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3906                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3907                 if (ret < 0) {
3908                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3909                         goto error;
3910                 }
3911
3912                 /*
3913                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3914                  * failed
3915                  */
3916                 if (ret == 0)
3917                         BUG(); /* FIXME break ? */
3918
3919                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3920                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3921                 if (ret) {
3922                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3923                         ret = 0;
3924                         break;
3925                 }
3926
3927                 leaf = path->nodes[0];
3928                 slot = path->slots[0];
3929                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3930
3931                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3932                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3933                         break;
3934                 }
3935
3936                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3937                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3938
3939                 if (!counting) {
3940                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3941                         bctl->stat.considered++;
3942                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3943                 }
3944
3945                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3946
3947                 btrfs_release_path(path);
3948                 if (!ret) {
3949                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3950                         goto loop;
3951                 }
3952
3953                 if (counting) {
3954                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3955                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3956                         bctl->stat.expected++;
3957                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3958
3959                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3960                                 count_data++;
3961                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3962                                 count_sys++;
3963                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3964                                 count_meta++;
3965
3966                         goto loop;
3967                 }
3968
3969                 /*
3970                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
3971                  * filter is used, limit_min is 0 by default
3972                  */
3973                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
3974                                         count_data < bctl->data.limit_min)
3975                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
3976                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
3977                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
3978                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
3979                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3980                         goto loop;
3981                 }
3982
3983                 if (!chunk_reserved) {
3984                         /*
3985                          * We may be relocating the only data chunk we have,
3986                          * which could potentially end up with losing data's
3987                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
3988                          * advance.
3989                          */
3990                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
3991                                                          found_key.offset);
3992                         if (ret < 0) {
3993                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3994                                 goto error;
3995                         } else if (ret == 1) {
3996                                 chunk_reserved = 1;
3997                         }
3998                 }
3999
4000                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4001                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4002                 if (ret == -ENOSPC) {
4003                         enospc_errors++;
4004                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4005                         btrfs_info(fs_info,
4006            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4007                                    found_key.offset);
4008                         ret = 0;
4009                 } else if (ret) {
4010                         goto error;
4011                 } else {
4012                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4013                         bctl->stat.completed++;
4014                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4015                 }
4016 loop:
4017                 if (found_key.offset == 0)
4018                         break;
4019                 key.offset = found_key.offset - 1;
4020         }
4021
4022         if (counting) {
4023                 btrfs_release_path(path);
4024                 counting = false;
4025                 goto again;
4026         }
4027 error:
4028         btrfs_free_path(path);
4029         if (enospc_errors) {
4030                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4031                            enospc_errors);
4032                 if (!ret)
4033                         ret = -ENOSPC;
4034         }
4035
4036         return ret;
4037 }
4038
4039 /**
4040  * alloc_profile_is_valid - see if a given profile is valid and reduced
4041  * @flags: profile to validate
4042  * @extended: if true @flags is treated as an extended profile
4043  */
4044 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4045 {
4046         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4047                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4048
4049         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4050
4051         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4052         if (flags & ~mask)
4053                 return 0;
4054
4055         /* 2) see if profile is reduced */
4056         if (flags == 0)
4057                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4058
4059         return has_single_bit_set(flags);
4060 }
4061
4062 static inline int balance_need_close(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4063 {
4064         /* cancel requested || normal exit path */
4065         return atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req) ||
4066                 (atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) == 0 &&
4067                  atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req) == 0);
4068 }
4069
4070 /*
4071  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4072  * Otherwise print the error message and return false.
4073  */
4074 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4075                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4076                 u64 allowed, const char *type)
4077 {
4078         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4079                 return true;
4080
4081         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE &&
4082                 bargs->target & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
4083                 btrfs_err(fs_info,
4084                 "RAID56 is not yet supported for sectorsize %u with page size %lu",
4085                           fs_info->sectorsize, PAGE_SIZE);
4086                 return false;
4087         }
4088         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4089         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4090             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4091                 return true;
4092
4093         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4094                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4095         return false;
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4100  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4101  * does not fit into the provided buffer.
4102  */
4103 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4104                                  u32 size_buf)
4105 {
4106         int ret;
4107         u32 size_bp = size_buf;
4108         char *bp = buf;
4109         u64 flags = bargs->flags;
4110         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4111
4112         if (!flags)
4113                 return;
4114
4115 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4116         do {                                                            \
4117                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4118                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4119                         goto out_overflow;                              \
4120                 size_bp -= ret;                                         \
4121                 bp += ret;                                              \
4122         } while (0)
4123
4124 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4125         do {                                                            \
4126                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4127                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4128                         goto out_overflow;                              \
4129                 size_bp -= ret;                                         \
4130                 bp += ret;                                              \
4131         } while (0)
4132
4133 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4134         do {                                                            \
4135                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4136                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4137                         goto out_overflow;                              \
4138                 size_bp -= ret;                                         \
4139                 bp += ret;                                              \
4140         } while (0)
4141
4142         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4143                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4144                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4145
4146         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4147                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4148
4149         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4150                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4151                                             sizeof(tmp_buf));
4152                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4153         }
4154
4155         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4156                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4157
4158         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4159                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4160                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4161
4162         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4163                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4164
4165         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4166                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4167                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4168
4169         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4170                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4171                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4172
4173         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4174                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4175
4176         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4177                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4178                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4179
4180         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4181                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4182                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4183
4184 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4185 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4186 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4187
4188 out_overflow:
4189
4190         if (size_bp < size_buf)
4191                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4192         else
4193                 buf[0] = '\0';
4194 }
4195
4196 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4197 {
4198         u32 size_buf = 1024;
4199         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4200         char *buf;
4201         char *bp;
4202         u32 size_bp = size_buf;
4203         int ret;
4204         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4205
4206         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4207         if (!buf)
4208                 return;
4209
4210         bp = buf;
4211
4212 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4213         do {                                                            \
4214                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4215                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4216                         goto out_overflow;                              \
4217                 size_bp -= ret;                                         \
4218                 bp += ret;                                              \
4219         } while (0)
4220
4221         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4222                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4223
4224         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4225                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4226                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4227         }
4228
4229         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4230                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4231                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4232         }
4233
4234         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4235                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4236                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4237         }
4238
4239 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4240
4241 out_overflow:
4242
4243         if (size_bp < size_buf)
4244                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4245         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4246                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4247                    "resume" : "start", buf);
4248
4249         kfree(buf);
4250 }
4251
4252 /*
4253  * Should be called with balance mutexe held
4254  */
4255 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4256                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4257                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4258 {
4259         u64 meta_target, data_target;
4260         u64 allowed;
4261         int mixed = 0;
4262         int ret;
4263         u64 num_devices;
4264         unsigned seq;
4265         bool reducing_redundancy;
4266         int i;
4267
4268         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4269             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4270             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4271                 ret = -EINVAL;
4272                 goto out;
4273         }
4274
4275         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4276         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4277                 mixed = 1;
4278
4279         /*
4280          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4281          * and identical options should be given for both of them.
4282          */
4283         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4284         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4285                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4286                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4287                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4288                         btrfs_err(fs_info,
4289           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4290                         ret = -EINVAL;
4291                         goto out;
4292                 }
4293         }
4294
4295         /*
4296          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4297          * are exclusive
4298          */
4299         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4300
4301         /*
4302          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4303          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4304          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4305          */
4306         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4307         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4308                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4309                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4310
4311         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4312             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4313             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4314                 ret = -EINVAL;
4315                 goto out;
4316         }
4317
4318         /*
4319          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4320          * profiles with redundancy (copies, parity)
4321          */
4322         allowed = 0;
4323         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4324                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4325                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4326                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4327         }
4328         do {
4329                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4330
4331                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4332                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4333                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4334                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4335                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4336                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4337                         reducing_redundancy = true;
4338                 else
4339                         reducing_redundancy = false;
4340
4341                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4342                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4343                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4344                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4345                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4346         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4347
4348         if (reducing_redundancy) {
4349                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4350                         btrfs_info(fs_info,
4351                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4352                 } else {
4353                         btrfs_err(fs_info,
4354         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4355                         ret = -EINVAL;
4356                         goto out;
4357                 }
4358         }
4359
4360         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4361                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4362                 btrfs_warn(fs_info,
4363         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4364                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4365                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4366         }
4367
4368         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4369         if (ret && ret != -EEXIST)
4370                 goto out;
4371
4372         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4373                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4374                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4375                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4376                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4377                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4378         } else {
4379                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4380                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4381                 update_balance_args(bctl);
4382                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4383         }
4384
4385         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4386         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4387         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4388         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4389
4390         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4391
4392         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4393         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4394                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4395                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4396         }
4397         /*
4398          * Balance can be canceled by:
4399          *
4400          * - Regular cancel request
4401          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4402          *
4403          * - Fatal signal to "btrfs" process
4404          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4405          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4406          *   got -ECANCELED.
4407          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4408          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4409          *
4410          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4411          */
4412         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4413                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4414         else
4415                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4416
4417         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4418
4419         if (bargs) {
4420                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4421                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4422         }
4423
4424         if ((ret && ret != -ECANCELED && ret != -ENOSPC) ||
4425             balance_need_close(fs_info)) {
4426                 reset_balance_state(fs_info);
4427                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4428         }
4429
4430         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4431
4432         return ret;
4433 out:
4434         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4435                 reset_balance_state(fs_info);
4436         else
4437                 kfree(bctl);
4438         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4439
4440         return ret;
4441 }
4442
4443 static int balance_kthread(void *data)
4444 {
4445         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4446         int ret = 0;
4447
4448         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4449         if (fs_info->balance_ctl)
4450                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4451         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4452
4453         return ret;
4454 }
4455
4456 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4457 {
4458         struct task_struct *tsk;
4459
4460         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4461         if (!fs_info->balance_ctl) {
4462                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4463                 return 0;
4464         }
4465         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4466
4467         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4468                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4469                 return 0;
4470         }
4471
4472         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4473         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4474         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4475         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4476         /*
4477          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4478          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4479          * the resume flag.
4480          */
4481         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4482         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4483         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4484
4485         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4486         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4487 }
4488
4489 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4490 {
4491         struct btrfs_balance_control *bctl;
4492         struct btrfs_balance_item *item;
4493         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4494         struct btrfs_path *path;
4495         struct extent_buffer *leaf;
4496         struct btrfs_key key;
4497         int ret;
4498
4499         path = btrfs_alloc_path();
4500         if (!path)
4501                 return -ENOMEM;
4502
4503         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4504         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4505         key.offset = 0;
4506
4507         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4508         if (ret < 0)
4509                 goto out;
4510         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4511                 ret = 0;
4512                 goto out;
4513         }
4514
4515         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4516         if (!bctl) {
4517                 ret = -ENOMEM;
4518                 goto out;
4519         }
4520
4521         leaf = path->nodes[0];
4522         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4523
4524         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4525         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4526
4527         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4528         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4529         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4530         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4531         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4532         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4533
4534         /*
4535          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4536          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4537          *
4538          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4539          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4540          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4541          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4542          * set up.
4543          */
4544         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4545                 btrfs_warn(fs_info,
4546         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4547
4548         btrfs_release_path(path);
4549
4550         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4551         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4552         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4553         fs_info->balance_ctl = bctl;
4554         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4555         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4556 out:
4557         btrfs_free_path(path);
4558         return ret;
4559 }
4560
4561 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4562 {
4563         int ret = 0;
4564
4565         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4566         if (!fs_info->balance_ctl) {
4567                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4568                 return -ENOTCONN;
4569         }
4570
4571         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4572                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4573                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4574
4575                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4576                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4577
4578                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4579                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4580                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4581                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4582         } else {
4583                 ret = -ENOTCONN;
4584         }
4585
4586         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4587         return ret;
4588 }
4589
4590 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4591 {
4592         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4593         if (!fs_info->balance_ctl) {
4594                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4595                 return -ENOTCONN;
4596         }
4597
4598         /*
4599          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4600          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4601          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4602          */
4603         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4604                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4605                 return -EROFS;
4606         }
4607
4608         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4609         /*
4610          * if we are running just wait and return, balance item is
4611          * deleted in btrfs_balance in this case
4612          */
4613         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4614                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4615                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4616                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4617                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4618         } else {
4619                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4620                 /*
4621                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4622                  * reexamine the status again.
