btrfs: factor out block mapping for RAID5/6
[linux-block.git] / fs / btrfs / volumes.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/sched/mm.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/ratelimit.h>
10 #include <linux/kthread.h>
11 #include <linux/semaphore.h>
12 #include <linux/uuid.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/namei.h>
15 #include "misc.h"
16 #include "ctree.h"
17 #include "extent_map.h"
18 #include "disk-io.h"
19 #include "transaction.h"
20 #include "print-tree.h"
21 #include "volumes.h"
22 #include "raid56.h"
23 #include "rcu-string.h"
24 #include "dev-replace.h"
25 #include "sysfs.h"
26 #include "tree-checker.h"
27 #include "space-info.h"
28 #include "block-group.h"
29 #include "discard.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "fs.h"
32 #include "accessors.h"
33 #include "uuid-tree.h"
34 #include "ioctl.h"
35 #include "relocation.h"
36 #include "scrub.h"
37 #include "super.h"
38 #include "raid-stripe-tree.h"
39
40 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
41                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
42                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
43
44 struct btrfs_io_geometry {
45         u32 stripe_index;
46         u32 stripe_nr;
47         int mirror_num;
48         int num_stripes;
49         u64 stripe_offset;
50         u64 raid56_full_stripe_start;
51         int max_errors;
52         enum btrfs_map_op op;
53 };
54
55 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
56         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
57                 .sub_stripes    = 2,
58                 .dev_stripes    = 1,
59                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
60                 .devs_min       = 2,
61                 .tolerated_failures = 1,
62                 .devs_increment = 2,
63                 .ncopies        = 2,
64                 .nparity        = 0,
65                 .raid_name      = "raid10",
66                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
67                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
68         },
69         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
70                 .sub_stripes    = 1,
71                 .dev_stripes    = 1,
72                 .devs_max       = 2,
73                 .devs_min       = 2,
74                 .tolerated_failures = 1,
75                 .devs_increment = 2,
76                 .ncopies        = 2,
77                 .nparity        = 0,
78                 .raid_name      = "raid1",
79                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
80                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
81         },
82         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
83                 .sub_stripes    = 1,
84                 .dev_stripes    = 1,
85                 .devs_max       = 3,
86                 .devs_min       = 3,
87                 .tolerated_failures = 2,
88                 .devs_increment = 3,
89                 .ncopies        = 3,
90                 .nparity        = 0,
91                 .raid_name      = "raid1c3",
92                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
93                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
94         },
95         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
96                 .sub_stripes    = 1,
97                 .dev_stripes    = 1,
98                 .devs_max       = 4,
99                 .devs_min       = 4,
100                 .tolerated_failures = 3,
101                 .devs_increment = 4,
102                 .ncopies        = 4,
103                 .nparity        = 0,
104                 .raid_name      = "raid1c4",
105                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
106                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
107         },
108         [BTRFS_RAID_DUP] = {
109                 .sub_stripes    = 1,
110                 .dev_stripes    = 2,
111                 .devs_max       = 1,
112                 .devs_min       = 1,
113                 .tolerated_failures = 0,
114                 .devs_increment = 1,
115                 .ncopies        = 2,
116                 .nparity        = 0,
117                 .raid_name      = "dup",
118                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
119                 .mindev_error   = 0,
120         },
121         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
122                 .sub_stripes    = 1,
123                 .dev_stripes    = 1,
124                 .devs_max       = 0,
125                 .devs_min       = 1,
126                 .tolerated_failures = 0,
127                 .devs_increment = 1,
128                 .ncopies        = 1,
129                 .nparity        = 0,
130                 .raid_name      = "raid0",
131                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
132                 .mindev_error   = 0,
133         },
134         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
135                 .sub_stripes    = 1,
136                 .dev_stripes    = 1,
137                 .devs_max       = 1,
138                 .devs_min       = 1,
139                 .tolerated_failures = 0,
140                 .devs_increment = 1,
141                 .ncopies        = 1,
142                 .nparity        = 0,
143                 .raid_name      = "single",
144                 .bg_flag        = 0,
145                 .mindev_error   = 0,
146         },
147         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
148                 .sub_stripes    = 1,
149                 .dev_stripes    = 1,
150                 .devs_max       = 0,
151                 .devs_min       = 2,
152                 .tolerated_failures = 1,
153                 .devs_increment = 1,
154                 .ncopies        = 1,
155                 .nparity        = 1,
156                 .raid_name      = "raid5",
157                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
158                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
159         },
160         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
161                 .sub_stripes    = 1,
162                 .dev_stripes    = 1,
163                 .devs_max       = 0,
164                 .devs_min       = 3,
165                 .tolerated_failures = 2,
166                 .devs_increment = 1,
167                 .ncopies        = 1,
168                 .nparity        = 2,
169                 .raid_name      = "raid6",
170                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
171                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
172         },
173 };
174
175 /*
176  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
177  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
178  */
179 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
180 {
181         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
182
183         if (!profile)
184                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
185
186         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
187 }
188
189 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
190 {
191         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
192
193         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
194                 return NULL;
195
196         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
197 }
198
199 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
200 {
201         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
202
203         return btrfs_raid_array[index].nparity;
204 }
205
206 /*
207  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
208  * bytes including terminating null byte.
209  */
210 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
211 {
212         int i;
213         int ret;
214         char *bp = buf;
215         u64 flags = bg_flags;
216         u32 size_bp = size_buf;
217
218         if (!flags) {
219                 strcpy(bp, "NONE");
220                 return;
221         }
222
223 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
224         do {                                                            \
225                 if (flags & (flag)) {                                   \
226                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
227                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
228                                 goto out_overflow;                      \
229                         size_bp -= ret;                                 \
230                         bp += ret;                                      \
231                         flags &= ~(flag);                               \
232                 }                                                       \
233         } while (0)
234
235         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
236         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
237         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
238
239         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
240         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
241                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
242                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
243 #undef DESCRIBE_FLAG
244
245         if (flags) {
246                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
247                 size_bp -= ret;
248         }
249
250         if (size_bp < size_buf)
251                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
252
253         /*
254          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
255          * large buffer
256          */
257 out_overflow:;
258 }
259
260 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
261 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
262 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
263
264 /*
265  * Device locking
266  * ==============
267  *
268  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
269  * structures like chunks but not block groups, extents or files
270  *
271  * uuid_mutex (global lock)
272  * ------------------------
273  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
274  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
275  * device) or requested by the device= mount option
276  *
277  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
278  *
279  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
280  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
281  *
282  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
283  *
284  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
285  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
286  * scan ioctl
287  *
288  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
289  *
290  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
291  * ------------------------------------------------
292  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
293  *
294  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
295  *
296  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
297  * modifications to the list (see write_all_supers)
298  *
299  * Is not required at mount and close times, because our device list is
300  * protected by the uuid_mutex at that point.
301  *
302  * balance_mutex
303  * -------------
304  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
305  * several places (internally, ioctl)
306  *
307  * chunk_mutex
308  * -----------
309  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
310  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
311  * individual devices, since they can be added to the transaction's
312  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
313  *
314  * cleaner_mutex
315  * -------------
316  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
317  * cleaning together with relocation or delayed iputs
318  *
319  *
320  * Lock nesting
321  * ============
322  *
323  * uuid_mutex
324  *   device_list_mutex
325  *     chunk_mutex
326  *   balance_mutex
327  *
328  *
329  * Exclusive operations
330  * ====================
331  *
332  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
333  * whole filesystem and cannot run in parallel.
334  *
335  * - Balance (*)
336  * - Device add
337  * - Device remove
338  * - Device replace (*)
339  * - Resize
340  *
341  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
342  *
343  * - Running state
344  * - Paused state
345  * - Completed state
346  *
347  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
348  * following reasons:
349  *
350  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
351  * - filesystem remounted as read-only
352  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
353  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
354  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
355  *
356  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
357  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
358  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
359  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
360  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
361  * completed.
362  */
363
364 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
365 static LIST_HEAD(fs_uuids);
366 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
367 {
368         return &fs_uuids;
369 }
370
371 /*
372  * Allocate new btrfs_fs_devices structure identified by a fsid.
373  *
374  * @fsid:    if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid and to
375  *           fs_devices::metadata_fsid
376  *
377  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
378  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
379  * kfree() right away.
380  */
381 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid)
382 {
383         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
384
385         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
386         if (!fs_devs)
387                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
388
389         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
390
391         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
392         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
393         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
394         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
395
396         if (fsid) {
397                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
398                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
399         }
400
401         return fs_devs;
402 }
403
404 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
405 {
406         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
407         rcu_string_free(device->name);
408         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
409         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
410         kfree(device);
411 }
412
413 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
414 {
415         struct btrfs_device *device;
416
417         WARN_ON(fs_devices->opened);
418         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
419                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
420                                     struct btrfs_device, dev_list);
421                 list_del(&device->dev_list);
422                 btrfs_free_device(device);
423         }
424         kfree(fs_devices);
425 }
426
427 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
428 {
429         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
430
431         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
432                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
433                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
434                 list_del(&fs_devices->fs_list);
435                 free_fs_devices(fs_devices);
436         }
437 }
438
439 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
440                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
441 {
442         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
443                 return false;
444
445         if (!metadata_fsid)
446                 return true;
447
448         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
449                 return false;
450
451         return true;
452 }
453
454 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
455                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
456 {
457         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
458
459         ASSERT(fsid);
460
461         /* Handle non-split brain cases */
462         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
463                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
464                         return fs_devices;
465         }
466         return NULL;
467 }
468
469 static int
470 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
471                       int flush, struct bdev_handle **bdev_handle,
472                       struct btrfs_super_block **disk_super)
473 {
474         struct block_device *bdev;
475         int ret;
476
477         *bdev_handle = bdev_open_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
478
479         if (IS_ERR(*bdev_handle)) {
480                 ret = PTR_ERR(*bdev_handle);
481                 goto error;
482         }
483         bdev = (*bdev_handle)->bdev;
484
485         if (flush)
486                 sync_blockdev(bdev);
487         ret = set_blocksize(bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
488         if (ret) {
489                 bdev_release(*bdev_handle);
490                 goto error;
491         }
492         invalidate_bdev(bdev);
493         *disk_super = btrfs_read_dev_super(bdev);
494         if (IS_ERR(*disk_super)) {
495                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
496                 bdev_release(*bdev_handle);
497                 goto error;
498         }
499
500         return 0;
501
502 error:
503         *bdev_handle = NULL;
504         return ret;
505 }
506
507 /*
508  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
509  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
510  *
511  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
512  *                 matching this devt only.
513  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
514  *                 devices.
515  *
516  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
517  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
518  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
519  */
520 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
521 {
522         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
523         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
524         int ret;
525         bool freed = false;
526
527         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
528
529         /* Return good status if there is no instance of devt. */
530         ret = 0;
531         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
532
533                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
534                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
535                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
536                         if (skip_device && skip_device == device)
537                                 continue;
538                         if (devt && devt != device->devt)
539                                 continue;
540                         if (fs_devices->opened) {
541                                 if (devt)
542                                         ret = -EBUSY;
543                                 break;
544                         }
545
546                         /* delete the stale device */
547                         fs_devices->num_devices--;
548                         list_del(&device->dev_list);
549                         btrfs_free_device(device);
550
551                         freed = true;
552                 }
553                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
554
555                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
556                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
557                         list_del(&fs_devices->fs_list);
558                         free_fs_devices(fs_devices);
559                 }
560         }
561
562         /* If there is at least one freed device return 0. */
563         if (freed)
564                 return 0;
565
566         return ret;
567 }
568
569 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_by_device(
570                                         struct btrfs_super_block *disk_super,
571                                         dev_t devt, bool *same_fsid_diff_dev)
572 {
573         struct btrfs_fs_devices *fsid_fs_devices;
574         struct btrfs_fs_devices *devt_fs_devices;
575         const bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
576                                         BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
577         bool found_by_devt = false;
578
579         /* Find the fs_device by the usual method, if found use it. */
580         fsid_fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid,
581                     has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
582
583         /* The temp_fsid feature is supported only with single device filesystem. */
584         if (btrfs_super_num_devices(disk_super) != 1)
585                 return fsid_fs_devices;
586
587         /*
588          * A seed device is an integral component of the sprout device, which
589          * functions as a multi-device filesystem. So, temp-fsid feature is
590          * not supported.
591          */
592         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)
593                 return fsid_fs_devices;
594
595         /* Try to find a fs_devices by matching devt. */
596         list_for_each_entry(devt_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
597                 struct btrfs_device *device;
598
599                 list_for_each_entry(device, &devt_fs_devices->devices, dev_list) {
600                         if (device->devt == devt) {
601                                 found_by_devt = true;
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 if (found_by_devt)
606                         break;
607         }
608
609         if (found_by_devt) {
610                 /* Existing device. */
611                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
612                         if (devt_fs_devices->opened == 0) {
613                                 /* Stale device. */
614                                 return NULL;
615                         } else {
616                                 /* temp_fsid is mounting a subvol. */
617                                 return devt_fs_devices;
618                         }
619                 } else {
620                         /* Regular or temp_fsid device mounting a subvol. */
621                         return devt_fs_devices;
622                 }
623         } else {
624                 /* New device. */
625                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
626                         return NULL;
627                 } else {
628                         /* sb::fsid is already used create a new temp_fsid. */
629                         *same_fsid_diff_dev = true;
630                         return NULL;
631                 }
632         }
633
634         /* Not reached. */
635 }
636
637 /*
638  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
639  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
640  * fs_devices->device_list_mutex here.
641  */
642 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
643                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
644                         void *holder)
645 {
646         struct bdev_handle *bdev_handle;
647         struct btrfs_super_block *disk_super;
648         u64 devid;
649         int ret;
650
651         if (device->bdev)
652                 return -EINVAL;
653         if (!device->name)
654                 return -EINVAL;
655
656         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
657                                     &bdev_handle, &disk_super);
658         if (ret)
659                 return ret;
660
661         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
662         if (devid != device->devid)
663                 goto error_free_page;
664
665         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
666                 goto error_free_page;
667
668         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
669
670         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
671                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
672                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
673                         pr_err(
674                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
675                         goto error_free_page;
676                 }
677
678                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
679                 fs_devices->seeding = true;
680         } else {
681                 if (bdev_read_only(bdev_handle->bdev))
682                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
683                 else
684                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
685         }
686
687         if (!bdev_nonrot(bdev_handle->bdev))
688                 fs_devices->rotating = true;
689
690         if (bdev_max_discard_sectors(bdev_handle->bdev))
691                 fs_devices->discardable = true;
692
693         device->bdev_handle = bdev_handle;
694         device->bdev = bdev_handle->bdev;
695         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
696
697         fs_devices->open_devices++;
698         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
699             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
700                 fs_devices->rw_devices++;
701                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
702         }
703         btrfs_release_disk_super(disk_super);
704
705         return 0;
706
707 error_free_page:
708         btrfs_release_disk_super(disk_super);
709         bdev_release(bdev_handle);
710
711         return -EINVAL;
712 }
713
714 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
715 {
716         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
717                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
718
719         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
720 }
721
722 /*
723  * Add new device to list of registered devices
724  *
725  * Returns:
726  * device pointer which was just added or updated when successful
727  * error pointer when failed
728  */
729 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
730                            struct btrfs_super_block *disk_super,
731                            bool *new_device_added)
732 {
733         struct btrfs_device *device;
734         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
735         struct rcu_string *name;
736         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
737         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
738         dev_t path_devt;
739         int error;
740         bool same_fsid_diff_dev = false;
741         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
742                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
743
744         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2) {
745                 btrfs_err(NULL,
746 "device %s has incomplete metadata_uuid change, please use btrfstune to complete",
747                           path);
748                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
749         }
750
751         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
752         if (error) {
753                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
754                           path, error);
755                 return ERR_PTR(error);
756         }
757
758         fs_devices = find_fsid_by_device(disk_super, path_devt, &same_fsid_diff_dev);
759
760         if (!fs_devices) {
761                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid);
762                 if (IS_ERR(fs_devices))
763                         return ERR_CAST(fs_devices);
764
765                 if (has_metadata_uuid)
766                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
767                                disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
768
769                 if (same_fsid_diff_dev) {
770                         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
771                         fs_devices->temp_fsid = true;
772                         pr_info("BTRFS: device %s using temp-fsid %pU\n",
773                                 path, fs_devices->fsid);
774                 }
775
776                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
777                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
778
779                 device = NULL;
780         } else {
781                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
782                         .devid = devid,
783                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
784                 };
785
786                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
787                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
788
789                 if (found_transid > fs_devices->latest_generation) {
790                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
791                                         BTRFS_FSID_SIZE);
792                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
793                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
794                 }
795         }
796
797         if (!device) {
798                 unsigned int nofs_flag;
799
800                 if (fs_devices->opened) {
801                         btrfs_err(NULL,
802 "device %s belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
803                                   path, fs_devices->fsid, current->comm,
804                                   task_pid_nr(current));
805                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
806                         return ERR_PTR(-EBUSY);
807                 }
808
809                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
810                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
811                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
812                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
813                 if (IS_ERR(device)) {
814                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
815                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
816                         return device;
817                 }
818
819                 device->devt = path_devt;
820
821                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
822                 fs_devices->num_devices++;
823
824                 device->fs_devices = fs_devices;
825                 *new_device_added = true;
826
827                 if (disk_super->label[0])
828                         pr_info(
829         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
830                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
831                                 current->comm, task_pid_nr(current));
832                 else
833                         pr_info(
834         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
835                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
836                                 current->comm, task_pid_nr(current));
837
838         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
839                 /*
840                  * When FS is already mounted.
841                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
842                  *    means this device was missing at time of FS mount.
843                  * 2. If you are here and if the device->name is different
844                  *    from 'path' that means either
845                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
846                  *         different name. or
847                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
848                  *         reappeared now.
849                  *
850                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
851                  * and unintentional.
852                  *
853                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
854                  * would have missed some transaction when it was away and
855                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
856                  * 2b must not be allowed at all time.
857                  */
858
859                 /*
860                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
861                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
862                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
863                  * when we reject replacement on a mounted FS.
864                  */
865                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
866                         /*
867                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
868                          * are here, that means there is more than one
869                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
870                          * with larger generation number or the last-in if
871                          * generation are equal.
872                          */
873                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
874                         btrfs_err(NULL,
875 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
876                                   path, found_transid, device->generation);
877                         return ERR_PTR(-EEXIST);
878                 }
879
880                 /*
881                  * We are going to replace the device path for a given devid,
882                  * make sure it's the same device if the device is mounted
883                  *
884                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
885                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
886                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
887                  * torn down.
888                  */
889                 if (device->bdev) {
890                         if (device->devt != path_devt) {
891                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
892                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
893         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
894                                                   path, devid, found_transid,
895                                                   current->comm,
896                                                   task_pid_nr(current));
897                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
898                         }
899                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
900         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
901                                           devid, btrfs_dev_name(device),
902                                           path, current->comm,
903                                           task_pid_nr(current));
904                 }
905
906                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
907                 if (!name) {
908                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
909                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
910                 }
911                 rcu_string_free(device->name);
912                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
913                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
914                         fs_devices->missing_devices--;
915                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
916                 }
917                 device->devt = path_devt;
918         }
919
920         /*
921          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
922          * generation along with most of the other members. So just update
923          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
924          * (as above).
925          */
926         if (!fs_devices->opened) {
927                 device->generation = found_transid;
928                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
929                                                 fs_devices->latest_generation);
930         }
931
932         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
933
934         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
935         return device;
936 }
937
938 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
939 {
940         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
941         struct btrfs_device *device;
942         struct btrfs_device *orig_dev;
943         int ret = 0;
944
945         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
946
947         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid);
948         if (IS_ERR(fs_devices))
949                 return fs_devices;
950
951         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
952
953         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
954                 const char *dev_path = NULL;
955
956                 /*
957                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
958                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
959                  */
960                 if (orig_dev->name)
961                         dev_path = orig_dev->name->str;
962
963                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
964                                             orig_dev->uuid, dev_path);
965                 if (IS_ERR(device)) {
966                         ret = PTR_ERR(device);
967                         goto error;
968                 }
969
970                 if (orig_dev->zone_info) {
971                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
972
973                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
974                         if (!zone_info) {
975                                 btrfs_free_device(device);
976                                 ret = -ENOMEM;
977                                 goto error;
978                         }
979                         device->zone_info = zone_info;
980                 }
981
982                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
983                 device->fs_devices = fs_devices;
984                 fs_devices->num_devices++;
985         }
986         return fs_devices;
987 error:
988         free_fs_devices(fs_devices);
989         return ERR_PTR(ret);
990 }
991
992 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
993                                       struct btrfs_device **latest_dev)
994 {
995         struct btrfs_device *device, *next;
996
997         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
998         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
999                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1000                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1001                                       &device->dev_state) &&
1002                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1003                                       &device->dev_state) &&
1004                             (!*latest_dev ||
1005                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1006                                 *latest_dev = device;
1007                         }
1008                         continue;
1009                 }
1010
1011                 /*
1012                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1013                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1014                  */
1015                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1016                         continue;
1017
1018                 if (device->bdev_handle) {
1019                         bdev_release(device->bdev_handle);
1020                         device->bdev = NULL;
1021                         device->bdev_handle = NULL;
1022                         fs_devices->open_devices--;
1023                 }
1024                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1025                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1026                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1027                         fs_devices->rw_devices--;
1028                 }
1029                 list_del_init(&device->dev_list);
1030                 fs_devices->num_devices--;
1031                 btrfs_free_device(device);
1032         }
1033
1034 }
1035
1036 /*
1037  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1038  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1039  */
1040 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1041 {
1042         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1043         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1044
1045         mutex_lock(&uuid_mutex);
1046         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1047
1048         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1049                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1050
1051         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1052
1053         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1054 }
1055
1056 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1057 {
1058         if (!device->bdev)
1059                 return;
1060
1061         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1062                 sync_blockdev(device->bdev);
1063                 invalidate_bdev(device->bdev);
1064         }
1065
1066         bdev_release(device->bdev_handle);
1067 }
1068
1069 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1070 {
1071         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1072
1073         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1074             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1075                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1076                 fs_devices->rw_devices--;
1077         }
1078
1079         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1080                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1081
1082         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1083                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1084                 fs_devices->missing_devices--;
1085         }
1086
1087         btrfs_close_bdev(device);
1088         if (device->bdev) {
1089                 fs_devices->open_devices--;
1090                 device->bdev = NULL;
1091         }
1092         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1093         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1094
1095         device->fs_info = NULL;
1096         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1097         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1098
1099         /*
1100          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1101          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1102          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1103          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1104          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1105          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1106          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1107          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1108          * unsafe super blocks.
1109          */
1110         device->last_flush_error = 0;
1111
1112         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1113         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1114         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1115         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1116         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1117 }
1118
1119 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1120 {
1121         struct btrfs_device *device, *tmp;
1122
1123         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1124
1125         if (--fs_devices->opened > 0)
1126                 return;
1127
1128         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1129                 btrfs_close_one_device(device);
1130
1131         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1132         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1133         fs_devices->opened = 0;
1134         fs_devices->seeding = false;
1135         fs_devices->fs_info = NULL;
1136 }
1137
1138 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1139 {
1140         LIST_HEAD(list);
1141         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1142
1143         mutex_lock(&uuid_mutex);
1144         close_fs_devices(fs_devices);
1145         if (!fs_devices->opened) {
1146                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1147
1148                 /*
1149                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1150                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1151                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1152                  * fully freed.
1153                  */
1154                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1155                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1156                         free_fs_devices(fs_devices);
1157                 }
1158         }
1159
1160
1161         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1162                 close_fs_devices(fs_devices);
1163                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1164                 free_fs_devices(fs_devices);
1165         }
1166         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1167 }
1168
1169 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1170                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1171 {
1172         struct btrfs_device *device;
1173         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1174         struct btrfs_device *tmp_device;
1175
1176         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1177                                  dev_list) {
1178                 int ret;
1179
1180                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1181                 if (ret == 0 &&
1182                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1183                         latest_dev = device;
1184                 } else if (ret == -ENODATA) {
1185                         fs_devices->num_devices--;
1186                         list_del(&device->dev_list);
1187                         btrfs_free_device(device);
1188                 }
1189         }
1190         if (fs_devices->open_devices == 0)
1191                 return -EINVAL;
1192
1193         fs_devices->opened = 1;
1194         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1195         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1196         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1197         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1198
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1203                      const struct list_head *b)
1204 {
1205         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1206
1207         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1208         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1209
1210         if (dev1->devid < dev2->devid)
1211                 return -1;
1212         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1213                 return 1;
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1218                        blk_mode_t flags, void *holder)
1219 {
1220         int ret;
1221
1222         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1223         /*
1224          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1225          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1226          *
1227          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1228          * exclusion is provided by uuid_mutex
1229          */
1230
1231         if (fs_devices->opened) {
1232                 fs_devices->opened++;
1233                 ret = 0;
1234         } else {
1235                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1236                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1237         }
1238
1239         return ret;
1240 }
1241
1242 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1243 {
1244         struct page *page = virt_to_page(super);
1245
1246         put_page(page);
1247 }
1248
1249 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1250                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1251 {
1252         struct btrfs_super_block *disk_super;
1253         struct page *page;
1254         void *p;
1255         pgoff_t index;
1256
1257         /* make sure our super fits in the device */
1258         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1259                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1260
1261         /* make sure our super fits in the page */
1262         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1263                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1264
1265         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1266         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1267         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1268                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1269
1270         /* pull in the page with our super */
1271         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1272
1273         if (IS_ERR(page))
1274                 return ERR_CAST(page);
1275
1276         p = page_address(page);
1277
1278         /* align our pointer to the offset of the super block */
1279         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1280
1281         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1282             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1283                 btrfs_release_disk_super(p);
1284                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1285         }
1286
1287         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1288                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1289
1290         return disk_super;
1291 }
1292
1293 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1294 {
1295         int ret;
1296
1297         mutex_lock(&uuid_mutex);
1298         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1299         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1300
1301         return ret;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1306  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1307  * is read via pagecache.
1308  *
1309  * With @mount_arg_dev it's a scan during mount time that will always register
1310  * the device or return an error. Multi-device and seeding devices are registered
1311  * in both cases.
1312  */
1313 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags,
1314                                            bool mount_arg_dev)
1315 {
1316         struct btrfs_super_block *disk_super;
1317         bool new_device_added = false;
1318         struct btrfs_device *device = NULL;
1319         struct bdev_handle *bdev_handle;
1320         u64 bytenr, bytenr_orig;
1321         int ret;
1322
1323         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1324
1325         /*
1326          * we would like to check all the supers, but that would make
1327          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1328          * So, we need to add a special mount option to scan for
1329          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1330          */
1331
1332         /*
1333          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1334          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1335          * resulting in failure.