4623                  */
4624                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4625
4626                 if (fs_info->balance_ctl) {
4627                         reset_balance_state(fs_info);
4628                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4629                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4630                 }
4631         }
4632
4633         BUG_ON(fs_info->balance_ctl ||
4634                 test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4635         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4636         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4637         return 0;
4638 }
4639
4640 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4641 {
4642         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4643         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4644         struct btrfs_key key;
4645         struct btrfs_path *path = NULL;
4646         int ret = 0;
4647         struct extent_buffer *eb;
4648         int slot;
4649         struct btrfs_root_item root_item;
4650         u32 item_size;
4651         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4652         bool closing = false;
4653
4654         path = btrfs_alloc_path();
4655         if (!path) {
4656                 ret = -ENOMEM;
4657                 goto out;
4658         }
4659
4660         key.objectid = 0;
4661         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4662         key.offset = 0;
4663
4664         while (1) {
4665                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4666                         closing = true;
4667                         break;
4668                 }
4669                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4670                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4671                 if (ret) {
4672                         if (ret > 0)
4673                                 ret = 0;
4674                         break;
4675                 }
4676
4677                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4678                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4679                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4680                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4681                         goto skip;
4682
4683                 eb = path->nodes[0];
4684                 slot = path->slots[0];
4685                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4686                 if (item_size < sizeof(root_item))
4687                         goto skip;
4688
4689                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4690                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4691                                    (int)sizeof(root_item));
4692                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4693                         goto skip;
4694
4695                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4696                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4697                         if (trans)
4698                                 goto update_tree;
4699
4700                         btrfs_release_path(path);
4701                         /*
4702                          * 1 - subvol uuid item
4703                          * 1 - received_subvol uuid item
4704                          */
4705                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4706                         if (IS_ERR(trans)) {
4707                                 ret = PTR_ERR(trans);
4708                                 break;
4709                         }
4710                         continue;
4711                 } else {
4712                         goto skip;
4713                 }
4714 update_tree:
4715                 btrfs_release_path(path);
4716                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4717                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4718                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4719                                                   key.objectid);
4720                         if (ret < 0) {
4721                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4722                                         ret);
4723                                 break;
4724                         }
4725                 }
4726
4727                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4728                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4729                                                   root_item.received_uuid,
4730                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4731                                                   key.objectid);
4732                         if (ret < 0) {
4733                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4734                                         ret);
4735                                 break;
4736                         }
4737                 }
4738
4739 skip:
4740                 btrfs_release_path(path);
4741                 if (trans) {
4742                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4743                         trans = NULL;
4744                         if (ret)
4745                                 break;
4746                 }
4747
4748                 if (key.offset < (u64)-1) {
4749                         key.offset++;
4750                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4751                         key.offset = 0;
4752                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4753                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4754                         key.offset = 0;
4755                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4756                         key.objectid++;
4757                 } else {
4758                         break;
4759                 }
4760                 cond_resched();
4761         }
4762
4763 out:
4764         btrfs_free_path(path);
4765         if (trans && !IS_ERR(trans))
4766                 btrfs_end_transaction(trans);
4767         if (ret)
4768                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4769         else if (!closing)
4770                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4771         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4772         return 0;
4773 }
4774
4775 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4776 {
4777         struct btrfs_trans_handle *trans;
4778         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4779         struct btrfs_root *uuid_root;
4780         struct task_struct *task;
4781         int ret;
4782
4783         /*
4784          * 1 - root node
4785          * 1 - root item
4786          */
4787         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4788         if (IS_ERR(trans))
4789                 return PTR_ERR(trans);
4790
4791         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4792         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4793                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4794                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4795                 btrfs_end_transaction(trans);
4796                 return ret;
4797         }
4798
4799         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4800
4801         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4802         if (ret)
4803                 return ret;
4804
4805         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4806         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4807         if (IS_ERR(task)) {
4808                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4809                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4810                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4811                 return PTR_ERR(task);
4812         }
4813
4814         return 0;
4815 }
4816
4817 /*
4818  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4819  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4820  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4821  */
4822 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4823 {
4824         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4825         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4826         struct btrfs_trans_handle *trans;
4827         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4828         struct btrfs_path *path;
4829         u64 length;
4830         u64 chunk_offset;
4831         int ret;
4832         int slot;
4833         int failed = 0;
4834         bool retried = false;
4835         struct extent_buffer *l;
4836         struct btrfs_key key;
4837         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4838         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4839         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4840         u64 diff;
4841         u64 start;
4842
4843         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4844         start = new_size;
4845         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4846
4847         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4848                 return -EINVAL;
4849
4850         path = btrfs_alloc_path();
4851         if (!path)
4852                 return -ENOMEM;
4853
4854         path->reada = READA_BACK;
4855
4856         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4857         if (IS_ERR(trans)) {
4858                 btrfs_free_path(path);
4859                 return PTR_ERR(trans);
4860         }
4861
4862         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4863
4864         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4865         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4866                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4867                 atomic64_sub(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4868         }
4869
4870         /*
4871          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4872          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4873          * and relocates them accordingly.
4874          */
4875         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4876                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4877                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4878                 if (ret)
4879                         goto done;
4880         } else {
4881                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4882                 btrfs_end_transaction(trans);
4883         }
4884
4885 again:
4886         key.objectid = device->devid;
4887         key.offset = (u64)-1;
4888         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4889
4890         do {
4891                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4892                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4893                 if (ret < 0) {
4894                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4895                         goto done;
4896                 }
4897
4898                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4899                 if (ret) {
4900                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4901                         if (ret < 0)
4902                                 goto done;
4903                         ret = 0;
4904                         btrfs_release_path(path);
4905                         break;
4906                 }
4907
4908                 l = path->nodes[0];
4909                 slot = path->slots[0];
4910                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4911
4912                 if (key.objectid != device->devid) {
4913                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4914                         btrfs_release_path(path);
4915                         break;
4916                 }
4917
4918                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4919                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4920
4921                 if (key.offset + length <= new_size) {
4922                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4923                         btrfs_release_path(path);
4924                         break;
4925                 }
4926
4927                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4928                 btrfs_release_path(path);
4929
4930                 /*
4931                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4932                  * which could potentially end up with losing data's
4933                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4934                  * advance.
4935                  */
4936                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4937                 if (ret < 0) {
4938                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4939                         goto done;
4940                 }
4941
4942                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4943                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4944                 if (ret == -ENOSPC) {
4945                         failed++;
4946                 } else if (ret) {
4947                         if (ret == -ETXTBSY) {
4948                                 btrfs_warn(fs_info,
4949                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
4950                                            chunk_offset);
4951                         }
4952                         goto done;
4953                 }
4954         } while (key.offset-- > 0);
4955
4956         if (failed && !retried) {
4957                 failed = 0;
4958                 retried = true;
4959                 goto again;
4960         } else if (failed && retried) {
4961                 ret = -ENOSPC;
4962                 goto done;
4963         }
4964
4965         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
4966         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4967         if (IS_ERR(trans)) {
4968                 ret = PTR_ERR(trans);
4969                 goto done;
4970         }
4971
4972         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4973         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
4974         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
4975                           CHUNK_STATE_MASK);
4976
4977         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
4978         if (list_empty(&device->post_commit_list))
4979                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
4980                               &trans->transaction->dev_update_list);
4981
4982         WARN_ON(diff > old_total);
4983         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
4984                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
4985         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4986
4987         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
4988         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
4989         ret = btrfs_update_device(trans, device);
4990         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
4991         if (ret < 0) {
4992                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4993                 btrfs_end_transaction(trans);
4994         } else {
4995                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4996         }
4997 done:
4998         btrfs_free_path(path);
4999         if (ret) {
5000                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5001                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5002                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
5003                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5004                 atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
5005                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5006         }
5007         return ret;
5008 }
5009
5010 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5011                            struct btrfs_key *key,
5012                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5013 {
5014         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5015         struct btrfs_disk_key disk_key;
5016         u32 array_size;
5017         u8 *ptr;
5018
5019         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5020
5021         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5022         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5023                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5024                 return -EFBIG;
5025
5026         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5027         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5028         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5029         ptr += sizeof(disk_key);
5030         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5031         item_size += sizeof(disk_key);
5032         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5033
5034         return 0;
5035 }
5036
5037 /*
5038  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5039  */
5040 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5041 {
5042         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5043         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5044
5045         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5046                 return -1;
5047         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5048                 return 1;
5049         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5050                 return -1;
5051         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5052                 return 1;
5053         return 0;
5054 }
5055
5056 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5057 {
5058         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5059                 return;
5060
5061         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5062 }
5063
5064 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5065 {
5066         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5067                 return;
5068
5069         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5070 }
5071
5072 /*
5073  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5074  * Wraps needed parameters.
5075  */
5076 struct alloc_chunk_ctl {
5077         u64 start;
5078         u64 type;
5079         /* Total number of stripes to allocate */
5080         int num_stripes;
5081         /* sub_stripes info for map */
5082         int sub_stripes;
5083         /* Stripes per device */
5084         int dev_stripes;
5085         /* Maximum number of devices to use */
5086         int devs_max;
5087         /* Minimum number of devices to use */
5088         int devs_min;
5089         /* ndevs has to be a multiple of this */
5090         int devs_increment;
5091         /* Number of copies */
5092         int ncopies;
5093         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5094         int nparity;
5095         u64 max_stripe_size;
5096         u64 max_chunk_size;
5097         u64 dev_extent_min;
5098         u64 stripe_size;
5099         u64 chunk_size;
5100         int ndevs;
5101 };
5102
5103 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5104                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5105                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5106 {
5107         u64 type = ctl->type;
5108
5109         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5110                 ctl->max_stripe_size = SZ_1G;
5111                 ctl->max_chunk_size = BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE;
5112         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5113                 /* For larger filesystems, use larger metadata chunks */
5114                 if (fs_devices->total_rw_bytes > 50ULL * SZ_1G)
5115                         ctl->max_stripe_size = SZ_1G;
5116                 else
5117                         ctl->max_stripe_size = SZ_256M;
5118                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5119         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5120                 ctl->max_stripe_size = SZ_32M;
5121                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5122                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5123                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5124         } else {
5125                 BUG();
5126         }
5127
5128         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5129         ctl->max_chunk_size = min(div_factor(fs_devices->total_rw_bytes, 1),
5130                                   ctl->max_chunk_size);
5131         ctl->dev_extent_min = BTRFS_STRIPE_LEN * ctl->dev_stripes;
5132 }
5133
5134 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5135                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5136                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5137 {
5138         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5139         u64 limit;
5140         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5141         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5142         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5143         u64 type = ctl->type;
5144
5145         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5146         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5147                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5148                                                  zone_size);
5149         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5150                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5151         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5152                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5153                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5154                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5155         } else {
5156                 BUG();
5157         }
5158
5159         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5160         limit = max(round_down(div_factor(fs_devices->total_rw_bytes, 1),
5161                                zone_size),
5162                     min_chunk_size);
5163         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5164         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5165 }
5166
5167 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5168                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5169 {
5170         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5171
5172         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5173         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5174         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5175         if (!ctl->devs_max)
5176                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5177         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5178         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5179         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5180         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5181         ctl->ndevs = 0;
5182
5183         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5184         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5185                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5186                 break;
5187         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5188                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5189                 break;
5190         default:
5191                 BUG();
5192         }
5193 }
5194
5195 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5196                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5197                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5198 {
5199         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5200         struct btrfs_device *device;
5201         u64 total_avail;
5202         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5203         int ret;
5204         int ndevs = 0;
5205         u64 max_avail;
5206         u64 dev_offset;
5207
5208         /*
5209          * in the first pass through the devices list, we gather information
5210          * about the available holes on each device.
5211          */
5212         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5213                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5214                         WARN(1, KERN_ERR
5215                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5216                         continue;
5217                 }
5218
5219                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5220                                         &device->dev_state) ||
5221                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5222                         continue;
5223
5224                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5225                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5226                 else
5227                         total_avail = 0;
5228
5229                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5230                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5231                         continue;
5232
5233                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5234                                            &max_avail);
5235                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5236                         return ret;
5237
5238                 if (ret == 0)
5239                         max_avail = dev_extent_want;
5240
5241                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5242                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5243                                 btrfs_debug(info,
5244                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5245                                             __func__, device->devid, max_avail,
5246                                             ctl->dev_extent_min);
5247                         continue;
5248                 }
5249
5250                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5251                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5252                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5253                         break;
5254                 }
5255                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5256                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5257                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5258                 devices_info[ndevs].dev = device;
5259                 ++ndevs;
5260         }
5261         ctl->ndevs = ndevs;
5262
5263         /*
5264          * now sort the devices by hole size / available space
5265          */
5266         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5267              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5268
5269         return 0;
5270 }
5271
5272 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5273                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5274 {
5275         /* Number of stripes that count for block group size */
5276         int data_stripes;
5277
5278         /*
5279          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5280          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5281          *
5282          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5283          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5284          */
5285         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5286                                    ctl->dev_stripes);
5287         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5288
5289         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5290         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5291
5292         /*
5293          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5294          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5295          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5296          * reduce stripe_size.