1336          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1337          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1338          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1339          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1340          * required information for assembling the volume.
1341          */
1342         bdev_handle = bdev_open_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1343         if (IS_ERR(bdev_handle))
1344                 return ERR_CAST(bdev_handle);
1345
1346         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1347         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev_handle->bdev, 0, READ, &bytenr);
1348         if (ret) {
1349                 device = ERR_PTR(ret);
1350                 goto error_bdev_put;
1351         }
1352
1353         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev_handle->bdev, bytenr,
1354                                            bytenr_orig);
1355         if (IS_ERR(disk_super)) {
1356                 device = ERR_CAST(disk_super);
1357                 goto error_bdev_put;
1358         }
1359
1360         if (!mount_arg_dev && btrfs_super_num_devices(disk_super) == 1 &&
1361             !(btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)) {
1362                 dev_t devt;
1363
1364                 ret = lookup_bdev(path, &devt);
1365                 if (ret)
1366                         btrfs_warn(NULL, "lookup bdev failed for path %s: %d",
1367                                    path, ret);
1368                 else
1369                         btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1370
1371                 pr_debug("BTRFS: skip registering single non-seed device %s\n", path);
1372                 device = NULL;
1373                 goto free_disk_super;
1374         }
1375
1376         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1377         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1378                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1379
1380 free_disk_super:
1381         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1382
1383 error_bdev_put:
1384         bdev_release(bdev_handle);
1385
1386         return device;
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1391  * such is found, record the end of it in *start
1392  */
1393 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1394                                     u64 len)
1395 {
1396         u64 physical_start, physical_end;
1397
1398         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1399
1400         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1401                                   &physical_start, &physical_end,
1402                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1403
1404                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1405                     in_range(*start, physical_start,
1406                              physical_end - physical_start)) {
1407                         *start = physical_end + 1;
1408                         return true;
1409                 }
1410         }
1411         return false;
1412 }
1413
1414 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1415 {
1416         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1417         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1418                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1419         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1420                 /*
1421                  * We don't care about the starting region like regular
1422                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1423                  * for superblock logging.
1424                  */
1425                 return 0;
1426         default:
1427                 BUG();
1428         }
1429 }
1430
1431 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1432                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1433                                         u64 num_bytes)
1434 {
1435         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1436         u64 pos;
1437         int ret;
1438         bool changed = false;
1439
1440         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1441
1442         while (*hole_size > 0) {
1443                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1444                                                    *hole_start + *hole_size,
1445                                                    num_bytes);
1446                 if (pos != *hole_start) {
1447                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1448                         *hole_start = pos;
1449                         changed = true;
1450                         if (*hole_size < num_bytes)
1451                                 break;
1452                 }
1453
1454                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1455
1456                 /* Range is ensured to be empty */
1457                 if (!ret)
1458                         return changed;
1459
1460                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1461                 if (ret == -ERANGE) {
1462                         *hole_start += *hole_size;
1463                         *hole_size = 0;
1464                         return true;
1465                 }
1466
1467                 *hole_start += zone_size;
1468                 *hole_size -= zone_size;
1469                 changed = true;
1470         }
1471
1472         return changed;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1477  *
1478  * @device:     the device which we have the hole
1479  * @hole_start: starting position of the hole
1480  * @hole_size:  the size of the hole
1481  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1482  *
1483  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1484  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1485  */
1486 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1487                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1488 {
1489         bool changed = false;
1490         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1491
1492         for (;;) {
1493                 /*
1494                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1495                  * sending back this offset anyway.
1496                  */
1497                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1498                         if (hole_end >= *hole_start)
1499                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1500                         else
1501                                 *hole_size = 0;
1502                         changed = true;
1503                 }
1504
1505                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1506                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1507                         /* No extra check */
1508                         break;
1509                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1510                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1511                                                         hole_size, num_bytes)) {
1512                                 changed = true;
1513                                 /*
1514                                  * The changed hole can contain pending extent.
1515                                  * Loop again to check that.
1516                                  */
1517                                 continue;
1518                         }
1519                         break;
1520                 default:
1521                         BUG();
1522                 }
1523
1524                 break;
1525         }
1526
1527         return changed;
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Find free space in the specified device.
1532  *
1533  * @device:       the device which we search the free space in
1534  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1535  * @search_start: the position from which to begin the search
1536  * @start:        store the start of the free space.
1537  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1538  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1539  *
1540  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1541  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1542  *
1543  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1544  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1545  * of the max free space.
1546  *
1547  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1548  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1549  * the max free space.
1550  *
1551  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1552  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1553  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1554  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1555  * is not reported as available.
1556  */
1557 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1558                                 u64 *start, u64 *len)
1559 {
1560         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1561         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1562         struct btrfs_key key;
1563         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1564         struct btrfs_path *path;
1565         u64 search_start;
1566         u64 hole_size;
1567         u64 max_hole_start;
1568         u64 max_hole_size = 0;
1569         u64 extent_end;
1570         u64 search_end = device->total_bytes;
1571         int ret;
1572         int slot;
1573         struct extent_buffer *l;
1574
1575         search_start = dev_extent_search_start(device);
1576         max_hole_start = search_start;
1577
1578         WARN_ON(device->zone_info &&
1579                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1580
1581         path = btrfs_alloc_path();
1582         if (!path) {
1583                 ret = -ENOMEM;
1584                 goto out;
1585         }
1586 again:
1587         if (search_start >= search_end ||
1588                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1589                 ret = -ENOSPC;
1590                 goto out;
1591         }
1592
1593         path->reada = READA_FORWARD;
1594         path->search_commit_root = 1;
1595         path->skip_locking = 1;
1596
1597         key.objectid = device->devid;
1598         key.offset = search_start;
1599         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1600
1601         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1602         if (ret < 0)
1603                 goto out;
1604
1605         while (search_start < search_end) {
1606                 l = path->nodes[0];
1607                 slot = path->slots[0];
1608                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1609                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1610                         if (ret == 0)
1611                                 continue;
1612                         if (ret < 0)
1613                                 goto out;
1614
1615                         break;
1616                 }
1617                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1618
1619                 if (key.objectid < device->devid)
1620                         goto next;
1621
1622                 if (key.objectid > device->devid)
1623                         break;
1624
1625                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1626                         goto next;
1627
1628                 if (key.offset > search_end)
1629                         break;
1630
1631                 if (key.offset > search_start) {
1632                         hole_size = key.offset - search_start;
1633                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1634                                               num_bytes);
1635
1636                         if (hole_size > max_hole_size) {
1637                                 max_hole_start = search_start;
1638                                 max_hole_size = hole_size;
1639                         }
1640
1641                         /*
1642                          * If this free space is greater than which we need,
1643                          * it must be the max free space that we have found
1644                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1645                          * of this free space and the length of this free space
1646                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1647                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1648                          * caller.
1649                          */
1650                         if (hole_size >= num_bytes) {
1651                                 ret = 0;
1652                                 goto out;
1653                         }
1654                 }
1655
1656                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1657                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1658                                                                   dev_extent);
1659                 if (extent_end > search_start)
1660                         search_start = extent_end;
1661 next:
1662                 path->slots[0]++;
1663                 cond_resched();
1664         }
1665
1666         /*
1667          * At this point, search_start should be the end of
1668          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1669          * search_end may be smaller than search_start.
1670          */
1671         if (search_end > search_start) {
1672                 hole_size = search_end - search_start;
1673                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1674                                           num_bytes)) {
1675                         btrfs_release_path(path);
1676                         goto again;
1677                 }
1678
1679                 if (hole_size > max_hole_size) {
1680                         max_hole_start = search_start;
1681                         max_hole_size = hole_size;
1682                 }
1683         }
1684
1685         /* See above. */
1686         if (max_hole_size < num_bytes)
1687                 ret = -ENOSPC;
1688         else
1689                 ret = 0;
1690
1691         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1692 out:
1693         btrfs_free_path(path);
1694         *start = max_hole_start;
1695         if (len)
1696                 *len = max_hole_size;
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1701                           struct btrfs_device *device,
1702                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1703 {
1704         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1705         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1706         int ret;
1707         struct btrfs_path *path;
1708         struct btrfs_key key;
1709         struct btrfs_key found_key;
1710         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1711         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1712
1713         path = btrfs_alloc_path();
1714         if (!path)
1715                 return -ENOMEM;
1716
1717         key.objectid = device->devid;
1718         key.offset = start;
1719         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1720 again:
1721         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1722         if (ret > 0) {
1723                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1724                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1725                 if (ret)
1726                         goto out;
1727                 leaf = path->nodes[0];
1728                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1729                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1730                                         struct btrfs_dev_extent);
1731                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1732                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1733                 key = found_key;
1734                 btrfs_release_path(path);
1735                 goto again;
1736         } else if (ret == 0) {
1737                 leaf = path->nodes[0];
1738                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1739                                         struct btrfs_dev_extent);
1740         } else {
1741                 goto out;
1742         }
1743
1744         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1745
1746         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1747         if (ret == 0)
1748                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1749 out:
1750         btrfs_free_path(path);
1751         return ret;
1752 }
1753
1754 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1755 {
1756         struct rb_node *n;
1757         u64 ret = 0;
1758
1759         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1760         n = rb_last(&fs_info->mapping_tree.rb_root);
1761         if (n) {
1762                 struct btrfs_chunk_map *map;
1763
1764                 map = rb_entry(n, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
1765                 ret = map->start + map->chunk_len;
1766         }
1767         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1768
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1773                                     u64 *devid_ret)
1774 {
1775         int ret;
1776         struct btrfs_key key;
1777         struct btrfs_key found_key;
1778         struct btrfs_path *path;
1779
1780         path = btrfs_alloc_path();
1781         if (!path)
1782                 return -ENOMEM;
1783
1784         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1785         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1786         key.offset = (u64)-1;
1787
1788         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1789         if (ret < 0)
1790                 goto error;
1791
1792         if (ret == 0) {
1793                 /* Corruption */
1794                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1795                 ret = -EUCLEAN;
1796                 goto error;
1797         }
1798
1799         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1800                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1801                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1802         if (ret) {
1803                 *devid_ret = 1;
1804         } else {
1805                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1806                                       path->slots[0]);
1807                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1808         }
1809         ret = 0;
1810 error:
1811         btrfs_free_path(path);
1812         return ret;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * the device information is stored in the chunk root
1817  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1818  */
1819 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1820                             struct btrfs_device *device)
1821 {
1822         int ret;
1823         struct btrfs_path *path;
1824         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1825         struct extent_buffer *leaf;
1826         struct btrfs_key key;
1827         unsigned long ptr;
1828
1829         path = btrfs_alloc_path();
1830         if (!path)
1831                 return -ENOMEM;
1832
1833         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1834         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1835         key.offset = device->devid;
1836
1837         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1838         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1839                                       &key, sizeof(*dev_item));
1840         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1841         if (ret)
1842                 goto out;
1843
1844         leaf = path->nodes[0];
1845         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1846
1847         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1848         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1849         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1850         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1851         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1852         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1853         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1854                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1855         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1856                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1857         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1858         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1859         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1860         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1861
1862         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1863         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1864         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1865         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1866                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1867         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
1868
1869         ret = 0;
1870 out:
1871         btrfs_free_path(path);
1872         return ret;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1877  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1878  *
1879  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1880  */
1881 static void update_dev_time(const char *device_path)
1882 {
1883         struct path path;
1884         int ret;
1885
1886         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1887         if (ret)
1888                 return;
1889
1890         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1891         path_put(&path);
1892 }
1893
1894 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1895                              struct btrfs_device *device)
1896 {
1897         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1898         int ret;
1899         struct btrfs_path *path;
1900         struct btrfs_key key;
1901
1902         path = btrfs_alloc_path();
1903         if (!path)
1904                 return -ENOMEM;
1905
1906         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1907         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1908         key.offset = device->devid;
1909
1910         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1911         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1912         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1913         if (ret) {
1914                 if (ret > 0)
1915                         ret = -ENOENT;
1916                 goto out;
1917         }
1918
1919         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1920 out:
1921         btrfs_free_path(path);
1922         return ret;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1927  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1928  * replace.
1929  */
1930 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1931                 u64 num_devices)
1932 {
1933         u64 all_avail;
1934         unsigned seq;
1935         int i;
1936
1937         do {
1938                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1939
1940                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1941                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1942                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1943         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1944
1945         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1946                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1947                         continue;
1948
1949                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1950                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1951         }
1952
1953         return 0;
1954 }
1955
1956 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1957                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1958 {
1959         struct btrfs_device *next_device;
1960
1961         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1962                 if (next_device != device &&
1963                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
1964                     && next_device->bdev)
1965                         return next_device;
1966         }
1967
1968         return NULL;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
1973  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
1974  * where this function called, there should be always be another device (or
1975  * this_dev) which is active.
1976  */
1977 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
1978                                             struct btrfs_device *next_device)
1979 {
1980         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1981
1982         if (!next_device)
1983                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
1984                                                             device);
1985         ASSERT(next_device);
1986
1987         if (fs_info->sb->s_bdev &&
1988                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
1989                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
1990
1991         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
1992                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
1993 }
1994
1995 /*
1996  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
1997  * currently replaced.
1998  */
1999 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2000 {
2001         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2002
2003         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2004         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2005                 ASSERT(num_devices > 1);
2006                 num_devices--;
2007         }
2008         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2009
2010         return num_devices;
2011 }
2012
2013 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2014                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2015 {
2016         struct btrfs_super_block *disk_super;
2017         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2018         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2019         int ret;
2020
2021         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2022         if (IS_ERR(disk_super))
2023                 return;
2024
2025         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2026         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2027         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2028
2029         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2030         if (ret)
2031                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2032                         copy_num, ret);
2033 }
2034
2035 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2036                                struct block_device *bdev,
2037                                const char *device_path)
2038 {
2039         int copy_num;
2040
2041         if (!bdev)
2042                 return;
2043
2044         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2045                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2046                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2047                 else
2048                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2049         }
2050
2051         /* Notify udev that device has changed */
2052         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2053
2054         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2055         update_dev_time(device_path);
2056 }
2057
2058 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2059                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2060                     struct bdev_handle **bdev_handle)
2061 {
2062         struct btrfs_trans_handle *trans;
2063         struct btrfs_device *device;
2064         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2065         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2066         u64 num_devices;
2067         int ret = 0;
2068
2069         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2070                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2071                 return -EINVAL;
2072         }
2073
2074         /*
2075          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2076          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2077          * filesystem and another device rm cannot run.
2078          */
2079         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2080
2081         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2082         if (ret)
2083                 return ret;
2084
2085         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2086         if (!device) {
2087                 if (args->missing)
2088                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2089                 else
2090                         ret = -ENOENT;
2091                 return ret;
2092         }
2093
2094         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2095                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2096                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2097                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2098                 return -ETXTBSY;
2099         }
2100
2101         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2102                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2103
2104         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2105             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2106                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2107
2108         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2109                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2110                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2111                 device->fs_devices->rw_devices--;
2112                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2113         }
2114
2115         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2116         if (ret)
2117                 goto error_undo;
2118
2119         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2120         if (IS_ERR(trans)) {
2121                 ret = PTR_ERR(trans);
2122                 goto error_undo;
2123         }
2124
2125         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2126         if (ret) {
2127                 /* Any error in dev item removal is critical */
2128                 btrfs_crit(fs_info,
2129                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2130                            device->devid, ret);
2131                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2132                 btrfs_end_transaction(trans);
2133                 return ret;
2134         }
2135
2136         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2137         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2138
2139         /*
2140          * the device list mutex makes sure that we don't change
2141          * the device list while someone else is writing out all
2142          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2143          * lock the device list mutex before getting the number of
2144          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2145          * whoever updates the number of devices in the super block
2146          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2147          */
2148
2149         /*
2150          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2151          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2152          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2153          */
2154         cur_devices = device->fs_devices;
2155         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2156         list_del_rcu(&device->dev_list);
2157
2158         cur_devices->num_devices--;
2159         cur_devices->total_devices--;
2160         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2161         if (cur_devices != fs_devices)
2162                 fs_devices->total_devices--;
2163
2164         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2165                 cur_devices->missing_devices--;
2166
2167         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2168
2169         if (device->bdev_handle) {
2170                 cur_devices->open_devices--;
2171                 /* remove sysfs entry */
2172                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2173         }
2174
2175         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2176         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2177         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2178
2179         /*
2180          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2181          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2182          * free the device.
2183          *
2184          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2185          * write lock, and bdev_release() will pull in the ->open_mutex on
2186          * the block device and it's dependencies.  Instead just flush the
2187          * device and let the caller do the final bdev_release.
2188          */
2189         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2190                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2191                                           device->name->str);
2192                 if (device->bdev) {
2193                         sync_blockdev(device->bdev);
2194                         invalidate_bdev(device->bdev);
2195                 }
2196         }
2197
2198         *bdev_handle = device->bdev_handle;
2199         synchronize_rcu();
2200         btrfs_free_device(device);
2201
2202         /*
2203          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2204          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2205          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2206          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2207          * remove it from our list and free the fs_devices.
2208          */
2209         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2210                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2211                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2212                 cur_devices->opened--;
2213                 free_fs_devices(cur_devices);
2214         }
2215
2216         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2217
2218         return ret;
2219
2220 error_undo:
2221         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2222                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2223                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2224                          &fs_devices->alloc_list);
2225                 device->fs_devices->rw_devices++;
2226                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2227         }
2228         return ret;
2229 }
2230
2231 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2232 {
2233         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2234
2235         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2236
2237         /*
2238          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2239          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2240          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2241          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2242          */
2243         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2244
2245         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2246         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2247         fs_devices->num_devices--;
2248         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2249                 fs_devices->missing_devices--;
2250
2251         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2252                 fs_devices->rw_devices--;
2253
2254         if (srcdev->bdev)
2255                 fs_devices->open_devices--;
2256 }
2257
2258 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2259 {
2260         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2261
2262         mutex_lock(&uuid_mutex);
2263
2264         btrfs_close_bdev(srcdev);
2265         synchronize_rcu();
2266         btrfs_free_device(srcdev);
2267
2268         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2269         if (!fs_devices->num_devices) {
2270                 /*
2271                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2272                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2273                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2274                  * device left under the seed FS.
2275                  */
2276                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2277
2278                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2279                 close_fs_devices(fs_devices);
2280                 free_fs_devices(fs_devices);
2281         }
2282         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2283 }
2284
2285 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2286 {
2287         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2288
2289         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2290
2291         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2292
2293         if (tgtdev->bdev)
2294                 fs_devices->open_devices--;
2295
2296         fs_devices->num_devices--;
2297
2298         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2299
2300         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2301
2302         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2303
2304         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2305                                   tgtdev->name->str);
2306
2307         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2308         synchronize_rcu();
2309         btrfs_free_device(tgtdev);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Populate args from device at path.
2314  *
2315  * @fs_info:    the filesystem
2316  * @args:       the args to populate
2317  * @path:       the path to the device
2318  *
2319  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2320  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2321  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2322  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2323  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2324  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2325  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2326  * uuid buffers.
2327  *
2328  * Return: 0 for success, -errno for failure
2329  */
2330 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2331                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2332                                  const char *path)
2333 {
2334         struct btrfs_super_block *disk_super;
2335         struct bdev_handle *bdev_handle;
2336         int ret;
2337
2338         if (!path || !path[0])
2339                 return -EINVAL;
2340         if (!strcmp(path, "missing")) {
2341                 args->missing = true;
2342                 return 0;
2343         }
2344
2345         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2346         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2347         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2348                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2349                 return -ENOMEM;
2350         }
2351
2352         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2353                                     &bdev_handle, &disk_super);
2354         if (ret) {
2355                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2356                 return ret;
2357         }
2358
2359         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2360         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2361         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2362                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2363         else
2364                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2365         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2366         bdev_release(bdev_handle);
2367         return 0;
2368 }
2369
2370 /*
2371  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2372  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2373  * that don't need to be freed.
2374  */
2375 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2376 {
2377         kfree(args->uuid);
2378         kfree(args->fsid);
2379         args->uuid = NULL;
2380         args->fsid = NULL;
2381 }
2382
2383 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2384                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2385                 const char *device_path)
2386 {
2387         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2388         struct btrfs_device *device;
2389         int ret;
2390
2391         if (devid) {
2392                 args.devid = devid;
2393                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2394                 if (!device)
2395                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2396                 return device;
2397         }
2398
2399         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2400         if (ret)
2401                 return ERR_PTR(ret);
2402         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2403         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2404         if (!device)
2405                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2406         return device;
2407 }
2408
2409 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2410 {
2411         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2412         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2413         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2414
2415         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2416         if (!fs_devices->seeding)
2417                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2418
2419         /*
2420          * Private copy of the seed devices, anchored at
2421          * fs_info->fs_devices->seed_list
2422          */
2423         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL);
2424         if (IS_ERR(seed_devices))
2425                 return seed_devices;
2426
2427         /*
2428          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2429          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2430          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2431          * multiple fs seed.
2432          */
2433         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2434         if (IS_ERR(old_devices)) {
2435                 kfree(seed_devices);
2436                 return old_devices;
2437         }
2438
2439         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2440
2441         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2442         seed_devices->opened = 1;
2443         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2444         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2445         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2446
2447         return seed_devices;
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2452  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2453  */
2454 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2455                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2456 {
2457         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2458         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2459         struct btrfs_device *device;
2460         u64 super_flags;
2461
2462         /*
2463          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2464          * could race, so uuid_mutex is needed.
2465          */
2466         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2467
2468         /*
2469          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2470          * device_list_mutex:
2471          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2472          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2473          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2474          *
2475          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2476          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2477          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2478          * - btrfs_get_dev_stats()
2479          */
2480         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2481
2482         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2483                               synchronize_rcu);
2484         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2485                 device->fs_devices = seed_devices;
2486
2487         fs_devices->seeding = false;
2488         fs_devices->num_devices = 0;
2489         fs_devices->open_devices = 0;
2490         fs_devices->missing_devices = 0;
2491         fs_devices->rotating = false;
2492         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2493
2494         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2495         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2496         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2497
2498         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2499                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2500         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2505  */
2506 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2507 {
2508         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2509         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2510         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2511         struct btrfs_path *path;
2512         struct extent_buffer *leaf;
2513         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2514         struct btrfs_device *device;
2515         struct btrfs_key key;
2516         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2517         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2518         int ret;
2519
2520         path = btrfs_alloc_path();
2521         if (!path)
2522                 return -ENOMEM;
2523
2524         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2525         key.offset = 0;
2526         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2527
2528         while (1) {
2529                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2530                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2531                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2532                 if (ret < 0)
2533                         goto error;
2534
2535                 leaf = path->nodes[0];
2536 next_slot:
2537                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2538                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2539                         if (ret > 0)
2540                                 break;
2541                         if (ret < 0)
2542                                 goto error;
2543                         leaf = path->nodes[0];
2544                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2545                         btrfs_release_path(path);
2546                         continue;
2547                 }
2548
2549                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2550                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2551                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2552                         break;
2553
2554                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2555                                           struct btrfs_dev_item);
2556                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2557                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2558                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2559                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2560                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2561                 args.uuid = dev_uuid;
2562                 args.fsid = fs_uuid;
2563                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2564                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2565
2566                 if (device->fs_devices->seeding) {
2567                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2568                                                     device->generation);
2569                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2570                 }
2571
2572                 path->slots[0]++;
2573                 goto next_slot;
2574         }
2575         ret = 0;
2576 error:
2577         btrfs_free_path(path);
2578         return ret;
2579 }
2580
2581 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2582 {
2583         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2584         struct btrfs_trans_handle *trans;
2585         struct btrfs_device *device;
2586         struct bdev_handle *bdev_handle;
2587         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2588         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2589         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2590         u64 orig_super_total_bytes;
2591         u64 orig_super_num_devices;
2592         int ret = 0;
2593         bool seeding_dev = false;
2594         bool locked = false;
2595
2596         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2597                 return -EROFS;
2598
2599         bdev_handle = bdev_open_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2600                                         fs_info->bdev_holder, NULL);
2601         if (IS_ERR(bdev_handle))
2602                 return PTR_ERR(bdev_handle);
2603
2604         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev_handle->bdev)) {
2605                 ret = -EINVAL;
2606                 goto error;
2607         }
2608
2609         if (fs_devices->seeding) {
2610                 seeding_dev = true;
2611                 down_write(&sb->s_umount);
2612                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2613                 locked = true;
2614         }
2615
2616         sync_blockdev(bdev_handle->bdev);
2617
2618         rcu_read_lock();
2619         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2620                 if (device->bdev == bdev_handle->bdev) {
2621                         ret = -EEXIST;
2622                         rcu_read_unlock();
2623                         goto error;
2624                 }
2625         }
2626         rcu_read_unlock();
2627
2628         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2629         if (IS_ERR(device)) {
2630                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2631                 ret = PTR_ERR(device);
2632                 goto error;
2633         }
2634
2635         device->fs_info = fs_info;
2636         device->bdev_handle = bdev_handle;
2637         device->bdev = bdev_handle->bdev;
2638         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2639         if (ret)
2640                 goto error_free_device;
2641
2642         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2643         if (ret)
2644                 goto error_free_device;
2645
2646         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2647         if (IS_ERR(trans)) {
2648                 ret = PTR_ERR(trans);
2649                 goto error_free_zone;
2650         }
2651
2652         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2653         device->generation = trans->transid;
2654         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2655         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2656         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2657         device->total_bytes =
2658                 round_down(bdev_nr_bytes(device->bdev), fs_info->sectorsize);
2659         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2660         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2661         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2662         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2663         device->dev_stats_valid = 1;
2664         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2665
2666         if (seeding_dev) {
2667                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2668
2669                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2670                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2671                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2672                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2673                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2674                         goto error_trans;
2675                 }
2676         }
2677
2678         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2679         if (seeding_dev) {
2680                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2681                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2682                                                 device);
2683         }
2684
2685         device->fs_devices = fs_devices;
2686
2687         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2688         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2689         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2690         fs_devices->num_devices++;
2691         fs_devices->open_devices++;
2692         fs_devices->rw_devices++;
2693         fs_devices->total_devices++;
2694         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2695
2696         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2697
2698         if (!bdev_nonrot(device->bdev))
2699                 fs_devices->rotating = true;
2700
2701         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2702         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2703                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2704                            fs_info->sectorsize));
2705
2706         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2707         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2708                                     orig_super_num_devices + 1);
2709
2710         /*
2711          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2712          * infos
2713          */
2714         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2715
2716         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2717
2718         /* Add sysfs device entry */
2719         btrfs_sysfs_add_device(device);
2720
2721         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2722
2723         if (seeding_dev) {
2724                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2725                 ret = init_first_rw_device(trans);
2726                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2727                 if (ret) {
2728                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2729                         goto error_sysfs;
2730                 }
2731         }
2732
2733         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2734         if (ret) {
2735                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2736                 goto error_sysfs;
2737         }
2738
2739         if (seeding_dev) {
2740                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2741                 if (ret) {
2742                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2743                         goto error_sysfs;
2744                 }
2745
2746                 /*
2747                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2748                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2749                  */
2750                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2751         }
2752
2753         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2754
2755         if (seeding_dev) {
2756                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2757                 up_write(&sb->s_umount);
2758                 locked = false;
2759
2760                 if (ret) /* transaction commit */
2761                         return ret;
2762
2763                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2764                 if (ret < 0)
2765                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2766                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2767                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2768                 if (IS_ERR(trans)) {
2769                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2770                                 return 0;
2771                         ret = PTR_ERR(trans);
2772                         trans = NULL;
2773                         goto error_sysfs;
2774                 }
2775                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2776         }
2777
2778         /*
2779          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2780          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2781          * device.