5297          */
5298         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5299                 /*
5300                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5301                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5302                  * previous value we had already.
5303                  */
5304                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5305                                                         data_stripes), SZ_16M),
5306                                        ctl->stripe_size);
5307         }
5308
5309         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5310         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5311         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5312
5313         return 0;
5314 }
5315
5316 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5317                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5318 {
5319         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5320         /* Number of stripes that count for block group size */
5321         int data_stripes;
5322
5323         /*
5324          * It should hold because:
5325          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5326          */
5327         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5328
5329         ctl->stripe_size = zone_size;
5330         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5331         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5332
5333         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5334         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5335                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5336                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5337                                      ctl->dev_stripes);
5338                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5339                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5340                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5341         }
5342
5343         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5344
5345         return 0;
5346 }
5347
5348 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5349                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5350                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5351 {
5352         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5353
5354         /*
5355          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5356          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5357          * rounddown is safe.
5358          */
5359         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5360
5361         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5362                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5363                         btrfs_debug(info,
5364         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5365                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5366                 }
5367                 return -ENOSPC;
5368         }
5369
5370         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5371
5372         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5373         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5374                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5375         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5376                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5377         default:
5378                 BUG();
5379         }
5380 }
5381
5382 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5383                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5384                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5385 {
5386         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5387         struct map_lookup *map = NULL;
5388         struct extent_map_tree *em_tree;
5389         struct btrfs_block_group *block_group;
5390         struct extent_map *em;
5391         u64 start = ctl->start;
5392         u64 type = ctl->type;
5393         int ret;
5394         int i;
5395         int j;
5396
5397         map = kmalloc(map_lookup_size(ctl->num_stripes), GFP_NOFS);
5398         if (!map)
5399                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5400         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5401
5402         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5403                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5404                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5405                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5406                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5407                                                    j * ctl->stripe_size;
5408                 }
5409         }
5410         map->stripe_len = BTRFS_STRIPE_LEN;
5411         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5412         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5413         map->type = type;
5414         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5415
5416         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5417
5418         em = alloc_extent_map();
5419         if (!em) {
5420                 kfree(map);
5421                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5422         }
5423         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
5424         em->map_lookup = map;
5425         em->start = start;
5426         em->len = ctl->chunk_size;
5427         em->block_start = 0;
5428         em->block_len = em->len;
5429         em->orig_block_len = ctl->stripe_size;
5430
5431         em_tree = &info->mapping_tree;
5432         write_lock(&em_tree->lock);
5433         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
5434         if (ret) {
5435                 write_unlock(&em_tree->lock);
5436                 free_extent_map(em);
5437                 return ERR_PTR(ret);
5438         }
5439         write_unlock(&em_tree->lock);
5440
5441         block_group = btrfs_make_block_group(trans, 0, type, start, ctl->chunk_size);
5442         if (IS_ERR(block_group))
5443                 goto error_del_extent;
5444
5445         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5446                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5447
5448                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5449                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5450                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5451                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5452                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5453         }
5454
5455         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5456                      &info->free_chunk_space);
5457
5458         free_extent_map(em);
5459         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5460         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5461
5462         return block_group;
5463
5464 error_del_extent:
5465         write_lock(&em_tree->lock);
5466         remove_extent_mapping(em_tree, em);
5467         write_unlock(&em_tree->lock);
5468
5469         /* One for our allocation */
5470         free_extent_map(em);
5471         /* One for the tree reference */
5472         free_extent_map(em);
5473
5474         return block_group;
5475 }
5476
5477 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5478                                             u64 type)
5479 {
5480         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5481         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5482         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5483         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5484         struct btrfs_block_group *block_group;
5485         int ret;
5486
5487         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5488
5489         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5490                 ASSERT(0);
5491                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5492         }
5493
5494         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5495                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5496                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5497                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5498         }
5499
5500         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5501                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5502                 ASSERT(0);
5503                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5504         }
5505
5506         ctl.start = find_next_chunk(info);
5507         ctl.type = type;
5508         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5509
5510         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5511                                GFP_NOFS);
5512         if (!devices_info)
5513                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5514
5515         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5516         if (ret < 0) {
5517                 block_group = ERR_PTR(ret);
5518                 goto out;
5519         }
5520
5521         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5522         if (ret < 0) {
5523                 block_group = ERR_PTR(ret);
5524                 goto out;
5525         }
5526
5527         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5528
5529 out:
5530         kfree(devices_info);
5531         return block_group;
5532 }
5533
5534 /*
5535  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5536  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5537  * chunks.
5538  *
5539  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5540  * phases.
5541  */
5542 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5543                                      struct btrfs_block_group *bg)
5544 {
5545         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5546         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5547         struct btrfs_key key;
5548         struct btrfs_chunk *chunk;
5549         struct btrfs_stripe *stripe;
5550         struct extent_map *em;
5551         struct map_lookup *map;
5552         size_t item_size;
5553         int i;
5554         int ret;
5555
5556         /*
5557          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5558          *
5559          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5560          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5561          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5562          *    details;
5563          *
5564          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5565          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5566          *    because the device object's id can change at any time during that
5567          *    final phase of the device replace operation
5568          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5569          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5570          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5571          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5572          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5573          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5574          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5575          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5576          *    concurrent device replace.
5577          */
5578         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5579
5580         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5581         if (IS_ERR(em)) {
5582                 ret = PTR_ERR(em);
5583                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5584                 return ret;
5585         }
5586
5587         map = em->map_lookup;
5588         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5589
5590         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5591         if (!chunk) {
5592                 ret = -ENOMEM;
5593                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5594                 goto out;
5595         }
5596
5597         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5598                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5599
5600                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5601                 if (ret)
5602                         goto out;
5603         }
5604
5605         stripe = &chunk->stripe;
5606         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5607                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5608                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5609
5610                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5611                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5612                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5613                 stripe++;
5614         }
5615
5616         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5617         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5618         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, map->stripe_len);
5619         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5620         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5621         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, map->stripe_len);
5622         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, map->stripe_len);
5623         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5624         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5625
5626         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5627         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5628         key.offset = bg->start;
5629
5630         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5631         if (ret)
5632                 goto out;
5633
5634         bg->chunk_item_inserted = 1;
5635
5636         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5637                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5638                 if (ret)
5639                         goto out;
5640         }
5641
5642 out:
5643         kfree(chunk);
5644         free_extent_map(em);
5645         return ret;
5646 }
5647
5648 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5649 {
5650         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5651         u64 alloc_profile;
5652         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5653         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5654
5655         /*
5656          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5657          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5658          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5659          * we must first:
5660          *
5661          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5662          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5663          *    seed device are read-only;
5664          *
5665          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5666          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5667          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5668          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5669          *
5670          * After that we can add the block group items to their btrees:
5671          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5672          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5673          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5674          */
5675
5676         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5677         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5678         if (IS_ERR(meta_bg))
5679                 return PTR_ERR(meta_bg);
5680
5681         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5682         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5683         if (IS_ERR(sys_bg))
5684                 return PTR_ERR(sys_bg);
5685
5686         return 0;
5687 }
5688
5689 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct map_lookup *map)
5690 {
5691         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5692
5693         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5694 }
5695
5696 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5697 {
5698         struct extent_map *em;
5699         struct map_lookup *map;
5700         int miss_ndevs = 0;
5701         int i;
5702         bool ret = true;
5703
5704         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5705         if (IS_ERR(em))
5706                 return false;
5707
5708         map = em->map_lookup;
5709         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5710                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5711                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5712                         miss_ndevs++;
5713                         continue;
5714                 }
5715                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5716                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5717                         ret = false;
5718                         goto end;
5719                 }
5720         }
5721
5722         /*
5723          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5724          * not write the data into that chunk successfully.
5725          */
5726         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5727                 ret = false;
5728 end:
5729         free_extent_map(em);
5730         return ret;
5731 }
5732
5733 void btrfs_mapping_tree_free(struct extent_map_tree *tree)
5734 {
5735         struct extent_map *em;
5736
5737         while (1) {
5738                 write_lock(&tree->lock);
5739                 em = lookup_extent_mapping(tree, 0, (u64)-1);
5740                 if (em)
5741                         remove_extent_mapping(tree, em);
5742                 write_unlock(&tree->lock);
5743                 if (!em)
5744                         break;
5745                 /* once for us */
5746                 free_extent_map(em);
5747                 /* once for the tree */
5748                 free_extent_map(em);
5749         }
5750 }
5751
5752 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5753 {
5754         struct extent_map *em;
5755         struct map_lookup *map;
5756         int ret;
5757
5758         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5759         if (IS_ERR(em))
5760                 /*
5761                  * We could return errors for these cases, but that could get
5762                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5763                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5764                  * to use other copies.
5765                  */
5766                 return 1;
5767
5768         map = em->map_lookup;
5769         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK))
5770                 ret = map->num_stripes;
5771         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5772                 ret = map->sub_stripes;
5773         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5774                 ret = 2;
5775         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5776                 /*
5777                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5778                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5779                  *
5780                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5781                  * stripe under reconstruction.
5782                  */
5783                 ret = map->num_stripes;
5784         else
5785                 ret = 1;
5786         free_extent_map(em);
5787
5788         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
5789         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace) &&
5790             fs_info->dev_replace.tgtdev)
5791                 ret++;
5792         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
5793
5794         return ret;
5795 }
5796
5797 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5798                                     u64 logical)
5799 {
5800         struct extent_map *em;
5801         struct map_lookup *map;
5802         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5803
5804         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5805
5806         if (!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5807                 map = em->map_lookup;
5808                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5809                         len = map->stripe_len * nr_data_stripes(map);
5810                 free_extent_map(em);
5811         }
5812         return len;
5813 }
5814
5815 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5816 {
5817         struct extent_map *em;
5818         struct map_lookup *map;
5819         int ret = 0;
5820
5821         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5822
5823         if(!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5824                 map = em->map_lookup;
5825                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5826                         ret = 1;
5827                 free_extent_map(em);
5828         }
5829         return ret;
5830 }
5831
5832 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5833                             struct map_lookup *map, int first,
5834                             int dev_replace_is_ongoing)
5835 {
5836         int i;
5837         int num_stripes;
5838         int preferred_mirror;
5839         int tolerance;
5840         struct btrfs_device *srcdev;
5841
5842         ASSERT((map->type &
5843                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5844
5845         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5846                 num_stripes = map->sub_stripes;
5847         else
5848                 num_stripes = map->num_stripes;
5849
5850         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5851         default:
5852                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5853                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5854                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5855                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5856                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5857                 fallthrough;
5858         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5859                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5860                 break;
5861         }
5862
5863         if (dev_replace_is_ongoing &&
5864             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5865              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5866                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5867         else
5868                 srcdev = NULL;
5869
5870         /*
5871          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5872          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5873          * mirror is available
5874          */
5875         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5876                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5877                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5878                         return preferred_mirror;
5879                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5880                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5881                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5882                                 return i;
5883                 }
5884         }
5885
5886         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5887          * and the io error handling code will clean up eventually
5888          */
5889         return preferred_mirror;
5890 }
5891
5892 /* Bubble-sort the stripe set to put the parity/syndrome stripes last */
5893 static void sort_parity_stripes(struct btrfs_io_context *bioc, int num_stripes)
5894 {
5895         int i;
5896         int again = 1;
5897
5898         while (again) {
5899                 again = 0;
5900                 for (i = 0; i < num_stripes - 1; i++) {
5901                         /* Swap if parity is on a smaller index */
5902                         if (bioc->raid_map[i] > bioc->raid_map[i + 1]) {
5903                                 swap(bioc->stripes[i], bioc->stripes[i + 1]);
5904                                 swap(bioc->raid_map[i], bioc->raid_map[i + 1]);
5905                                 again = 1;
5906                         }
5907                 }
5908         }
5909 }
5910
5911 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5912                                                        int total_stripes,
5913                                                        int real_stripes)
5914 {
5915         struct btrfs_io_context *bioc = kzalloc(
5916                  /* The size of btrfs_io_context */
5917                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
5918                 /* Plus the variable array for the stripes */
5919                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes) +
5920                 /* Plus the variable array for the tgt dev */
5921                 sizeof(int) * (real_stripes) +
5922                 /*
5923                  * Plus the raid_map, which includes both the tgt dev
5924                  * and the stripes.