2782          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2783          * only succeeds if the device was an alien.
2784          */
2785         btrfs_forget_devices(device->devt);
2786
2787         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2788         update_dev_time(device_path);
2789
2790         return ret;
2791
2792 error_sysfs:
2793         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2794         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2795         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2796         list_del_rcu(&device->dev_list);
2797         list_del(&device->dev_alloc_list);
2798         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2799         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2800         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2801         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2802         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2803         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2804         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2805                                     orig_super_total_bytes);
2806         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2807                                     orig_super_num_devices);
2808         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2809         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2810 error_trans:
2811         if (seeding_dev)
2812                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2813         if (trans)
2814                 btrfs_end_transaction(trans);
2815 error_free_zone:
2816         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2817 error_free_device:
2818         btrfs_free_device(device);
2819 error:
2820         bdev_release(bdev_handle);
2821         if (locked) {
2822                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2823                 up_write(&sb->s_umount);
2824         }
2825         return ret;
2826 }
2827
2828 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2829                                         struct btrfs_device *device)
2830 {
2831         int ret;
2832         struct btrfs_path *path;
2833         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2834         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2835         struct extent_buffer *leaf;
2836         struct btrfs_key key;
2837
2838         path = btrfs_alloc_path();
2839         if (!path)
2840                 return -ENOMEM;
2841
2842         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2843         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2844         key.offset = device->devid;
2845
2846         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2847         if (ret < 0)
2848                 goto out;
2849
2850         if (ret > 0) {
2851                 ret = -ENOENT;
2852                 goto out;
2853         }
2854
2855         leaf = path->nodes[0];
2856         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2857
2858         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2859         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2860         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2861         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2862         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2863         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2864                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2865         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2866                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2867         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2868
2869 out:
2870         btrfs_free_path(path);
2871         return ret;
2872 }
2873
2874 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2875                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2876 {
2877         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2878         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2879         u64 old_total;
2880         u64 diff;
2881         int ret;
2882
2883         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2884                 return -EACCES;
2885
2886         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2887
2888         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2889         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2890         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2891
2892         if (new_size <= device->total_bytes ||
2893             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2894                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2895                 return -EINVAL;
2896         }
2897
2898         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2899                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2900         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2901         atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
2902
2903         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2904         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2905         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2906         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2907                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2908                               &trans->transaction->dev_update_list);
2909         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2910
2911         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2912         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2913         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2914
2915         return ret;
2916 }
2917
2918 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2919 {
2920         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2921         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2922         int ret;
2923         struct btrfs_path *path;
2924         struct btrfs_key key;
2925
2926         path = btrfs_alloc_path();
2927         if (!path)
2928                 return -ENOMEM;
2929
2930         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2931         key.offset = chunk_offset;
2932         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2933
2934         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2935         if (ret < 0)
2936                 goto out;
2937         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2938                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2939                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2940                 ret = -ENOENT;
2941                 goto out;
2942         }
2943
2944         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2945         if (ret < 0)
2946                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2947                                       "Failed to delete chunk item.");
2948 out:
2949         btrfs_free_path(path);
2950         return ret;
2951 }
2952
2953 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2954 {
2955         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2956         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2957         struct btrfs_chunk *chunk;
2958         u8 *ptr;
2959         int ret = 0;
2960         u32 num_stripes;
2961         u32 array_size;
2962         u32 len = 0;
2963         u32 cur;
2964         struct btrfs_key key;
2965
2966         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2967         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2968
2969         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
2970         cur = 0;
2971
2972         while (cur < array_size) {
2973                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
2974                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
2975
2976                 len = sizeof(*disk_key);
2977
2978                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
2979                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
2980                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
2981                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
2982                 } else {
2983                         ret = -EIO;
2984                         break;
2985                 }
2986                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
2987                     key.offset == chunk_offset) {
2988                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
2989                         array_size -= len;
2990                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
2991                 } else {
2992                         ptr += len;
2993                         cur += len;
2994                 }
2995         }
2996         return ret;
2997 }
2998
2999 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map_nolock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3000                                                     u64 logical, u64 length)
3001 {
3002         struct rb_node *node = fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
3003         struct rb_node *prev = NULL;
3004         struct rb_node *orig_prev;
3005         struct btrfs_chunk_map *map;
3006         struct btrfs_chunk_map *prev_map = NULL;
3007
3008         while (node) {
3009                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3010                 prev = node;
3011                 prev_map = map;
3012
3013                 if (logical < map->start) {
3014                         node = node->rb_left;
3015                 } else if (logical >= map->start + map->chunk_len) {
3016                         node = node->rb_right;
3017                 } else {
3018                         refcount_inc(&map->refs);
3019                         return map;
3020                 }
3021         }
3022
3023         if (!prev)
3024                 return NULL;
3025
3026         orig_prev = prev;
3027         while (prev && logical >= prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3028                 prev = rb_next(prev);
3029                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3030         }
3031
3032         if (!prev) {
3033                 prev = orig_prev;
3034                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3035                 while (prev && logical < prev_map->start) {
3036                         prev = rb_prev(prev);
3037                         prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3038                 }
3039         }
3040
3041         if (prev) {
3042                 u64 end = logical + length;
3043
3044                 /*
3045                  * Caller can pass a U64_MAX length when it wants to get any
3046                  * chunk starting at an offset of 'logical' or higher, so deal
3047                  * with underflow by resetting the end offset to U64_MAX.
3048                  */
3049                 if (end < logical)
3050                         end = U64_MAX;
3051
3052                 if (end > prev_map->start &&
3053                     logical < prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3054                         refcount_inc(&prev_map->refs);
3055                         return prev_map;
3056                 }
3057         }
3058
3059         return NULL;
3060 }
3061
3062 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3063                                              u64 logical, u64 length)
3064 {
3065         struct btrfs_chunk_map *map;
3066
3067         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3068         map = btrfs_find_chunk_map_nolock(fs_info, logical, length);
3069         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3070
3071         return map;
3072 }
3073
3074 /*
3075  * Find the mapping containing the given logical extent.
3076  *
3077  * @logical: Logical block offset in bytes.
3078  * @length: Length of extent in bytes.
3079  *
3080  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3081  */
3082 struct btrfs_chunk_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3083                                             u64 logical, u64 length)
3084 {
3085         struct btrfs_chunk_map *map;
3086
3087         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, length);
3088
3089         if (unlikely(!map)) {
3090                 read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3091                 btrfs_crit(fs_info,
3092                            "unable to find chunk map for logical %llu length %llu",
3093                            logical, length);
3094                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3095         }
3096
3097         if (unlikely(map->start > logical || map->start + map->chunk_len <= logical)) {
3098                 read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3099                 btrfs_crit(fs_info,
3100                            "found a bad chunk map, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3101                            logical, logical + length, map->start,
3102                            map->start + map->chunk_len);
3103                 btrfs_free_chunk_map(map);
3104                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3105         }
3106
3107         /* Callers are responsible for dropping the reference. */
3108         return map;
3109 }
3110
3111 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3112                              struct btrfs_chunk_map *map, u64 chunk_offset)
3113 {
3114         int i;
3115
3116         /*
3117          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3118          * requires holding the chunk_mutex.
3119          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3120          */
3121         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3122
3123         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3124                 int ret;
3125
3126                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3127                 if (ret)
3128                         return ret;
3129         }
3130
3131         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3132 }
3133
3134 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3135 {
3136         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3137         struct btrfs_chunk_map *map;
3138         u64 dev_extent_len = 0;
3139         int i, ret = 0;
3140         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3141
3142         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3143         if (IS_ERR(map)) {
3144                 /*
3145                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3146                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3147                  * do anything we still error out.
3148                  */
3149                 ASSERT(0);
3150                 return PTR_ERR(map);
3151         }
3152
3153         /*
3154          * First delete the device extent items from the devices btree.
3155          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3156          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3157          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3158          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3159          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3160          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3161          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3162          */
3163         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3164         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3165                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3166                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3167                                             map->stripes[i].physical,
3168                                             &dev_extent_len);
3169                 if (ret) {
3170                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3171                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3172                         goto out;
3173                 }
3174
3175                 if (device->bytes_used > 0) {
3176                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3177                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3178                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3179                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3180                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3181                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3182                 }
3183         }
3184         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3185
3186         /*
3187          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3188          *
3189          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3190          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3191          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3192          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3193          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3194          *
3195          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3196          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3197          *    because the device object's id can change at any time during that
3198          *    final phase of the device replace operation
3199          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3200          *    replaced device and then see it with an ID of
3201          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3202          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3203          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3204          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3205          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3206          */
3207         trans->removing_chunk = true;
3208         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3209
3210         check_system_chunk(trans, map->type);
3211
3212         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3213         /*
3214          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3215          * through the call to check_system_chunk().
3216          *
3217          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3218          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3219          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3220          * block group with the right profile, or right after we called
3221          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3222          * with enough free space into RO mode.
3223          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3224          *
3225          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3226          */
3227         if (ret == -ENOSPC) {
3228                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3229                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3230
3231                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3232                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3233                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3234                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3235                         goto out;
3236                 }
3237
3238                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3239                 if (ret) {
3240                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3241                         goto out;
3242                 }
3243
3244                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3245                 if (ret) {
3246                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3247                         goto out;
3248                 }
3249         } else if (ret) {
3250                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3251                 goto out;
3252         }
3253
3254         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, map->chunk_len);
3255
3256         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3257                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3258                 if (ret) {
3259                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3260                         goto out;
3261                 }
3262         }
3263
3264         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3265         trans->removing_chunk = false;
3266
3267         /*
3268          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3269          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3270          */
3271         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3272
3273         ret = btrfs_remove_block_group(trans, map);
3274         if (ret) {
3275                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3276                 goto out;
3277         }
3278
3279 out:
3280         if (trans->removing_chunk) {
3281                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3282                 trans->removing_chunk = false;
3283         }
3284         /* once for us */
3285         btrfs_free_chunk_map(map);
3286         return ret;
3287 }
3288
3289 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3290 {
3291         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3292         struct btrfs_trans_handle *trans;
3293         struct btrfs_block_group *block_group;
3294         u64 length;
3295         int ret;
3296
3297         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3298                 btrfs_err(fs_info,
3299                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3300                 return -EINVAL;
3301         }
3302
3303         /*
3304          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3305          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3306          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3307          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3308          *
3309          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3310          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3311          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3312          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3313          * the current task acquires this mutex and calls us.
3314          */
3315         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3316
3317         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3318         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3319         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3320         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3321         if (ret) {
3322                 /*
3323                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3324                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3325                  */
3326                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3327                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3328                 return ret;
3329         }
3330
3331         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3332         if (!block_group)
3333                 return -ENOENT;
3334         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3335         length = block_group->length;
3336         btrfs_put_block_group(block_group);
3337
3338         /*
3339          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3340          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3341          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3342          * filesystem's point of view.
3343          */
3344         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3345                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3346                 if (ret)
3347                         btrfs_info(fs_info,
3348                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3349                                 chunk_offset);
3350         }
3351
3352         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3353                                                      chunk_offset);
3354         if (IS_ERR(trans)) {
3355                 ret = PTR_ERR(trans);
3356                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3357                 return ret;
3358         }
3359
3360         /*
3361          * step two, delete the device extents and the
3362          * chunk tree entries
3363          */
3364         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3365         btrfs_end_transaction(trans);
3366         return ret;
3367 }
3368
3369 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3370 {
3371         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3372         struct btrfs_path *path;
3373         struct extent_buffer *leaf;
3374         struct btrfs_chunk *chunk;
3375         struct btrfs_key key;
3376         struct btrfs_key found_key;
3377         u64 chunk_type;
3378         bool retried = false;
3379         int failed = 0;
3380         int ret;
3381
3382         path = btrfs_alloc_path();
3383         if (!path)
3384                 return -ENOMEM;
3385
3386 again:
3387         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3388         key.offset = (u64)-1;
3389         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3390
3391         while (1) {
3392                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3393                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3394                 if (ret < 0) {
3395                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3396                         goto error;
3397                 }
3398                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3399
3400                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3401                                           key.type);
3402                 if (ret)
3403                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3404                 if (ret < 0)
3405                         goto error;
3406                 if (ret > 0)
3407                         break;
3408
3409                 leaf = path->nodes[0];
3410                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3411
3412                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3413                                        struct btrfs_chunk);
3414                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3415                 btrfs_release_path(path);
3416
3417                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3418                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3419                         if (ret == -ENOSPC)
3420                                 failed++;
3421                         else
3422                                 BUG_ON(ret);
3423                 }
3424                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3425
3426                 if (found_key.offset == 0)
3427                         break;
3428                 key.offset = found_key.offset - 1;
3429         }
3430         ret = 0;
3431         if (failed && !retried) {
3432                 failed = 0;
3433                 retried = true;
3434                 goto again;
3435         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3436                 ret = -ENOSPC;
3437         }
3438 error:
3439         btrfs_free_path(path);
3440         return ret;
3441 }
3442
3443 /*
3444  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3445  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3446  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3447  */
3448 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3449                                       u64 chunk_offset)
3450 {
3451         struct btrfs_block_group *cache;
3452         u64 bytes_used;
3453         u64 chunk_type;
3454
3455         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3456         ASSERT(cache);
3457         chunk_type = cache->flags;
3458         btrfs_put_block_group(cache);
3459
3460         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3461                 return 0;
3462
3463         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3464         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3465         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3466
3467         if (!bytes_used) {
3468                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3469                 int ret;
3470
3471                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3472                 if (IS_ERR(trans))
3473                         return PTR_ERR(trans);
3474
3475                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3476                 btrfs_end_transaction(trans);
3477                 if (ret < 0)
3478                         return ret;
3479                 return 1;
3480         }
3481
3482         return 0;
3483 }
3484
3485 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3486                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3487 {
3488         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3489         struct btrfs_trans_handle *trans;
3490         struct btrfs_balance_item *item;
3491         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3492         struct btrfs_path *path;
3493         struct extent_buffer *leaf;
3494         struct btrfs_key key;
3495         int ret, err;
3496
3497         path = btrfs_alloc_path();
3498         if (!path)
3499                 return -ENOMEM;
3500
3501         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3502         if (IS_ERR(trans)) {
3503                 btrfs_free_path(path);
3504                 return PTR_ERR(trans);
3505         }
3506
3507         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3508         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3509         key.offset = 0;
3510
3511         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3512                                       sizeof(*item));
3513         if (ret)
3514                 goto out;
3515
3516         leaf = path->nodes[0];
3517         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3518
3519         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3520
3521         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3522         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3523         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3524         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3525         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3526         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3527
3528         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3529
3530         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3531 out:
3532         btrfs_free_path(path);
3533         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3534         if (err && !ret)
3535                 ret = err;
3536         return ret;
3537 }
3538
3539 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3540 {
3541         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3542         struct btrfs_trans_handle *trans;
3543         struct btrfs_path *path;
3544         struct btrfs_key key;
3545         int ret, err;
3546
3547         path = btrfs_alloc_path();
3548         if (!path)
3549                 return -ENOMEM;
3550
3551         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3552         if (IS_ERR(trans)) {
3553                 btrfs_free_path(path);
3554                 return PTR_ERR(trans);
3555         }
3556
3557         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3558         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3559         key.offset = 0;
3560
3561         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3562         if (ret < 0)
3563                 goto out;
3564         if (ret > 0) {
3565                 ret = -ENOENT;
3566                 goto out;
3567         }
3568
3569         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3570 out:
3571         btrfs_free_path(path);
3572         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3573         if (err && !ret)
3574                 ret = err;
3575         return ret;
3576 }
3577
3578 /*
3579  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3580  * resume after balance was interrupted.
3581  */
3582 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3583 {
3584         /*
3585          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3586          */
3587         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3588                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3589         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3590                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3591         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3592                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3593
3594         /*
3595          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3596          * that chunks that we have already balanced should be
3597          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3598          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3599          * (albeit full) chunks.
3600          */
3601         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3602             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3603             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3604                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3605                 bctl->data.usage = 90;
3606         }
3607         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3608             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3609             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3610                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3611                 bctl->sys.usage = 90;
3612         }
3613         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3614             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3615             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3616                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3617                 bctl->meta.usage = 90;
3618         }
3619 }
3620
3621 /*
3622  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3623  */
3624 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3625 {
3626         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3627         int ret;
3628
3629         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3630
3631         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3632         fs_info->balance_ctl = NULL;
3633         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3634
3635         kfree(bctl);
3636         ret = del_balance_item(fs_info);
3637         if (ret)
3638                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3639 }
3640
3641 /*
3642  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3643  * (should not be balanced).
3644  */
3645 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3646                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3647 {
3648         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3649                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3650
3651         if (bargs->profiles & chunk_type)
3652                 return 0;
3653
3654         return 1;
3655 }
3656
3657 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3658                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3659 {
3660         struct btrfs_block_group *cache;
3661         u64 chunk_used;
3662         u64 user_thresh_min;
3663         u64 user_thresh_max;
3664         int ret = 1;
3665
3666         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3667         chunk_used = cache->used;
3668
3669         if (bargs->usage_min == 0)
3670                 user_thresh_min = 0;
3671         else
3672                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3673
3674         if (bargs->usage_max == 0)
3675                 user_thresh_max = 1;
3676         else if (bargs->usage_max > 100)
3677                 user_thresh_max = cache->length;
3678         else
3679                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3680
3681         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3682                 ret = 0;
3683
3684         btrfs_put_block_group(cache);
3685         return ret;
3686 }
3687
3688 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3689                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3690 {
3691         struct btrfs_block_group *cache;
3692         u64 chunk_used, user_thresh;
3693         int ret = 1;
3694
3695         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3696         chunk_used = cache->used;
3697
3698         if (bargs->usage_min == 0)
3699                 user_thresh = 1;
3700         else if (bargs->usage > 100)
3701                 user_thresh = cache->length;
3702         else
3703                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3704
3705         if (chunk_used < user_thresh)
3706                 ret = 0;
3707
3708         btrfs_put_block_group(cache);
3709         return ret;
3710 }
3711
3712 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3713                               struct btrfs_chunk *chunk,
3714                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3715 {
3716         struct btrfs_stripe *stripe;
3717         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3718         int i;
3719
3720         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3721                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3722                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3723                         return 0;
3724         }
3725
3726         return 1;
3727 }
3728
3729 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3730 {
3731         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3732         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3733         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3734
3735         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3736 }
3737
3738 /* [pstart, pend) */
3739 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3740                                struct btrfs_chunk *chunk,
3741                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3742 {
3743         struct btrfs_stripe *stripe;
3744         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3745         u64 stripe_offset;
3746         u64 stripe_length;
3747         u64 type;
3748         int factor;
3749         int i;
3750
3751         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3752                 return 0;
3753
3754         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3755         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3756
3757         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3758                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3759                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3760                         continue;
3761
3762                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3763                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3764                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3765
3766                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3767                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3768                         return 0;
3769         }
3770
3771         return 1;
3772 }
3773
3774 /* [vstart, vend) */
3775 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3776                                struct btrfs_chunk *chunk,
3777                                u64 chunk_offset,
3778                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3779 {
3780         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3781             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3782                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3783                 return 0;
3784
3785         return 1;
3786 }
3787
3788 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3789                                struct btrfs_chunk *chunk,
3790                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3791 {
3792         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3793
3794         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3795                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3796                 return 0;
3797
3798         return 1;
3799 }
3800
3801 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3802                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3803 {
3804         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3805                 return 0;
3806
3807         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3808                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3809
3810         if (bargs->target == chunk_type)
3811                 return 1;
3812
3813         return 0;
3814 }
3815
3816 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3817                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3818 {
3819         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3820         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3821         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3822         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3823
3824         /* type filter */
3825         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3826               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3827                 return 0;
3828         }
3829
3830         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3831                 bargs = &bctl->data;
3832         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3833                 bargs = &bctl->sys;
3834         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3835                 bargs = &bctl->meta;
3836
3837         /* profiles filter */
3838         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3839             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3840                 return 0;
3841         }
3842
3843         /* usage filter */
3844         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3845             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3846                 return 0;
3847         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3848             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3849                 return 0;
3850         }
3851
3852         /* devid filter */
3853         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3854             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3855                 return 0;
3856         }
3857
3858         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3859         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3860             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3861                 return 0;
3862         }
3863
3864         /* vrange filter */
3865         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3866             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3867                 return 0;
3868         }
3869
3870         /* stripes filter */
3871         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3872             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3873                 return 0;
3874         }
3875
3876         /* soft profile changing mode */
3877         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3878             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3879                 return 0;
3880         }
3881
3882         /*
3883          * limited by count, must be the last filter
3884          */
3885         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3886                 if (bargs->limit == 0)
3887                         return 0;
3888                 else
3889                         bargs->limit--;
3890         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3891                 /*
3892                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3893                  * determined here because we do not have the global information
3894                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3895                  */
3896                 if (bargs->limit_max == 0)
3897                         return 0;
3898                 else
3899                         bargs->limit_max--;
3900         }
3901
3902         return 1;
3903 }
3904
3905 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3906 {
3907         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3908         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3909         u64 chunk_type;
3910         struct btrfs_chunk *chunk;
3911         struct btrfs_path *path = NULL;
3912         struct btrfs_key key;
3913         struct btrfs_key found_key;
3914         struct extent_buffer *leaf;
3915         int slot;
3916         int ret;
3917         int enospc_errors = 0;
3918         bool counting = true;
3919         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3920         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3921         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3922         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3923         u32 count_data = 0;
3924         u32 count_meta = 0;
3925         u32 count_sys = 0;
3926         int chunk_reserved = 0;
3927
3928         path = btrfs_alloc_path();
3929         if (!path) {
3930                 ret = -ENOMEM;
3931                 goto error;
3932         }
3933
3934         /* zero out stat counters */
3935         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3936         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3937         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3938 again:
3939         if (!counting) {
3940                 /*
3941                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3942                  * in the
3943                  */
3944                 bctl->data.limit = limit_data;
3945                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3946                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3947         }
3948         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3949         key.offset = (u64)-1;
3950         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3951
3952         while (1) {
3953                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3954                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3955                         ret = -ECANCELED;
3956                         goto error;
3957                 }
3958
3959                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3960                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3961                 if (ret < 0) {
3962                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3963                         goto error;
3964                 }
3965
3966                 /*
3967                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3968                  * failed
3969                  */
3970                 if (ret == 0)
3971                         BUG(); /* FIXME break ? */
3972
3973                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3974                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3975                 if (ret) {
3976                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3977                         ret = 0;
3978                         break;
3979                 }
3980
3981                 leaf = path->nodes[0];
3982                 slot = path->slots[0];
3983                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3984
3985                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3986                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3987                         break;
3988                 }
3989
3990                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3991                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3992
3993                 if (!counting) {
3994                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3995                         bctl->stat.considered++;
3996                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3997                 }
3998
3999                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
4000
4001                 btrfs_release_path(path);
4002                 if (!ret) {
4003                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4004                         goto loop;
4005                 }
4006
4007                 if (counting) {
4008                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4009                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4010                         bctl->stat.expected++;
4011                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4012
4013                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
4014                                 count_data++;
4015                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
4016                                 count_sys++;
4017                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
4018                                 count_meta++;
4019
4020                         goto loop;
4021                 }
4022
4023                 /*
4024                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
4025                  * filter is used, limit_min is 0 by default
4026                  */
4027                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
4028                                         count_data < bctl->data.limit_min)
4029                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
4030                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
4031                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
4032                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
4033                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4034                         goto loop;
4035                 }
4036
4037                 if (!chunk_reserved) {
4038                         /*
4039                          * We may be relocating the only data chunk we have,
4040                          * which could potentially end up with losing data's
4041                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
4042                          * advance.
4043                          */
4044                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4045                                                          found_key.offset);
4046                         if (ret < 0) {
4047                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4048                                 goto error;
4049                         } else if (ret == 1) {
4050                                 chunk_reserved = 1;
4051                         }
4052                 }
4053
4054                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4055                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4056                 if (ret == -ENOSPC) {
4057                         enospc_errors++;
4058                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4059                         btrfs_info(fs_info,
4060            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4061                                    found_key.offset);
4062                         ret = 0;
4063                 } else if (ret) {
4064                         goto error;
4065                 } else {
4066                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4067                         bctl->stat.completed++;
4068                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4069                 }
4070 loop:
4071                 if (found_key.offset == 0)
4072                         break;
4073                 key.offset = found_key.offset - 1;
4074         }
4075
4076         if (counting) {
4077                 btrfs_release_path(path);
4078                 counting = false;
4079                 goto again;
4080         }
4081 error:
4082         btrfs_free_path(path);
4083         if (enospc_errors) {
4084                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4085                            enospc_errors);
4086                 if (!ret)
4087                         ret = -ENOSPC;
4088         }
4089
4090         return ret;
4091 }
4092
4093 /*
4094  * See if a given profile is valid and reduced.
4095  *
4096  * @flags:     profile to validate
4097  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4098  */
4099 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4100 {
4101         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4102                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4103
4104         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4105
4106         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4107         if (flags & ~mask)
4108                 return 0;
4109
4110         /* 2) see if profile is reduced */
4111         if (flags == 0)
4112                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4113
4114         return has_single_bit_set(flags);
4115 }
4116
4117 /*
4118  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4119  * Otherwise print the error message and return false.