5925                  */
5926                 sizeof(u64) * (total_stripes),
5927                 GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
5928
5929         atomic_set(&bioc->error, 0);
5930         refcount_set(&bioc->refs, 1);
5931
5932         bioc->fs_info = fs_info;
5933         bioc->tgtdev_map = (int *)(bioc->stripes + total_stripes);
5934         bioc->raid_map = (u64 *)(bioc->tgtdev_map + real_stripes);
5935
5936         return bioc;
5937 }
5938
5939 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5940 {
5941         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
5942         refcount_inc(&bioc->refs);
5943 }
5944
5945 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5946 {
5947         if (!bioc)
5948                 return;
5949         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
5950                 kfree(bioc);
5951 }
5952
5953 /* can REQ_OP_DISCARD be sent with other REQ like REQ_OP_WRITE? */
5954 /*
5955  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
5956  * replace.
5957  */
5958 static int __btrfs_map_block_for_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5959                                          u64 logical, u64 *length_ret,
5960                                          struct btrfs_io_context **bioc_ret)
5961 {
5962         struct extent_map *em;
5963         struct map_lookup *map;
5964         struct btrfs_io_context *bioc;
5965         u64 length = *length_ret;
5966         u64 offset;
5967         u64 stripe_nr;
5968         u64 stripe_nr_end;
5969         u64 stripe_end_offset;
5970         u64 stripe_cnt;
5971         u64 stripe_len;
5972         u64 stripe_offset;
5973         u64 num_stripes;
5974         u32 stripe_index;
5975         u32 factor = 0;
5976         u32 sub_stripes = 0;
5977         u64 stripes_per_dev = 0;
5978         u32 remaining_stripes = 0;
5979         u32 last_stripe = 0;
5980         int ret = 0;
5981         int i;
5982
5983         /* Discard always returns a bioc. */
5984         ASSERT(bioc_ret);
5985
5986         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
5987         if (IS_ERR(em))
5988                 return PTR_ERR(em);
5989
5990         map = em->map_lookup;
5991         /* we don't discard raid56 yet */
5992         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
5993                 ret = -EOPNOTSUPP;
5994                 goto out;
5995         }
5996
5997         offset = logical - em->start;
5998         length = min_t(u64, em->start + em->len - logical, length);
5999         *length_ret = length;
6000
6001         stripe_len = map->stripe_len;
6002         /*
6003          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
6004          * to get to this block
6005          */
6006         stripe_nr = div64_u64(offset, stripe_len);
6007
6008         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6009         stripe_offset = offset - stripe_nr * stripe_len;
6010
6011         stripe_nr_end = round_up(offset + length, map->stripe_len);
6012         stripe_nr_end = div64_u64(stripe_nr_end, map->stripe_len);
6013         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6014         stripe_end_offset = stripe_nr_end * map->stripe_len -
6015                             (offset + length);
6016         /*
6017          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6018          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6019          * the number of our device in the stripe array
6020          */
6021         num_stripes = 1;
6022         stripe_index = 0;
6023         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6024                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6025                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6026                         sub_stripes = 1;
6027                 else
6028                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6029
6030                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6031                 num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6032                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6033                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
6034                 stripe_index *= sub_stripes;
6035                 stripes_per_dev = div_u64_rem(stripe_cnt, factor,
6036                                               &remaining_stripes);
6037                 div_u64_rem(stripe_nr_end - 1, factor, &last_stripe);
6038                 last_stripe *= sub_stripes;
6039         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6040                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6041                 num_stripes = map->num_stripes;
6042         } else {
6043                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6044                                         &stripe_index);
6045         }
6046
6047         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_stripes, 0);
6048         if (!bioc) {
6049                 ret = -ENOMEM;
6050                 goto out;
6051         }
6052
6053         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6054                 bioc->stripes[i].physical =
6055                         map->stripes[stripe_index].physical +
6056                         stripe_offset + stripe_nr * map->stripe_len;
6057                 bioc->stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6058
6059                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6060                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6061                         bioc->stripes[i].length = stripes_per_dev *
6062                                 map->stripe_len;
6063
6064                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6065                                 bioc->stripes[i].length += map->stripe_len;
6066
6067                         /*
6068                          * Special for the first stripe and
6069                          * the last stripe:
6070                          *
6071                          * |-------|...|-------|
6072                          *     |----------|
6073                          *    off     end_off
6074                          */
6075                         if (i < sub_stripes)
6076                                 bioc->stripes[i].length -= stripe_offset;
6077
6078                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6079                             stripe_index <= (last_stripe +
6080                                              sub_stripes - 1))
6081                                 bioc->stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6082
6083                         if (i == sub_stripes - 1)
6084                                 stripe_offset = 0;
6085                 } else {
6086                         bioc->stripes[i].length = length;
6087                 }
6088
6089                 stripe_index++;
6090                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6091                         stripe_index = 0;
6092                         stripe_nr++;
6093                 }
6094         }
6095
6096         *bioc_ret = bioc;
6097         bioc->map_type = map->type;
6098         bioc->num_stripes = num_stripes;
6099 out:
6100         free_extent_map(em);
6101         return ret;
6102 }
6103
6104 /*
6105  * In dev-replace case, for repair case (that's the only case where the mirror
6106  * is selected explicitly when calling btrfs_map_block), blocks left of the
6107  * left cursor can also be read from the target drive.
6108  *
6109  * For REQ_GET_READ_MIRRORS, the target drive is added as the last one to the
6110  * array of stripes.
6111  * For READ, it also needs to be supported using the same mirror number.
6112  *
6113  * If the requested block is not left of the left cursor, EIO is returned. This
6114  * can happen because btrfs_num_copies() returns one more in the dev-replace
6115  * case.
6116  */
6117 static int get_extra_mirror_from_replace(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6118                                          u64 logical, u64 length,
6119                                          u64 srcdev_devid, int *mirror_num,
6120                                          u64 *physical)
6121 {
6122         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6123         int num_stripes;
6124         int index_srcdev = 0;
6125         int found = 0;
6126         u64 physical_of_found = 0;
6127         int i;
6128         int ret = 0;
6129
6130         ret = __btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS,
6131                                 logical, &length, &bioc, 0, 0);
6132         if (ret) {
6133                 ASSERT(bioc == NULL);
6134                 return ret;
6135         }
6136
6137         num_stripes = bioc->num_stripes;
6138         if (*mirror_num > num_stripes) {
6139                 /*
6140                  * BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS does not contain this mirror,
6141                  * that means that the requested area is not left of the left
6142                  * cursor
6143                  */
6144                 btrfs_put_bioc(bioc);
6145                 return -EIO;
6146         }
6147
6148         /*
6149          * process the rest of the function using the mirror_num of the source
6150          * drive. Therefore look it up first.  At the end, patch the device
6151          * pointer to the one of the target drive.
6152          */
6153         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6154                 if (bioc->stripes[i].dev->devid != srcdev_devid)
6155                         continue;
6156
6157                 /*
6158                  * In case of DUP, in order to keep it simple, only add the
6159                  * mirror with the lowest physical address
6160                  */
6161                 if (found &&
6162                     physical_of_found <= bioc->stripes[i].physical)
6163                         continue;
6164
6165                 index_srcdev = i;
6166                 found = 1;
6167                 physical_of_found = bioc->stripes[i].physical;
6168         }
6169
6170         btrfs_put_bioc(bioc);
6171
6172         ASSERT(found);
6173         if (!found)
6174                 return -EIO;
6175
6176         *mirror_num = index_srcdev + 1;
6177         *physical = physical_of_found;
6178         return ret;
6179 }
6180
6181 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6182 {
6183         struct btrfs_block_group *cache;
6184         bool ret;
6185
6186         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6187         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6188                 return false;
6189
6190         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6191
6192         spin_lock(&cache->lock);
6193         ret = cache->to_copy;
6194         spin_unlock(&cache->lock);
6195
6196         btrfs_put_block_group(cache);
6197         return ret;
6198 }
6199
6200 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6201                                       struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6202                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6203                                       u64 logical,
6204                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6205 {
6206         struct btrfs_io_context *bioc = *bioc_ret;
6207         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6208         int tgtdev_indexes = 0;
6209         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6210         int max_errors = *max_errors_ret;
6211         int i;
6212
6213         if (op == BTRFS_MAP_WRITE) {
6214                 int index_where_to_add;
6215
6216                 /*
6217                  * A block group which have "to_copy" set will eventually
6218                  * copied by dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6219                  */
6220                 if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6221                         return;
6222
6223                 /*
6224                  * duplicate the write operations while the dev replace
6225                  * procedure is running. Since the copying of the old disk to
6226                  * the new disk takes place at run time while the filesystem is
6227                  * mounted writable, the regular write operations to the old
6228                  * disk have to be duplicated to go to the new disk as well.
6229                  *
6230                  * Note that device->missing is handled by the caller, and that
6231                  * the write to the old disk is already set up in the stripes
6232                  * array.
6233                  */
6234                 index_where_to_add = num_stripes;
6235                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6236                         if (bioc->stripes[i].dev->devid == srcdev_devid) {
6237                                 /* write to new disk, too */
6238                                 struct btrfs_io_stripe *new =
6239                                         bioc->stripes + index_where_to_add;
6240                                 struct btrfs_io_stripe *old =
6241                                         bioc->stripes + i;
6242
6243                                 new->physical = old->physical;
6244                                 new->length = old->length;
6245                                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6246                                 bioc->tgtdev_map[i] = index_where_to_add;
6247                                 index_where_to_add++;
6248                                 max_errors++;
6249                                 tgtdev_indexes++;
6250                         }
6251                 }
6252                 num_stripes = index_where_to_add;
6253         } else if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS) {
6254                 int index_srcdev = 0;
6255                 int found = 0;
6256                 u64 physical_of_found = 0;
6257
6258                 /*
6259                  * During the dev-replace procedure, the target drive can also
6260                  * be used to read data in case it is needed to repair a corrupt
6261                  * block elsewhere. This is possible if the requested area is
6262                  * left of the left cursor. In this area, the target drive is a
6263                  * full copy of the source drive.
6264                  */
6265                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6266                         if (bioc->stripes[i].dev->devid == srcdev_devid) {
6267                                 /*
6268                                  * In case of DUP, in order to keep it simple,
6269                                  * only add the mirror with the lowest physical
6270                                  * address
6271                                  */
6272                                 if (found &&
6273                                     physical_of_found <= bioc->stripes[i].physical)
6274                                         continue;
6275                                 index_srcdev = i;
6276                                 found = 1;
6277                                 physical_of_found = bioc->stripes[i].physical;
6278                         }
6279                 }
6280                 if (found) {
6281                         struct btrfs_io_stripe *tgtdev_stripe =
6282                                 bioc->stripes + num_stripes;
6283
6284                         tgtdev_stripe->physical = physical_of_found;
6285                         tgtdev_stripe->length =
6286                                 bioc->stripes[index_srcdev].length;
6287                         tgtdev_stripe->dev = dev_replace->tgtdev;
6288                         bioc->tgtdev_map[index_srcdev] = num_stripes;
6289
6290                         tgtdev_indexes++;
6291                         num_stripes++;
6292                 }
6293         }
6294
6295         *num_stripes_ret = num_stripes;
6296         *max_errors_ret = max_errors;
6297         bioc->num_tgtdevs = tgtdev_indexes;
6298         *bioc_ret = bioc;
6299 }
6300
6301 static bool need_full_stripe(enum btrfs_map_op op)
6302 {
6303         return (op == BTRFS_MAP_WRITE || op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS);
6304 }
6305
6306 /*
6307  * Calculate the geometry of a particular (address, len) tuple. This
6308  * information is used to calculate how big a particular bio can get before it
6309  * straddles a stripe.
6310  *
6311  * @fs_info: the filesystem
6312  * @em:      mapping containing the logical extent
6313  * @op:      type of operation - write or read
6314  * @logical: address that we want to figure out the geometry of
6315  * @io_geom: pointer used to return values
6316  *
6317  * Returns < 0 in case a chunk for the given logical address cannot be found,
6318  * usually shouldn't happen unless @logical is corrupted, 0 otherwise.
6319  */
6320 int btrfs_get_io_geometry(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct extent_map *em,
6321                           enum btrfs_map_op op, u64 logical,
6322                           struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6323 {
6324         struct map_lookup *map;
6325         u64 len;
6326         u64 offset;
6327         u64 stripe_offset;
6328         u64 stripe_nr;
6329         u64 stripe_len;
6330         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6331         int data_stripes;
6332
6333         ASSERT(op != BTRFS_MAP_DISCARD);
6334
6335         map = em->map_lookup;
6336         /* Offset of this logical address in the chunk */
6337         offset = logical - em->start;
6338         /* Len of a stripe in a chunk */
6339         stripe_len = map->stripe_len;
6340         /* Stripe where this block falls in */
6341         stripe_nr = div64_u64(offset, stripe_len);
6342         /* Offset of stripe in the chunk */
6343         stripe_offset = stripe_nr * stripe_len;
6344         if (offset < stripe_offset) {
6345                 btrfs_crit(fs_info,
6346 "stripe math has gone wrong, stripe_offset=%llu offset=%llu start=%llu logical=%llu stripe_len=%llu",
6347                         stripe_offset, offset, em->start, logical, stripe_len);
6348                 return -EINVAL;
6349         }
6350
6351         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6352         stripe_offset = offset - stripe_offset;
6353         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6354
6355         /* Only stripe based profiles needs to check against stripe length. */
6356         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK) {
6357                 u64 max_len = stripe_len - stripe_offset;
6358
6359                 /*
6360                  * In case of raid56, we need to know the stripe aligned start
6361                  */
6362                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6363                         unsigned long full_stripe_len = stripe_len * data_stripes;
6364                         raid56_full_stripe_start = offset;
6365
6366                         /*
6367                          * Allow a write of a full stripe, but make sure we
6368                          * don't allow straddling of stripes
6369                          */
6370                         raid56_full_stripe_start = div64_u64(raid56_full_stripe_start,
6371                                         full_stripe_len);
6372                         raid56_full_stripe_start *= full_stripe_len;
6373
6374                         /*
6375                          * For writes to RAID[56], allow a full stripeset across
6376                          * all disks. For other RAID types and for RAID[56]
6377                          * reads, just allow a single stripe (on a single disk).
6378                          */
6379                         if (op == BTRFS_MAP_WRITE) {
6380                                 max_len = stripe_len * data_stripes -
6381                                           (offset - raid56_full_stripe_start);
6382                         }
6383                 }
6384                 len = min_t(u64, em->len - offset, max_len);
6385         } else {
6386                 len = em->len - offset;
6387         }
6388
6389         io_geom->len = len;
6390         io_geom->offset = offset;
6391         io_geom->stripe_len = stripe_len;
6392         io_geom->stripe_nr = stripe_nr;
6393         io_geom->stripe_offset = stripe_offset;
6394         io_geom->raid56_stripe_offset = raid56_full_stripe_start;
6395
6396         return 0;
6397 }
6398
6399 static int __btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6400                              enum btrfs_map_op op,
6401                              u64 logical, u64 *length,
6402                              struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6403                              int mirror_num, int need_raid_map)
6404 {
6405         struct extent_map *em;
6406         struct map_lookup *map;
6407         u64 stripe_offset;
6408         u64 stripe_nr;
6409         u64 stripe_len;
6410         u32 stripe_index;
6411         int data_stripes;
6412         int i;
6413         int ret = 0;
6414         int num_stripes;
6415         int max_errors = 0;
6416         int tgtdev_indexes = 0;
6417         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6418         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6419         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6420         int num_alloc_stripes;
6421         int patch_the_first_stripe_for_dev_replace = 0;
6422         u64 physical_to_patch_in_first_stripe = 0;
6423         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6424         struct btrfs_io_geometry geom;
6425
6426         ASSERT(bioc_ret);
6427         ASSERT(op != BTRFS_MAP_DISCARD);
6428
6429         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6430         ASSERT(!IS_ERR(em));
6431
6432         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, op, logical, &geom);
6433         if (ret < 0)
6434                 return ret;
6435
6436         map = em->map_lookup;
6437
6438         *length = geom.len;
6439         stripe_len = geom.stripe_len;
6440         stripe_nr = geom.stripe_nr;
6441         stripe_offset = geom.stripe_offset;
6442         raid56_full_stripe_start = geom.raid56_stripe_offset;
6443         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6444
6445         down_read(&dev_replace->rwsem);
6446         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6447         /*
6448          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6449          * requested at commit time but must wait.
6450          */
6451         if (!dev_replace_is_ongoing)
6452                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6453
6454         if (dev_replace_is_ongoing && mirror_num == map->num_stripes + 1 &&
6455             !need_full_stripe(op) && dev_replace->tgtdev != NULL) {
6456                 ret = get_extra_mirror_from_replace(fs_info, logical, *length,
6457                                                     dev_replace->srcdev->devid,
6458                                                     &mirror_num,
6459                                             &physical_to_patch_in_first_stripe);
6460                 if (ret)
6461                         goto out;
6462                 else
6463                         patch_the_first_stripe_for_dev_replace = 1;
6464         } else if (mirror_num > map->num_stripes) {
6465                 mirror_num = 0;
6466         }
6467
6468         num_stripes = 1;
6469         stripe_index = 0;
6470         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6471                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6472                                 &stripe_index);
6473                 if (!need_full_stripe(op))
6474                         mirror_num = 1;
6475         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6476                 if (need_full_stripe(op))
6477                         num_stripes = map->num_stripes;
6478                 else if (mirror_num)
6479                         stripe_index = mirror_num - 1;
6480                 else {
6481                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6482                                             dev_replace_is_ongoing);
6483                         mirror_num = stripe_index + 1;
6484                 }
6485
6486         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6487                 if (need_full_stripe(op)) {
6488                         num_stripes = map->num_stripes;
6489                 } else if (mirror_num) {
6490                         stripe_index = mirror_num - 1;
6491                 } else {
6492                         mirror_num = 1;
6493                 }
6494
6495         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6496                 u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6497
6498                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
6499                 stripe_index *= map->sub_stripes;
6500
6501                 if (need_full_stripe(op))
6502                         num_stripes = map->sub_stripes;
6503                 else if (mirror_num)
6504                         stripe_index += mirror_num - 1;
6505                 else {
6506                         int old_stripe_index = stripe_index;
6507                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6508                                               stripe_index,
6509                                               dev_replace_is_ongoing);
6510                         mirror_num = stripe_index - old_stripe_index + 1;
6511                 }
6512
6513         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6514                 if (need_raid_map && (need_full_stripe(op) || mirror_num > 1)) {
6515                         /* push stripe_nr back to the start of the full stripe */
6516                         stripe_nr = div64_u64(raid56_full_stripe_start,
6517                                         stripe_len * data_stripes);
6518
6519                         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6520                         num_stripes = map->num_stripes;
6521                         max_errors = nr_parity_stripes(map);
6522
6523                         *length = map->stripe_len;
6524                         stripe_index = 0;
6525                         stripe_offset = 0;
6526                 } else {
6527                         /*
6528                          * Mirror #0 or #1 means the original data block.
6529                          * Mirror #2 is RAID5 parity block.
6530                          * Mirror #3 is RAID6 Q block.
6531                          */
6532                         stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr,
6533                                         data_stripes, &stripe_index);
6534                         if (mirror_num > 1)
6535                                 stripe_index = data_stripes + mirror_num - 2;
6536
6537                         /* We distribute the parity blocks across stripes */
6538                         div_u64_rem(stripe_nr + stripe_index, map->num_stripes,
6539                                         &stripe_index);
6540                         if (!need_full_stripe(op) && mirror_num <= 1)
6541                                 mirror_num = 1;
6542                 }
6543         } else {
6544                 /*
6545                  * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6546                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6547                  * the number of our device in the stripe array
6548                  */
6549                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6550                                 &stripe_index);
6551                 mirror_num = stripe_index + 1;
6552         }
6553         if (stripe_index >= map->num_stripes) {
6554                 btrfs_crit(fs_info,
6555                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6556                            stripe_index, map->num_stripes);
6557                 ret = -EINVAL;
6558                 goto out;
6559         }
6560
6561         num_alloc_stripes = num_stripes;
6562         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL) {
6563                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6564                         num_alloc_stripes <<= 1;
6565                 if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS)
6566                         num_alloc_stripes++;
6567                 tgtdev_indexes = num_stripes;
6568         }
6569
6570         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_alloc_stripes, tgtdev_indexes);
6571         if (!bioc) {
6572                 ret = -ENOMEM;
6573                 goto out;
6574         }
6575
6576         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6577                 bioc->stripes[i].physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6578                         stripe_offset + stripe_nr * map->stripe_len;
6579                 bioc->stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6580                 stripe_index++;
6581         }
6582
6583         /* Build raid_map */
6584         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK && need_raid_map &&
6585             (need_full_stripe(op) || mirror_num > 1)) {
6586                 u64 tmp;
6587                 unsigned rot;
6588
6589                 /* Work out the disk rotation on this stripe-set */
6590                 div_u64_rem(stripe_nr, num_stripes, &rot);
6591
6592                 /* Fill in the logical address of each stripe */
6593                 tmp = stripe_nr * data_stripes;
6594                 for (i = 0; i < data_stripes; i++)
6595                         bioc->raid_map[(i + rot) % num_stripes] =
6596                                 em->start + (tmp + i) * map->stripe_len;
6597
6598                 bioc->raid_map[(i + rot) % map->num_stripes] = RAID5_P_STRIPE;
6599                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
6600                         bioc->raid_map[(i + rot + 1) % num_stripes] =
6601                                 RAID6_Q_STRIPE;
6602
6603                 sort_parity_stripes(bioc, num_stripes);
6604         }
6605
6606         if (need_full_stripe(op))
6607                 max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6608
6609         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6610             need_full_stripe(op)) {
6611                 handle_ops_on_dev_replace(op, &bioc, dev_replace, logical,
6612                                           &num_stripes, &max_errors);
6613         }
6614
6615         *bioc_ret = bioc;
6616         bioc->map_type = map->type;
6617         bioc->num_stripes = num_stripes;
6618         bioc->max_errors = max_errors;
6619         bioc->mirror_num = mirror_num;
6620
6621         /*
6622          * this is the case that REQ_READ && dev_replace_is_ongoing &&
6623          * mirror_num == num_stripes + 1 && dev_replace target drive is
6624          * available as a mirror
6625          */
6626         if (patch_the_first_stripe_for_dev_replace && num_stripes > 0) {
6627                 WARN_ON(num_stripes > 1);
6628                 bioc->stripes[0].dev = dev_replace->tgtdev;
6629                 bioc->stripes[0].physical = physical_to_patch_in_first_stripe;
6630                 bioc->mirror_num = map->num_stripes + 1;
6631         }
6632 out:
6633         if (dev_replace_is_ongoing) {
6634                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6635                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6636                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6637         }
6638         free_extent_map(em);
6639         return ret;
6640 }
6641
6642 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6643                       u64 logical, u64 *length,
6644                       struct btrfs_io_context **bioc_ret, int mirror_num)
6645 {
6646         if (op == BTRFS_MAP_DISCARD)
6647                 return __btrfs_map_block_for_discard(fs_info, logical,
6648                                                      length, bioc_ret);
6649
6650         return __btrfs_map_block(fs_info, op, logical, length, bioc_ret,
6651                                  mirror_num, 0);
6652 }
6653
6654 /* For Scrub/replace */
6655 int btrfs_map_sblock(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6656                      u64 logical, u64 *length,
6657                      struct btrfs_io_context **bioc_ret)
6658 {
6659         return __btrfs_map_block(fs_info, op, logical, length, bioc_ret, 0, 1);
6660 }
6661