4120  */
4121 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4122                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4123                 u64 allowed, const char *type)
4124 {
4125         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4126                 return true;
4127
4128         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4129         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4130             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4131                 return true;
4132
4133         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4134                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4135         return false;
4136 }
4137
4138 /*
4139  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4140  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4141  * does not fit into the provided buffer.
4142  */
4143 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4144                                  u32 size_buf)
4145 {
4146         int ret;
4147         u32 size_bp = size_buf;
4148         char *bp = buf;
4149         u64 flags = bargs->flags;
4150         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4151
4152         if (!flags)
4153                 return;
4154
4155 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4156         do {                                                            \
4157                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4158                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4159                         goto out_overflow;                              \
4160                 size_bp -= ret;                                         \
4161                 bp += ret;                                              \
4162         } while (0)
4163
4164 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4165         do {                                                            \
4166                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4167                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4168                         goto out_overflow;                              \
4169                 size_bp -= ret;                                         \
4170                 bp += ret;                                              \
4171         } while (0)
4172
4173 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4174         do {                                                            \
4175                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4176                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4177                         goto out_overflow;                              \
4178                 size_bp -= ret;                                         \
4179                 bp += ret;                                              \
4180         } while (0)
4181
4182         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4183                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4184                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4185
4186         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4187                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4188
4189         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4190                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4191                                             sizeof(tmp_buf));
4192                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4193         }
4194
4195         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4196                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4197
4198         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4199                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4200                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4201
4202         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4203                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4204
4205         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4206                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4207                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4208
4209         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4210                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4211                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4212
4213         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4214                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4215
4216         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4217                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4218                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4219
4220         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4221                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4222                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4223
4224 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4225 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4226 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4227
4228 out_overflow:
4229
4230         if (size_bp < size_buf)
4231                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4232         else
4233                 buf[0] = '\0';
4234 }
4235
4236 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4237 {
4238         u32 size_buf = 1024;
4239         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4240         char *buf;
4241         char *bp;
4242         u32 size_bp = size_buf;
4243         int ret;
4244         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4245
4246         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4247         if (!buf)
4248                 return;
4249
4250         bp = buf;
4251
4252 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4253         do {                                                            \
4254                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4255                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4256                         goto out_overflow;                              \
4257                 size_bp -= ret;                                         \
4258                 bp += ret;                                              \
4259         } while (0)
4260
4261         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4262                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4263
4264         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4265                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4266                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4267         }
4268
4269         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4270                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4271                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4272         }
4273
4274         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4275                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4276                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4277         }
4278
4279 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4280
4281 out_overflow:
4282
4283         if (size_bp < size_buf)
4284                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4285         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4286                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4287                    "resume" : "start", buf);
4288
4289         kfree(buf);
4290 }
4291
4292 /*
4293  * Should be called with balance mutexe held
4294  */
4295 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4296                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4297                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4298 {
4299         u64 meta_target, data_target;
4300         u64 allowed;
4301         int mixed = 0;
4302         int ret;
4303         u64 num_devices;
4304         unsigned seq;
4305         bool reducing_redundancy;
4306         bool paused = false;
4307         int i;
4308
4309         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4310             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4311             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4312                 ret = -EINVAL;
4313                 goto out;
4314         }
4315
4316         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4317         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4318                 mixed = 1;
4319
4320         /*
4321          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4322          * and identical options should be given for both of them.
4323          */
4324         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4325         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4326                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4327                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4328                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4329                         btrfs_err(fs_info,
4330           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4331                         ret = -EINVAL;
4332                         goto out;
4333                 }
4334         }
4335
4336         /*
4337          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4338          * are exclusive
4339          */
4340         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4341
4342         /*
4343          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4344          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4345          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4346          */
4347         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4348         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4349                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4350                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4351
4352         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4353             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4354             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4355                 ret = -EINVAL;
4356                 goto out;
4357         }
4358
4359         /*
4360          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4361          * profiles with redundancy (copies, parity)
4362          */
4363         allowed = 0;
4364         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4365                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4366                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4367                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4368         }
4369         do {
4370                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4371
4372                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4373                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4374                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4375                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4376                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4377                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4378                         reducing_redundancy = true;
4379                 else
4380                         reducing_redundancy = false;
4381
4382                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4383                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4384                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4385                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4386                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4387         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4388
4389         if (reducing_redundancy) {
4390                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4391                         btrfs_info(fs_info,
4392                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4393                 } else {
4394                         btrfs_err(fs_info,
4395         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4396                         ret = -EINVAL;
4397                         goto out;
4398                 }
4399         }
4400
4401         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4402                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4403                 btrfs_warn(fs_info,
4404         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4405                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4406                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4407         }
4408
4409         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4410         if (ret && ret != -EEXIST)
4411                 goto out;
4412
4413         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4414                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4415                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4416                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4417                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4418                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4419         } else {
4420                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4421                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4422                 update_balance_args(bctl);
4423                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4424         }
4425
4426         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4427         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4428         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4429         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4430
4431         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4432
4433         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4434         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4435                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4436                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4437                 paused = true;
4438         }
4439         /*
4440          * Balance can be canceled by:
4441          *
4442          * - Regular cancel request
4443          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4444          *
4445          * - Fatal signal to "btrfs" process
4446          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4447          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4448          *   got -ECANCELED.
4449          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4450          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4451          *
4452          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4453          */
4454         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4455                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4456         else
4457                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4458
4459         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4460
4461         if (bargs) {
4462                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4463                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4464         }
4465
4466         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4467         if (!paused) {
4468                 reset_balance_state(fs_info);
4469                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4470         }
4471
4472         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4473
4474         return ret;
4475 out:
4476         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4477                 reset_balance_state(fs_info);
4478         else
4479                 kfree(bctl);
4480         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4481
4482         return ret;
4483 }
4484
4485 static int balance_kthread(void *data)
4486 {
4487         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4488         int ret = 0;
4489
4490         sb_start_write(fs_info->sb);
4491         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4492         if (fs_info->balance_ctl)
4493                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4494         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4495         sb_end_write(fs_info->sb);
4496
4497         return ret;
4498 }
4499
4500 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4501 {
4502         struct task_struct *tsk;
4503
4504         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4505         if (!fs_info->balance_ctl) {
4506                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4507                 return 0;
4508         }
4509         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4510
4511         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4512                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4513                 return 0;
4514         }
4515
4516         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4517         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4518         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4519         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4520         /*
4521          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4522          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4523          * the resume flag.
4524          */
4525         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4526         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4527         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4528
4529         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4530         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4531 }
4532
4533 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4534 {
4535         struct btrfs_balance_control *bctl;
4536         struct btrfs_balance_item *item;
4537         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4538         struct btrfs_path *path;
4539         struct extent_buffer *leaf;
4540         struct btrfs_key key;
4541         int ret;
4542
4543         path = btrfs_alloc_path();
4544         if (!path)
4545                 return -ENOMEM;
4546
4547         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4548         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4549         key.offset = 0;
4550
4551         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4552         if (ret < 0)
4553                 goto out;
4554         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4555                 ret = 0;
4556                 goto out;
4557         }
4558
4559         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4560         if (!bctl) {
4561                 ret = -ENOMEM;
4562                 goto out;
4563         }
4564
4565         leaf = path->nodes[0];
4566         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4567
4568         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4569         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4570
4571         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4572         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4573         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4574         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4575         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4576         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4577
4578         /*
4579          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4580          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4581          *
4582          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4583          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4584          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4585          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4586          * set up.
4587          */
4588         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4589                 btrfs_warn(fs_info,
4590         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4591
4592         btrfs_release_path(path);
4593
4594         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4595         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4596         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4597         fs_info->balance_ctl = bctl;
4598         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4599         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4600 out:
4601         btrfs_free_path(path);
4602         return ret;
4603 }
4604
4605 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4606 {
4607         int ret = 0;
4608
4609         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4610         if (!fs_info->balance_ctl) {
4611                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4612                 return -ENOTCONN;
4613         }
4614
4615         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4616                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4617                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4618
4619                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4620                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4621
4622                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4623                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4624                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4625                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4626         } else {
4627                 ret = -ENOTCONN;
4628         }
4629
4630         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4631         return ret;
4632 }
4633
4634 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4635 {
4636         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4637         if (!fs_info->balance_ctl) {
4638                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4639                 return -ENOTCONN;
4640         }
4641
4642         /*
4643          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4644          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4645          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4646          */
4647         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4648                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4649                 return -EROFS;
4650         }
4651
4652         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4653         /*
4654          * if we are running just wait and return, balance item is
4655          * deleted in btrfs_balance in this case
4656          */
4657         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4658                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4659                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4660                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4661                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4662         } else {
4663                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4664                 /*
4665                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4666                  * reexamine the status again.
4667                  */
4668                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4669
4670                 if (fs_info->balance_ctl) {
4671                         reset_balance_state(fs_info);
4672                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4673                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4674                 }
4675         }
4676
4677         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4678         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4679         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4680         return 0;
4681 }
4682
4683 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4684 {
4685         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4686         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4687         struct btrfs_key key;
4688         struct btrfs_path *path = NULL;
4689         int ret = 0;
4690         struct extent_buffer *eb;
4691         int slot;
4692         struct btrfs_root_item root_item;
4693         u32 item_size;
4694         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4695         bool closing = false;
4696
4697         path = btrfs_alloc_path();
4698         if (!path) {
4699                 ret = -ENOMEM;
4700                 goto out;
4701         }
4702
4703         key.objectid = 0;
4704         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4705         key.offset = 0;
4706
4707         while (1) {
4708                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4709                         closing = true;
4710                         break;
4711                 }
4712                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4713                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4714                 if (ret) {
4715                         if (ret > 0)
4716                                 ret = 0;
4717                         break;
4718                 }
4719
4720                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4721                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4722                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4723                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4724                         goto skip;
4725
4726                 eb = path->nodes[0];
4727                 slot = path->slots[0];
4728                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4729                 if (item_size < sizeof(root_item))
4730                         goto skip;
4731
4732                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4733                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4734                                    (int)sizeof(root_item));
4735                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4736                         goto skip;
4737
4738                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4739                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4740                         if (trans)
4741                                 goto update_tree;
4742
4743                         btrfs_release_path(path);
4744                         /*
4745                          * 1 - subvol uuid item
4746                          * 1 - received_subvol uuid item
4747                          */
4748                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4749                         if (IS_ERR(trans)) {
4750                                 ret = PTR_ERR(trans);
4751                                 break;
4752                         }
4753                         continue;
4754                 } else {
4755                         goto skip;
4756                 }
4757 update_tree:
4758                 btrfs_release_path(path);
4759                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4760                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4761                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4762                                                   key.objectid);
4763                         if (ret < 0) {
4764                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4765                                         ret);
4766                                 break;
4767                         }
4768                 }
4769
4770                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4771                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4772                                                   root_item.received_uuid,
4773                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4774                                                   key.objectid);
4775                         if (ret < 0) {
4776                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4777                                         ret);
4778                                 break;
4779                         }
4780                 }
4781
4782 skip:
4783                 btrfs_release_path(path);
4784                 if (trans) {
4785                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4786                         trans = NULL;
4787                         if (ret)
4788                                 break;
4789                 }
4790
4791                 if (key.offset < (u64)-1) {
4792                         key.offset++;
4793                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4794                         key.offset = 0;
4795                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4796                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4797                         key.offset = 0;
4798                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4799                         key.objectid++;
4800                 } else {
4801                         break;
4802                 }
4803                 cond_resched();
4804         }
4805
4806 out:
4807         btrfs_free_path(path);
4808         if (trans && !IS_ERR(trans))
4809                 btrfs_end_transaction(trans);
4810         if (ret)
4811                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4812         else if (!closing)
4813                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4814         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4815         return 0;
4816 }
4817
4818 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4819 {
4820         struct btrfs_trans_handle *trans;
4821         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4822         struct btrfs_root *uuid_root;
4823         struct task_struct *task;
4824         int ret;
4825
4826         /*
4827          * 1 - root node
4828          * 1 - root item
4829          */
4830         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4831         if (IS_ERR(trans))
4832                 return PTR_ERR(trans);
4833
4834         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4835         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4836                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4837                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4838                 btrfs_end_transaction(trans);
4839                 return ret;
4840         }
4841
4842         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4843
4844         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4845         if (ret)
4846                 return ret;
4847
4848         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4849         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4850         if (IS_ERR(task)) {
4851                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4852                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4853                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4854                 return PTR_ERR(task);
4855         }
4856
4857         return 0;
4858 }
4859
4860 /*
4861  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4862  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4863  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4864  */
4865 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4866 {
4867         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4868         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4869         struct btrfs_trans_handle *trans;
4870         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4871         struct btrfs_path *path;
4872         u64 length;
4873         u64 chunk_offset;
4874         int ret;
4875         int slot;
4876         int failed = 0;
4877         bool retried = false;
4878         struct extent_buffer *l;
4879         struct btrfs_key key;
4880         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4881         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4882         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4883         u64 diff;
4884         u64 start;
4885         u64 free_diff = 0;
4886
4887         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4888         start = new_size;
4889         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4890
4891         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4892                 return -EINVAL;
4893
4894         path = btrfs_alloc_path();
4895         if (!path)
4896                 return -ENOMEM;
4897
4898         path->reada = READA_BACK;
4899
4900         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4901         if (IS_ERR(trans)) {
4902                 btrfs_free_path(path);
4903                 return PTR_ERR(trans);
4904         }
4905
4906         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4907
4908         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4909         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4910                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4911
4912                 /*
4913                  * The new free_chunk_space is new_size - used, so we have to
4914                  * subtract the delta of the old free_chunk_space which included
4915                  * old_size - used.  If used > new_size then just subtract this
4916                  * entire device's free space.