6662 static inline void btrfs_end_bioc(struct btrfs_io_context *bioc, struct bio *bio)
6663 {
6664         bio->bi_private = bioc->private;
6665         bio->bi_end_io = bioc->end_io;
6666         bio_endio(bio);
6667
6668         btrfs_put_bioc(bioc);
6669 }
6670
6671 static void btrfs_end_bio(struct bio *bio)
6672 {
6673         struct btrfs_io_context *bioc = bio->bi_private;
6674         int is_orig_bio = 0;
6675
6676         if (bio->bi_status) {
6677                 atomic_inc(&bioc->error);
6678                 if (bio->bi_status == BLK_STS_IOERR ||
6679                     bio->bi_status == BLK_STS_TARGET) {
6680                         struct btrfs_device *dev = btrfs_bio(bio)->device;
6681
6682                         ASSERT(dev->bdev);
6683                         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
6684                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev,
6685                                                 BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
6686                         else if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
6687                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev,
6688                                                 BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS);
6689                         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH)
6690                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev,
6691                                                 BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS);
6692                 }
6693         }
6694
6695         if (bio == bioc->orig_bio)
6696                 is_orig_bio = 1;
6697
6698         btrfs_bio_counter_dec(bioc->fs_info);
6699
6700         if (atomic_dec_and_test(&bioc->stripes_pending)) {
6701                 if (!is_orig_bio) {
6702                         bio_put(bio);
6703                         bio = bioc->orig_bio;
6704                 }
6705
6706                 btrfs_bio(bio)->mirror_num = bioc->mirror_num;
6707                 /* only send an error to the higher layers if it is
6708                  * beyond the tolerance of the btrfs bio
6709                  */
6710                 if (atomic_read(&bioc->error) > bioc->max_errors) {
6711                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
6712                 } else {
6713                         /*
6714                          * this bio is actually up to date, we didn't
6715                          * go over the max number of errors
6716                          */
6717                         bio->bi_status = BLK_STS_OK;
6718                 }
6719
6720                 btrfs_end_bioc(bioc, bio);
6721         } else if (!is_orig_bio) {
6722                 bio_put(bio);
6723         }
6724 }
6725
6726 static void submit_stripe_bio(struct btrfs_io_context *bioc, struct bio *bio,
6727                               u64 physical, struct btrfs_device *dev)
6728 {
6729         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
6730
6731         bio->bi_private = bioc;
6732         btrfs_bio(bio)->device = dev;
6733         bio->bi_end_io = btrfs_end_bio;
6734         bio->bi_iter.bi_sector = physical >> 9;
6735         /*
6736          * For zone append writing, bi_sector must point the beginning of the
6737          * zone
6738          */
6739         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
6740                 if (btrfs_dev_is_sequential(dev, physical)) {
6741                         u64 zone_start = round_down(physical, fs_info->zone_size);
6742
6743                         bio->bi_iter.bi_sector = zone_start >> SECTOR_SHIFT;
6744                 } else {
6745                         bio->bi_opf &= ~REQ_OP_ZONE_APPEND;
6746                         bio->bi_opf |= REQ_OP_WRITE;
6747                 }
6748         }
6749         btrfs_debug_in_rcu(fs_info,
6750         "btrfs_map_bio: rw %d 0x%x, sector=%llu, dev=%lu (%s id %llu), size=%u",
6751                 bio_op(bio), bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
6752                 (unsigned long)dev->bdev->bd_dev, rcu_str_deref(dev->name),
6753                 dev->devid, bio->bi_iter.bi_size);
6754         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
6755
6756         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
6757
6758         btrfsic_submit_bio(bio);
6759 }
6760
6761 static void bioc_error(struct btrfs_io_context *bioc, struct bio *bio, u64 logical)
6762 {
6763         atomic_inc(&bioc->error);
6764         if (atomic_dec_and_test(&bioc->stripes_pending)) {
6765                 /* Should be the original bio. */
6766                 WARN_ON(bio != bioc->orig_bio);
6767
6768                 btrfs_bio(bio)->mirror_num = bioc->mirror_num;
6769                 bio->bi_iter.bi_sector = logical >> 9;
6770                 if (atomic_read(&bioc->error) > bioc->max_errors)
6771                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
6772                 else
6773                         bio->bi_status = BLK_STS_OK;
6774                 btrfs_end_bioc(bioc, bio);
6775         }
6776 }
6777
6778 blk_status_t btrfs_map_bio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
6779                            int mirror_num)
6780 {
6781         struct btrfs_device *dev;
6782         struct bio *first_bio = bio;
6783         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector << 9;
6784         u64 length = 0;
6785         u64 map_length;
6786         int ret;
6787         int dev_nr;
6788         int total_devs;
6789         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6790
6791         length = bio->bi_iter.bi_size;
6792         map_length = length;
6793
6794         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
6795         ret = __btrfs_map_block(fs_info, btrfs_op(bio), logical,
6796                                 &map_length, &bioc, mirror_num, 1);
6797         if (ret) {
6798                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6799                 return errno_to_blk_status(ret);
6800         }
6801
6802         total_devs = bioc->num_stripes;
6803         bioc->orig_bio = first_bio;
6804         bioc->private = first_bio->bi_private;
6805         bioc->end_io = first_bio->bi_end_io;
6806         atomic_set(&bioc->stripes_pending, bioc->num_stripes);
6807
6808         if ((bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) &&
6809             ((btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) || (mirror_num > 1))) {
6810                 /* In this case, map_length has been set to the length of
6811                    a single stripe; not the whole write */
6812                 if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
6813                         ret = raid56_parity_write(bio, bioc, map_length);
6814                 } else {
6815                         ret = raid56_parity_recover(bio, bioc, map_length,
6816                                                     mirror_num, 1);
6817                 }
6818
6819                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6820                 return errno_to_blk_status(ret);
6821         }
6822
6823         if (map_length < length) {
6824                 btrfs_crit(fs_info,
6825                            "mapping failed logical %llu bio len %llu len %llu",
6826                            logical, length, map_length);
6827                 BUG();
6828         }
6829
6830         for (dev_nr = 0; dev_nr < total_devs; dev_nr++) {
6831                 dev = bioc->stripes[dev_nr].dev;
6832                 if (!dev || !dev->bdev || test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
6833                                                    &dev->dev_state) ||
6834                     (btrfs_op(first_bio) == BTRFS_MAP_WRITE &&
6835                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state))) {
6836                         bioc_error(bioc, first_bio, logical);
6837                         continue;
6838                 }
6839
6840                 if (dev_nr < total_devs - 1)
6841                         bio = btrfs_bio_clone(first_bio);
6842                 else
6843                         bio = first_bio;
6844
6845                 submit_stripe_bio(bioc, bio, bioc->stripes[dev_nr].physical, dev);
6846         }
6847         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6848         return BLK_STS_OK;
6849 }
6850
6851 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6852                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6853 {
6854         if (args->fsid == NULL)
6855                 return true;
6856         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6857                 return true;
6858         return false;
6859 }
6860
6861 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6862                                   const struct btrfs_device *device)
6863 {
6864         ASSERT((args->devid != (u64)-1) || args->missing);
6865
6866         if ((args->devid != (u64)-1) && device->devid != args->devid)
6867                 return false;
6868         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6869                 return false;
6870         if (!args->missing)
6871                 return true;
6872         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6873             !device->bdev)
6874                 return true;
6875         return false;
6876 }
6877
6878 /*
6879  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6880  * return NULL.
6881  *
6882  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6883  * only devid is used.
6884  */
6885 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6886                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6887 {
6888         struct btrfs_device *device;
6889         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6890
6891         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6892                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6893                         if (dev_args_match_device(args, device))
6894                                 return device;
6895                 }
6896         }
6897
6898         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6899                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6900                         continue;
6901                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6902                         if (dev_args_match_device(args, device))
6903                                 return device;
6904                 }
6905         }
6906
6907         return NULL;
6908 }
6909
6910 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6911                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6912 {
6913         struct btrfs_device *device;
6914         unsigned int nofs_flag;
6915
6916         /*
6917          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6918          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6919          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6920          * places.
6921          */
6922         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6923         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid);
6924         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6925         if (IS_ERR(device))
6926                 return device;
6927
6928         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6929         device->fs_devices = fs_devices;
6930         fs_devices->num_devices++;
6931
6932         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6933         fs_devices->missing_devices++;
6934
6935         return device;
6936 }
6937
6938 /**
6939  * btrfs_alloc_device - allocate struct btrfs_device
6940  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6941  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6942  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6943  *              is generated.
6944  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6945  *              is generated.
6946  *
6947  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6948  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6949  * destroyed with btrfs_free_device.
6950  */
6951 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6952                                         const u64 *devid,
6953                                         const u8 *uuid)
6954 {
6955         struct btrfs_device *dev;
6956         u64 tmp;
6957
6958         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6959                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6960
6961         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6962         if (!dev)
6963                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6964
6965         /*
6966          * Preallocate a bio that's always going to be used for flushing device
6967          * barriers and matches the device lifespan
6968          */
6969         dev->flush_bio = bio_kmalloc(GFP_KERNEL, 0);
6970         if (!dev->flush_bio) {
6971                 kfree(dev);
6972                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6973         }
6974
6975         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6976         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6977         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6978
6979         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6980         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6981         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state,
6982                             IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE, NULL);
6983
6984         if (devid)
6985                 tmp = *devid;
6986         else {
6987                 int ret;
6988
6989                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6990                 if (ret) {
6991                         btrfs_free_device(dev);
6992                         return ERR_PTR(ret);
6993                 }
6994         }
6995         dev->devid = tmp;
6996
6997         if (uuid)
6998                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6999         else
7000                 generate_random_uuid(dev->uuid);
7001
7002         return dev;
7003 }
7004
7005 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7006                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
7007 {
7008         if (error)
7009                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
7010                               devid, uuid);
7011         else
7012                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
7013                               devid, uuid);
7014 }
7015
7016 static u64 calc_stripe_length(u64 type, u64 chunk_len, int num_stripes)
7017 {
7018         const int data_stripes = calc_data_stripes(type, num_stripes);
7019
7020         return div_u64(chunk_len, data_stripes);
7021 }
7022
7023 #if BITS_PER_LONG == 32
7024 /*
7025  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
7026  * can't be accessed on 32bit systems.
7027  *
7028  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
7029  * metadata chunk beyond that limit.
7030  */
7031 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7032                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7033 {
7034         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7035                 return 0;
7036
7037         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
7038                 return 0;
7039
7040         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
7041         return -EOVERFLOW;
7042 }
7043
7044 /*
7045  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
7046  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
7047  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
7048  * once the limit is reached.
7049  */
7050 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7051                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7052 {
7053         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7054                 return;
7055
7056         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
7057                 return;
7058
7059         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
7060 }
7061 #endif
7062
7063 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
7064                           struct btrfs_chunk *chunk)
7065 {
7066         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7067         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7068         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7069         struct map_lookup *map;
7070         struct extent_map *em;
7071         u64 logical;
7072         u64 length;
7073         u64 devid;
7074         u64 type;
7075         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7076         int num_stripes;
7077         int ret;
7078         int i;
7079
7080         logical = key->offset;
7081         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
7082         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
7083         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
7084
7085 #if BITS_PER_LONG == 32
7086         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7087         if (ret < 0)
7088                 return ret;
7089         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7090 #endif
7091
7092         /*
7093          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
7094          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
7095          */
7096         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
7097                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
7098                 if (ret)
7099                         return ret;
7100         }
7101
7102         read_lock(&map_tree->lock);
7103         em = lookup_extent_mapping(map_tree, logical, 1);
7104         read_unlock(&map_tree->lock);
7105
7106         /* already mapped? */
7107         if (em && em->start <= logical && em->start + em->len > logical) {
7108                 free_extent_map(em);
7109                 return 0;
7110         } else if (em) {
7111                 free_extent_map(em);
7112         }
7113
7114         em = alloc_extent_map();
7115         if (!em)
7116                 return -ENOMEM;
7117         map = kmalloc(map_lookup_size(num_stripes), GFP_NOFS);
7118         if (!map) {
7119                 free_extent_map(em);
7120                 return -ENOMEM;
7121         }
7122
7123         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
7124         em->map_lookup = map;
7125         em->start = logical;
7126         em->len = length;
7127         em->orig_start = 0;
7128         em->block_start = 0;
7129         em->block_len = em->len;
7130
7131         map->num_stripes = num_stripes;
7132         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7133         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7134         map->stripe_len = btrfs_chunk_stripe_len(leaf, chunk);
7135         map->type = type;
7136         map->sub_stripes = btrfs_chunk_sub_stripes(leaf, chunk);
7137         map->verified_stripes = 0;
7138         em->orig_block_len = calc_stripe_length(type, em->len,
7139                                                 map->num_stripes);
7140         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7141                 map->stripes[i].physical =
7142                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7143                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7144                 args.devid = devid;
7145                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7146                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7147                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7148                 args.uuid = uuid;
7149                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7150                 if (!map->stripes[i].dev &&
7151                     !btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7152                         free_extent_map(em);
7153                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
7154                         return -ENOENT;
7155                 }
7156                 if (!map->stripes[i].dev) {
7157                         map->stripes[i].dev =
7158                                 add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid,
7159                                                 uuid);
7160                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7161                                 free_extent_map(em);
7162                                 btrfs_err(fs_info,
7163                                         "failed to init missing dev %llu: %ld",
7164                                         devid, PTR_ERR(map->stripes[i].dev));
7165                                 return PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7166                         }
7167                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
7168                 }
7169                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7170                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7171
7172         }
7173
7174         write_lock(&map_tree->lock);
7175         ret = add_extent_mapping(map_tree, em, 0);
7176         write_unlock(&map_tree->lock);
7177         if (ret < 0) {
7178                 btrfs_err(fs_info,
7179                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7180                           em->start, em->len, ret);
7181         }
7182         free_extent_map(em);
7183
7184         return ret;
7185 }
7186
7187 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7188                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7189                                  struct btrfs_device *device)
7190 {
7191         unsigned long ptr;
7192
7193         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7194         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7195         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7196         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7197         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7198         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7199         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7200         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7201         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7202         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7203         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7204         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7205
7206         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7207         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7208 }
7209
7210 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7211                                                   u8 *fsid)
7212 {
7213         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7214         int ret;
7215
7216         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7217         ASSERT(fsid);
7218
7219         /* This will match only for multi-device seed fs */
7220         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7221                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7222                         return fs_devices;
7223
7224
7225         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7226         if (!fs_devices) {
7227                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7228                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7229
7230                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid, NULL);
7231                 if (IS_ERR(fs_devices))
7232                         return fs_devices;
7233
7234                 fs_devices->seeding = true;
7235                 fs_devices->opened = 1;
7236                 return fs_devices;
7237         }
7238
7239         /*
7240          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7241          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7242          */
7243         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7244         if (IS_ERR(fs_devices))
7245                 return fs_devices;
7246
7247         ret = open_fs_devices(fs_devices, FMODE_READ, fs_info->bdev_holder);
7248         if (ret) {
7249                 free_fs_devices(fs_devices);
7250                 return ERR_PTR(ret);
7251         }
7252
7253         if (!fs_devices->seeding) {
7254                 close_fs_devices(fs_devices);
7255                 free_fs_devices(fs_devices);
7256                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7257         }
7258
7259         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7260
7261         return fs_devices;
7262 }
7263
7264 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7265                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7266 {
7267         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7268         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7269         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7270         struct btrfs_device *device;
7271         u64 devid;
7272         int ret;
7273         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7274         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7275
7276         devid = args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7277         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7278                            BTRFS_UUID_SIZE);
7279         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7280                            BTRFS_FSID_SIZE);
7281         args.uuid = dev_uuid;
7282         args.fsid = fs_uuid;
7283
7284         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7285                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7286                 if (IS_ERR(fs_devices))
7287                         return PTR_ERR(fs_devices);
7288         }
7289
7290         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7291         if (!device) {
7292                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7293                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7294                                                         dev_uuid, true);
7295                         return -ENOENT;
7296                 }
7297
7298                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7299                 if (IS_ERR(device)) {
7300                         btrfs_err(fs_info,
7301                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7302                                 devid, PTR_ERR(device));
7303                         return PTR_ERR(device);
7304                 }
7305                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7306         } else {
7307                 if (!device->bdev) {
7308                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7309                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7310                                                 devid, dev_uuid, true);
7311                                 return -ENOENT;
7312                         }
7313                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7314                                                         dev_uuid, false);
7315                 }
7316
7317                 if (!device->bdev &&
7318                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7319                         /*
7320                          * this happens when a device that was properly setup
7321                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7322                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7323                          * device->missing to one here
7324                          */
7325                         device->fs_devices->missing_devices++;
7326                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7327                 }
7328
7329                 /* Move the device to its own fs_devices */
7330                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7331                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7332                                                         &device->dev_state));
7333
7334                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7335                         device->fs_devices->num_devices--;
7336                         fs_devices->num_devices++;
7337
7338                         device->fs_devices->missing_devices--;
7339                         fs_devices->missing_devices++;
7340
7341                         device->fs_devices = fs_devices;
7342                 }
7343         }
7344
7345         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7346                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7347                 if (device->generation !=
7348                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7349                         return -EINVAL;
7350         }
7351
7352         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7353         if (device->bdev) {
7354                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7355
7356                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7357                         btrfs_err(fs_info,
7358                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7359                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7360                         return -EINVAL;
7361                 }
7362         }
7363         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7364         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7365            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7366                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7367                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7368                                 &fs_info->free_chunk_space);
7369         }
7370         ret = 0;
7371         return ret;
7372 }
7373
7374 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7375 {
7376         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
7377         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7378         struct extent_buffer *sb;
7379         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7380         struct btrfs_chunk *chunk;
7381         u8 *array_ptr;
7382         unsigned long sb_array_offset;
7383         int ret = 0;
7384         u32 num_stripes;
7385         u32 array_size;
7386         u32 len = 0;
7387         u32 cur_offset;
7388         u64 type;
7389         struct btrfs_key key;
7390
7391         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7392         /*
7393          * This will create extent buffer of nodesize, superblock size is
7394          * fixed to BTRFS_SUPER_INFO_SIZE. If nodesize > sb size, this will
7395          * overallocate but we can keep it as-is, only the first page is used.
7396          */
7397         sb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET,
7398                                           root->root_key.objectid, 0);
7399         if (IS_ERR(sb))
7400                 return PTR_ERR(sb);
7401         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7402         /*
7403          * The sb extent buffer is artificial and just used to read the system array.
7404          * set_extent_buffer_uptodate() call does not properly mark all it's
7405          * pages up-to-date when the page is larger: extent does not cover the
7406          * whole page and consequently check_page_uptodate does not find all
7407          * the page's extents up-to-date (the hole beyond sb),
7408          * write_extent_buffer then triggers a WARN_ON.
7409          *
7410          * Regular short extents go through mark_extent_buffer_dirty/writeback cycle,
7411          * but sb spans only this function. Add an explicit SetPageUptodate call
7412          * to silence the warning eg. on PowerPC 64.
7413          */
7414         if (PAGE_SIZE > BTRFS_SUPER_INFO_SIZE)
7415                 SetPageUptodate(sb->pages[0]);
7416
7417         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7418         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7419
7420         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7421         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7422         cur_offset = 0;
7423
7424         while (cur_offset < array_size) {
7425                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7426                 len = sizeof(*disk_key);
7427                 if (cur_offset + len > array_size)
7428                         goto out_short_read;
7429
7430                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7431
7432                 array_ptr += len;
7433                 sb_array_offset += len;
7434                 cur_offset += len;
7435
7436                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7437                         btrfs_err(fs_info,
7438                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7439                                   (u32)key.type, cur_offset);
7440                         ret = -EIO;
7441                         break;
7442                 }
7443
7444                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7445                 /*
7446                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7447                  * exact stripe count check comes afterwards
7448                  */
7449                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7450                 if (cur_offset + len > array_size)
7451                         goto out_short_read;
7452
7453                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7454                 if (!num_stripes) {
7455                         btrfs_err(fs_info,
7456                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7457                                   num_stripes, cur_offset);
7458                         ret = -EIO;
7459                         break;
7460                 }
7461
7462                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7463                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7464                         btrfs_err(fs_info,
7465                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7466                                   type, cur_offset);
7467                         ret = -EIO;
7468                         break;
7469                 }
7470
7471                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7472                 if (cur_offset + len > array_size)
7473                         goto out_short_read;
7474
7475                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7476                 if (ret)
7477                         break;
7478
7479                 array_ptr += len;
7480                 sb_array_offset += len;
7481                 cur_offset += len;
7482         }
7483         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7484         free_extent_buffer_stale(sb);
7485         return ret;
7486
7487 out_short_read:
7488         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7489                         len, cur_offset);
7490         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7491         free_extent_buffer_stale(sb);
7492         return -EIO;
7493 }
7494
7495 /*
7496  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7497  *
7498  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7499  *
7500  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7501  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7502  */
7503 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7504                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7505 {
7506         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7507         struct extent_map *em;
7508         u64 next_start = 0;
7509         bool ret = true;
7510
7511         read_lock(&map_tree->lock);
7512         em = lookup_extent_mapping(map_tree, 0, (u64)-1);
7513         read_unlock(&map_tree->lock);
7514         /* No chunk at all? Return false anyway */
7515         if (!em) {
7516                 ret = false;
7517                 goto out;
7518         }
7519         while (em) {
7520                 struct map_lookup *map;
7521                 int missing = 0;
7522                 int max_tolerated;
7523                 int i;
7524
7525                 map = em->map_lookup;
7526                 max_tolerated =
7527                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7528                                         map->type);
7529                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7530                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7531
7532                         if (!dev || !dev->bdev ||
7533                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7534                             dev->last_flush_error)
7535                                 missing++;
7536                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7537                                 missing++;
7538                 }
7539                 if (missing > max_tolerated) {
7540                         if (!failing_dev)
7541                                 btrfs_warn(fs_info,
7542         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7543                                    em->start, missing, max_tolerated);
7544                         free_extent_map(em);
7545                         ret = false;
7546                         goto out;
7547                 }
7548                 next_start = extent_map_end(em);
7549                 free_extent_map(em);
7550
7551                 read_lock(&map_tree->lock);
7552                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, next_start,
7553                                            (u64)(-1) - next_start);
7554                 read_unlock(&map_tree->lock);
7555         }
7556 out:
7557         return ret;
7558 }
7559
7560 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7561 {
7562         int i;
7563         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7564
7565         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7566                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7567 }
7568
7569 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7570 {
7571         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7572         struct btrfs_path *path;
7573         struct extent_buffer *leaf;
7574         struct btrfs_key key;
7575         struct btrfs_key found_key;
7576         int ret;
7577         int slot;
7578         u64 total_dev = 0;
7579         u64 last_ra_node = 0;
7580
7581         path = btrfs_alloc_path();
7582         if (!path)
7583                 return -ENOMEM;
7584
7585         /*
7586          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7587          * otherwise we don't need it.
7588          */
7589         mutex_lock(&uuid_mutex);
7590
7591         /*
7592          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7593          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7594          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7595          * device items, so clear it here.
7596          */
7597         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7598
7599         /*
7600          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7601          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7602          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7603          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7604          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7605          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7606          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7607          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7608          */
7609         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7610         path->skip_locking = 1;
7611
7612         /*
7613          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7614          * device items are found before any chunk item (their object id
7615          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7616          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7617          */
7618         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7619         key.offset = 0;
7620         key.type = 0;
7621         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
7622         if (ret < 0)
7623                 goto error;
7624         while (1) {
7625                 struct extent_buffer *node;
7626
7627                 leaf = path->nodes[0];
7628                 slot = path->slots[0];
7629                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
7630                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
7631                         if (ret == 0)
7632                                 continue;
7633                         if (ret < 0)
7634                                 goto error;
7635                         break;
7636                 }
7637                 node = path->nodes[1];
7638                 if (node) {
7639                         if (last_ra_node != node->start) {
7640                                 readahead_tree_node_children(node);
7641                                 last_ra_node = node->start;
7642                         }
7643                 }
7644                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
7645                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7646                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7647                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7648                                                   struct btrfs_dev_item);
7649                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7650                         if (ret)
7651                                 goto error;
7652                         total_dev++;
7653                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7654                         struct btrfs_chunk *chunk;
7655
7656                         /*
7657                          * We are only called at mount time, so no need to take
7658                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7659                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7660                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7661                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7662                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7663                          */
7664                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7665                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7666                         if (ret)
7667                                 goto error;
7668                 }
7669                 path->slots[0]++;
7670         }
7671
7672         /*
7673          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7674          * do another round of validation checks.
7675          */
7676         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7677                 btrfs_err(fs_info,
7678            "super_num_devices %llu mismatch with num_devices %llu found here",
7679                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7680                           total_dev);
7681                 ret = -EINVAL;
7682                 goto error;
7683         }
7684         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7685             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7686                 btrfs_err(fs_info,
7687         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7688                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7689                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7690                 ret = -EINVAL;
7691                 goto error;
7692         }
7693         ret = 0;
7694 error:
7695         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7696
7697         btrfs_free_path(path);
7698         return ret;
7699 }
7700
7701 void btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7702 {
7703         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7704         struct btrfs_device *device;
7705
7706         fs_devices->fs_info = fs_info;
7707
7708         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7709         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7710                 device->fs_info = fs_info;
7711
7712         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7713                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list)
7714                         device->fs_info = fs_info;
7715
7716                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7717         }
7718         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7719 }
7720
7721 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7722                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7723                                  int index)
7724 {
7725         u64 val;
7726
7727         read_extent_buffer(eb, &val,
7728                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7729                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7730                            sizeof(val));
7731         return val;
7732 }
7733
7734 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7735                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7736                                       int index, u64 val)
7737 {
7738         write_extent_buffer(eb, &val,
7739                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7740                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7741                             sizeof(val));
7742 }
7743
7744 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7745                                        struct btrfs_path *path)
7746 {
7747         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7748         struct extent_buffer *eb;
7749         struct btrfs_key key;
7750         int item_size;
7751         int i, ret, slot;
7752
7753         if (!device->fs_info->dev_root)
7754                 return 0;
7755
7756         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7757         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7758         key.offset = device->devid;
7759         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7760         if (ret) {
7761                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7762                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7763                 device->dev_stats_valid = 1;
7764                 btrfs_release_path(path);
7765                 return ret < 0 ? ret : 0;
7766         }
7767         slot = path->slots[0];
7768         eb = path->nodes[0];
7769         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7770
7771         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7772
7773         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7774                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7775                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7776                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7777                 else
7778                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7779         }
7780
7781         device->dev_stats_valid = 1;
7782         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7783         btrfs_release_path(path);
7784
7785         return 0;
7786 }
7787
7788 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7789 {
7790         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7791         struct btrfs_device *device;
7792         struct btrfs_path *path = NULL;
7793         int ret = 0;
7794
7795         path = btrfs_alloc_path();
7796         if (!path)
7797                 return -ENOMEM;
7798
7799         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7800         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7801                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7802                 if (ret)
7803                         goto out;
7804         }
7805         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7806                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7807                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7808                         if (ret)
7809                                 goto out;
7810                 }
7811         }
7812 out:
7813         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7814
7815         btrfs_free_path(path);
7816         return ret;
7817 }
7818
7819 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7820                                 struct btrfs_device *device)
7821 {
7822         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7823         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7824         struct btrfs_path *path;
7825         struct btrfs_key key;
7826         struct extent_buffer *eb;
7827         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7828         int ret;
7829         int i;
7830
7831         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7832         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7833         key.offset = device->devid;
7834
7835         path = btrfs_alloc_path();
7836         if (!path)
7837                 return -ENOMEM;
7838         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7839         if (ret < 0) {
7840                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7841                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7842                               ret, rcu_str_deref(device->name));
7843                 goto out;
7844         }
7845
7846         if (ret == 0 &&
7847             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7848                 /* need to delete old one and insert a new one */
7849                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7850                 if (ret != 0) {
7851                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7852                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7853                                       rcu_str_deref(device->name), ret);
7854                         goto out;
7855                 }
7856                 ret = 1;
7857         }
7858
7859         if (ret == 1) {
7860                 /* need to insert a new item */
7861                 btrfs_release_path(path);
7862                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7863                                               &key, sizeof(*ptr));
7864                 if (ret < 0) {
7865                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7866                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7867                                 rcu_str_deref(device->name), ret);
7868                         goto out;
7869                 }
7870         }
7871
7872         eb = path->nodes[0];
7873         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7874         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7875                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7876                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7877         btrfs_mark_buffer_dirty(eb);
7878
7879 out:
7880         btrfs_free_path(path);
7881         return ret;
7882 }
7883
7884 /*
7885  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7886  */
7887 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7888 {
7889         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7890         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7891         struct btrfs_device *device;
7892         int stats_cnt;
7893         int ret = 0;
7894
7895         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7896         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7897                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7898                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7899                         continue;
7900
7901
7902                 /*
7903                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7904                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7905                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7906                  * require explicit read memory barriers.
7907                  *
7908                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7909                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7910                  * barrier implied by atomic_xchg in
7911                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7912                  */
7913                 smp_rmb();
7914
7915                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7916                 if (!ret)
7917                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7918         }
7919         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7920
7921         return ret;
7922 }
7923
7924 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7925 {
7926         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7927         btrfs_dev_stat_print_on_error(dev);
7928 }
7929
7930 static void btrfs_dev_stat_print_on_error(struct btrfs_device *dev)
7931 {
7932         if (!dev->dev_stats_valid)
7933                 return;
7934         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7935                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7936                            rcu_str_deref(dev->name),
7937                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7938                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7939                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7940                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7941                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7942 }
7943
7944 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7945 {
7946         int i;
7947
7948         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7949                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7950                         break;
7951         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7952                 return; /* all values == 0, suppress message */
7953
7954         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7955                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7956                rcu_str_deref(dev->name),
7957                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7958                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7959                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7960                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7961                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7962 }
7963
7964 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7965                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7966 {
7967         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7968         struct btrfs_device *dev;
7969         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7970         int i;
7971
7972         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7973         args.devid = stats->devid;
7974         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7975         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7976
7977         if (!dev) {
7978                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7979                 return -ENODEV;
7980         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7981                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7982                 return -ENODEV;
7983         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7984                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7985                         if (stats->nr_items > i)
7986                                 stats->values[i] =
7987                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7988                         else
7989                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7990                 }
7991                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7992                            current->comm, task_pid_nr(current));
7993         } else {
7994                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7995                         if (stats->nr_items > i)
7996                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7997         }
7998         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7999                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
8000         return 0;
8001 }
8002
8003 /*
8004  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
8005  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
8006  * superblocks.
8007  *
8008  * Must be invoked during transaction commit.
8009  */
8010 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
8011 {
8012         struct btrfs_device *curr, *next;
8013
8014         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
8015
8016         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
8017                 return;
8018
8019         /*
8020          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
8021          * transaction and the transaction must complete before the device is
8022          * released.
8023          */
8024         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
8025         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
8026                                  post_commit_list) {
8027                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
8028                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
8029                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
8030         }
8031         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
8032 }
8033
8034 /*
8035  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
8036  */
8037 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
8038 {
8039         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
8040
8041         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
8042 }
8043
8044
8045
8046 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8047                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
8048                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
8049 {
8050         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
8051         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
8052         struct extent_map *em;
8053         struct map_lookup *map;
8054         struct btrfs_device *dev;
8055         u64 stripe_len;
8056         bool found = false;
8057         int ret = 0;
8058         int i;
8059
8060         read_lock(&em_tree->lock);
8061         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
8062         read_unlock(&em_tree->lock);
8063
8064         if (!em) {
8065                 btrfs_err(fs_info,
8066 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
8067                           physical_offset, devid);
8068                 ret = -EUCLEAN;
8069                 goto out;
8070         }
8071
8072         map = em->map_lookup;
8073         stripe_len = calc_stripe_length(map->type, em->len, map->num_stripes);
8074         if (physical_len != stripe_len) {
8075                 btrfs_err(fs_info,
8076 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
8077                           physical_offset, devid, em->start, physical_len,
8078                           stripe_len);
8079                 ret = -EUCLEAN;
8080                 goto out;
8081         }
8082
8083         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
8084                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
8085                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
8086                         found = true;
8087                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
8088                                 btrfs_err(fs_info,
8089                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
8090                                           em->start);
8091                                 ret = -EUCLEAN;
8092                                 goto out;
8093                         }
8094                         map->verified_stripes++;
8095                         break;
8096                 }
8097         }
8098         if (!found) {
8099                 btrfs_err(fs_info,
8100         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
8101                         physical_offset, devid);
8102                 ret = -EUCLEAN;
8103         }
8104
8105         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
8106         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
8107         if (!dev) {
8108                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
8109                 ret = -EUCLEAN;
8110                 goto out;
8111         }
8112
8113         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
8114                 btrfs_err(fs_info,
8115 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
8116                           devid, physical_offset, physical_len,
8117                           dev->disk_total_bytes);
8118                 ret = -EUCLEAN;
8119                 goto out;
8120         }
8121
8122         if (dev->zone_info) {
8123                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
8124
8125                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
8126                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
8127                         btrfs_err(fs_info,
8128 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
8129                                   devid, physical_offset, physical_len);
8130                         ret = -EUCLEAN;
8131                         goto out;
8132                 }
8133         }
8134
8135 out:
8136         free_extent_map(em);
8137         return ret;
8138 }
8139
8140 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8141 {
8142         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
8143         struct extent_map *em;
8144         struct rb_node *node;
8145         int ret = 0;
8146
8147         read_lock(&em_tree->lock);
8148         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
8149                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
8150                 if (em->map_lookup->num_stripes !=
8151                     em->map_lookup->verified_stripes) {
8152                         btrfs_err(fs_info,
8153                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8154                                   em->start, em->map_lookup->verified_stripes,
8155                                   em->map_lookup->num_stripes);
8156                         ret = -EUCLEAN;
8157                         goto out;
8158                 }
8159         }
8160 out:
8161         read_unlock(&em_tree->lock);
8162         return ret;
8163 }
8164
8165 /*
8166  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8167  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8168  *
8169  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8170  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8171  */
8172 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8173 {
8174         struct btrfs_path *path;
8175         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8176         struct btrfs_key key;
8177         u64 prev_devid = 0;
8178         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8179         int ret = 0;
8180
8181         /*
8182          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8183          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8184          * case for sure.
8185          *
8186          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8187          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8188          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8189          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8190          */
8191         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8192                 return 0;
8193
8194         key.objectid = 1;
8195         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8196         key.offset = 0;
8197
8198         path = btrfs_alloc_path();
8199         if (!path)
8200                 return -ENOMEM;
8201
8202         path->reada = READA_FORWARD;
8203         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8204         if (ret < 0)
8205                 goto out;
8206
8207         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8208                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8209                 if (ret < 0)
8210                         goto out;
8211                 /* No dev extents at all? Not good */
8212                 if (ret > 0) {
8213                         ret = -EUCLEAN;
8214                         goto out;
8215                 }
8216         }
8217         while (1) {
8218                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8219                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8220                 int slot = path->slots[0];
8221                 u64 chunk_offset;
8222                 u64 physical_offset;
8223                 u64 physical_len;
8224                 u64 devid;
8225
8226                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8227                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8228                         break;
8229                 devid = key.objectid;
8230                 physical_offset = key.offset;
8231
8232                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8233                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8234                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8235
8236                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8237                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8238                         btrfs_err(fs_info,
8239 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8240                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8241                         ret = -EUCLEAN;
8242                         goto out;
8243                 }
8244
8245                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8246                                             physical_offset, physical_len);
8247                 if (ret < 0)
8248                         goto out;
8249                 prev_devid = devid;
8250                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8251
8252                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8253                 if (ret < 0)
8254                         goto out;
8255                 if (ret > 0) {
8256                         ret = 0;
8257                         break;
8258                 }
8259         }
8260
8261         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8262         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8263 out:
8264         btrfs_free_path(path);
8265         return ret;
8266 }
8267
8268 /*
8269  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8270  * used as a swapfile.
8271  */
8272 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8273 {
8274         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8275         struct rb_node *node;
8276
8277         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8278         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8279         while (node) {
8280                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8281                 if (ptr < sp->ptr)
8282                         node = node->rb_left;
8283                 else if (ptr > sp->ptr)
8284                         node = node->rb_right;
8285                 else
8286                         break;
8287         }
8288         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8289         return node != NULL;
8290 }
8291
8292 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8293 {
8294         struct btrfs_block_group *cache = (struct btrfs_block_group *)data;
8295         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8296         u64 target;
8297         int ret = 0;
8298
8299         target = cache->start;
8300         btrfs_put_block_group(cache);
8301
8302         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8303                 btrfs_info(fs_info,
8304                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8305                            target);
8306                 return -EBUSY;
8307         }
8308
8309         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8310
8311         /* Ensure block group still exists */
8312         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8313         if (!cache)
8314                 goto out;
8315
8316         if (!cache->relocating_repair)
8317                 goto out;
8318
8319         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8320         if (ret < 0)
8321                 goto out;
8322
8323         btrfs_info(fs_info,
8324                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8325                    target);
8326         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8327
8328 out:
8329         if (cache)
8330                 btrfs_put_block_group(cache);
8331         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8332         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8333
8334         return ret;
8335 }
8336
8337 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8338 {
8339         struct btrfs_block_group *cache;
8340
8341         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8342                 return false;
8343
8344         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8345         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8346                 return true;
8347
8348         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8349         if (!cache)
8350                 return true;
8351
8352         spin_lock(&cache->lock);
8353         if (cache->relocating_repair) {
8354                 spin_unlock(&cache->lock);
8355                 btrfs_put_block_group(cache);
8356                 return true;
8357         }
8358         cache->relocating_repair = 1;
8359         spin_unlock(&cache->lock);
8360
8361         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8362                     "btrfs-relocating-repair");
8363
8364         return true;
8365 }
This page took 0.507228 seconds and 4 git commands to generate.