4917                  */
4918                 if (device->bytes_used < new_size)
4919                         free_diff = (old_size - device->bytes_used) -
4920                                     (new_size - device->bytes_used);
4921                 else
4922                         free_diff = old_size - device->bytes_used;
4923                 atomic64_sub(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
4924         }
4925
4926         /*
4927          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4928          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4929          * and relocates them accordingly.
4930          */
4931         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4932                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4933                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4934                 if (ret)
4935                         goto done;
4936         } else {
4937                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4938                 btrfs_end_transaction(trans);
4939         }
4940
4941 again:
4942         key.objectid = device->devid;
4943         key.offset = (u64)-1;
4944         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4945
4946         do {
4947                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4948                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4949                 if (ret < 0) {
4950                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4951                         goto done;
4952                 }
4953
4954                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4955                 if (ret) {
4956                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4957                         if (ret < 0)
4958                                 goto done;
4959                         ret = 0;
4960                         btrfs_release_path(path);
4961                         break;
4962                 }
4963
4964                 l = path->nodes[0];
4965                 slot = path->slots[0];
4966                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4967
4968                 if (key.objectid != device->devid) {
4969                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4970                         btrfs_release_path(path);
4971                         break;
4972                 }
4973
4974                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4975                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4976
4977                 if (key.offset + length <= new_size) {
4978                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4979                         btrfs_release_path(path);
4980                         break;
4981                 }
4982
4983                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4984                 btrfs_release_path(path);
4985
4986                 /*
4987                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4988                  * which could potentially end up with losing data's
4989                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4990                  * advance.
4991                  */
4992                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4993                 if (ret < 0) {
4994                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4995                         goto done;
4996                 }
4997
4998                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4999                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5000                 if (ret == -ENOSPC) {
5001                         failed++;
5002                 } else if (ret) {
5003                         if (ret == -ETXTBSY) {
5004                                 btrfs_warn(fs_info,
5005                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
5006                                            chunk_offset);
5007                         }
5008                         goto done;
5009                 }
5010         } while (key.offset-- > 0);
5011
5012         if (failed && !retried) {
5013                 failed = 0;
5014                 retried = true;
5015                 goto again;
5016         } else if (failed && retried) {
5017                 ret = -ENOSPC;
5018                 goto done;
5019         }
5020
5021         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
5022         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5023         if (IS_ERR(trans)) {
5024                 ret = PTR_ERR(trans);
5025                 goto done;
5026         }
5027
5028         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5029         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
5030         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
5031                           CHUNK_STATE_MASK);
5032
5033         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
5034         if (list_empty(&device->post_commit_list))
5035                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
5036                               &trans->transaction->dev_update_list);
5037
5038         WARN_ON(diff > old_total);
5039         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
5040                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
5041         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5042
5043         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
5044         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
5045         ret = btrfs_update_device(trans, device);
5046         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
5047         if (ret < 0) {
5048                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5049                 btrfs_end_transaction(trans);
5050         } else {
5051                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5052         }
5053 done:
5054         btrfs_free_path(path);
5055         if (ret) {
5056                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5057                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5058                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5059                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5060                         atomic64_add(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5061                 }
5062                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5063         }
5064         return ret;
5065 }
5066
5067 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5068                            struct btrfs_key *key,
5069                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5070 {
5071         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5072         struct btrfs_disk_key disk_key;
5073         u32 array_size;
5074         u8 *ptr;
5075
5076         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5077
5078         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5079         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5080                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5081                 return -EFBIG;
5082
5083         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5084         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5085         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5086         ptr += sizeof(disk_key);
5087         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5088         item_size += sizeof(disk_key);
5089         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5090
5091         return 0;
5092 }
5093
5094 /*
5095  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5096  */
5097 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5098 {
5099         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5100         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5101
5102         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5103                 return -1;
5104         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5105                 return 1;
5106         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5107                 return -1;
5108         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5109                 return 1;
5110         return 0;
5111 }
5112
5113 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5114 {
5115         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5116                 return;
5117
5118         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5119 }
5120
5121 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5122 {
5123         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5124                 return;
5125
5126         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5127 }
5128
5129 /*
5130  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5131  * Wraps needed parameters.
5132  */
5133 struct alloc_chunk_ctl {
5134         u64 start;
5135         u64 type;
5136         /* Total number of stripes to allocate */
5137         int num_stripes;
5138         /* sub_stripes info for map */
5139         int sub_stripes;
5140         /* Stripes per device */
5141         int dev_stripes;
5142         /* Maximum number of devices to use */
5143         int devs_max;
5144         /* Minimum number of devices to use */
5145         int devs_min;
5146         /* ndevs has to be a multiple of this */
5147         int devs_increment;
5148         /* Number of copies */
5149         int ncopies;
5150         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5151         int nparity;
5152         u64 max_stripe_size;
5153         u64 max_chunk_size;
5154         u64 dev_extent_min;
5155         u64 stripe_size;
5156         u64 chunk_size;
5157         int ndevs;
5158 };
5159
5160 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5161                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5162                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5163 {
5164         struct btrfs_space_info *space_info;
5165
5166         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5167         ASSERT(space_info);
5168
5169         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5170         ctl->max_stripe_size = min_t(u64, ctl->max_chunk_size, SZ_1G);
5171
5172         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5173                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5174
5175         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5176         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5177                                   ctl->max_chunk_size);
5178         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5179 }
5180
5181 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5182                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5183                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5184 {
5185         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5186         u64 limit;
5187         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5188         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5189         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5190         u64 type = ctl->type;
5191
5192         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5193         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5194                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5195                                                  zone_size);
5196         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5197                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5198         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5199                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5200                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5201                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5202         } else {
5203                 BUG();
5204         }
5205
5206         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5207         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5208                                zone_size),
5209                     min_chunk_size);
5210         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5211         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5212 }
5213
5214 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5215                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5216 {
5217         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5218
5219         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5220         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5221         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5222         if (!ctl->devs_max)
5223                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5224         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5225         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5226         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5227         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5228         ctl->ndevs = 0;
5229
5230         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5231         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5232                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5233                 break;
5234         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5235                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5236                 break;
5237         default:
5238                 BUG();
5239         }
5240 }
5241
5242 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5243                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5244                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5245 {
5246         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5247         struct btrfs_device *device;
5248         u64 total_avail;
5249         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5250         int ret;
5251         int ndevs = 0;
5252         u64 max_avail;
5253         u64 dev_offset;
5254
5255         /*
5256          * in the first pass through the devices list, we gather information
5257          * about the available holes on each device.
5258          */
5259         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5260                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5261                         WARN(1, KERN_ERR
5262                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5263                         continue;
5264                 }
5265
5266                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5267                                         &device->dev_state) ||
5268                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5269                         continue;
5270
5271                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5272                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5273                 else
5274                         total_avail = 0;
5275
5276                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5277                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5278                         continue;
5279
5280                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5281                                            &max_avail);
5282                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5283                         return ret;
5284
5285                 if (ret == 0)
5286                         max_avail = dev_extent_want;
5287
5288                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5289                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5290                                 btrfs_debug(info,
5291                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5292                                             __func__, device->devid, max_avail,
5293                                             ctl->dev_extent_min);
5294                         continue;
5295                 }
5296
5297                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5298                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5299                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5300                         break;
5301                 }
5302                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5303                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5304                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5305                 devices_info[ndevs].dev = device;
5306                 ++ndevs;
5307         }
5308         ctl->ndevs = ndevs;
5309
5310         /*
5311          * now sort the devices by hole size / available space
5312          */
5313         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5314              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5315
5316         return 0;
5317 }
5318
5319 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5320                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5321 {
5322         /* Number of stripes that count for block group size */
5323         int data_stripes;
5324
5325         /*
5326          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5327          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5328          *
5329          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5330          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5331          */
5332         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5333                                    ctl->dev_stripes);
5334         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5335
5336         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5337         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5338
5339         /*
5340          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5341          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5342          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5343          * reduce stripe_size.
5344          */
5345         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5346                 /*
5347                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5348                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5349                  * previous value we had already.
5350                  */
5351                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5352                                                         data_stripes), SZ_16M),
5353                                        ctl->stripe_size);
5354         }
5355
5356         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5357         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5358
5359         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5360         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5361         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5362
5363         return 0;
5364 }
5365
5366 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5367                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5368 {
5369         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5370         /* Number of stripes that count for block group size */
5371         int data_stripes;
5372
5373         /*
5374          * It should hold because:
5375          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5376          */
5377         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5378
5379         ctl->stripe_size = zone_size;
5380         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5381         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5382
5383         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5384         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5385                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5386                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5387                                      ctl->dev_stripes);
5388                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5389                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5390                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5391         }
5392
5393         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5394
5395         return 0;
5396 }
5397
5398 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5399                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5400                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5401 {
5402         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5403
5404         /*
5405          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5406          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5407          * rounddown is safe.
5408          */
5409         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5410
5411         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5412                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5413                         btrfs_debug(info,
5414         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5415                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5416                 }
5417                 return -ENOSPC;
5418         }
5419
5420         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5421
5422         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5423         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5424                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5425         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5426                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5427         default:
5428                 BUG();
5429         }
5430 }
5431
5432 static void chunk_map_device_set_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5433 {
5434         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5435                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5436                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5437
5438                 set_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5439                                stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5440                                bits | EXTENT_NOWAIT, NULL);
5441         }
5442 }
5443
5444 static void chunk_map_device_clear_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5445 {
5446         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5447                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5448                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5449
5450                 __clear_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5451                                    stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5452                                    bits | EXTENT_NOWAIT,
5453                                    NULL, NULL);
5454         }
5455 }
5456
5457 void btrfs_remove_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5458 {
5459         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5460         rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5461         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5462         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5463         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5464
5465         /* Once for the tree reference. */
5466         btrfs_free_chunk_map(map);
5467 }
5468
5469 EXPORT_FOR_TESTS
5470 int btrfs_add_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5471 {
5472         struct rb_node **p;
5473         struct rb_node *parent = NULL;
5474         bool leftmost = true;
5475
5476         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5477         p = &fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
5478         while (*p) {
5479                 struct btrfs_chunk_map *entry;
5480
5481                 parent = *p;
5482                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5483
5484                 if (map->start < entry->start) {
5485                         p = &(*p)->rb_left;
5486                 } else if (map->start > entry->start) {
5487                         p = &(*p)->rb_right;
5488                         leftmost = false;
5489                 } else {
5490                         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5491                         return -EEXIST;
5492                 }
5493         }
5494         rb_link_node(&map->rb_node, parent, p);
5495         rb_insert_color_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree, leftmost);
5496         chunk_map_device_set_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5497         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_TRIMMED);
5498         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5499
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 EXPORT_FOR_TESTS
5504 struct btrfs_chunk_map *btrfs_alloc_chunk_map(int num_stripes, gfp_t gfp)
5505 {
5506         struct btrfs_chunk_map *map;
5507
5508         map = kmalloc(btrfs_chunk_map_size(num_stripes), gfp);
5509         if (!map)
5510                 return NULL;
5511
5512         refcount_set(&map->refs, 1);
5513         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5514
5515         return map;
5516 }
5517
5518 struct btrfs_chunk_map *btrfs_clone_chunk_map(struct btrfs_chunk_map *map, gfp_t gfp)
5519 {
5520         const int size = btrfs_chunk_map_size(map->num_stripes);
5521         struct btrfs_chunk_map *clone;
5522
5523         clone = kmemdup(map, size, gfp);
5524         if (!clone)
5525                 return NULL;
5526
5527         refcount_set(&clone->refs, 1);
5528         RB_CLEAR_NODE(&clone->rb_node);
5529
5530         return clone;
5531 }
5532
5533 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5534                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5535                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5536 {
5537         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5538         struct btrfs_chunk_map *map;
5539         struct btrfs_block_group *block_group;
5540         u64 start = ctl->start;
5541         u64 type = ctl->type;
5542         int ret;
5543         int i;
5544         int j;
5545
5546         map = btrfs_alloc_chunk_map(ctl->num_stripes, GFP_NOFS);
5547         if (!map)
5548                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5549
5550         map->start = start;
5551         map->chunk_len = ctl->chunk_size;
5552         map->stripe_size = ctl->stripe_size;
5553         map->type = type;
5554         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5555         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5556         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5557         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5558
5559         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5560                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5561                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5562                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5563                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5564                                                    j * ctl->stripe_size;
5565                 }
5566         }
5567
5568         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5569
5570         ret = btrfs_add_chunk_map(info, map);
5571         if (ret) {
5572                 btrfs_free_chunk_map(map);
5573                 return ERR_PTR(ret);
5574         }
5575
5576         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5577         if (IS_ERR(block_group)) {
5578                 btrfs_remove_chunk_map(info, map);
5579                 return block_group;
5580         }
5581
5582         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5583                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5584
5585                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5586                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5587                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5588                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5589                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5590         }
5591
5592         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5593                      &info->free_chunk_space);
5594
5595         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5596         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5597
5598         return block_group;
5599 }
5600
5601 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5602                                             u64 type)
5603 {
5604         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5605         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5606         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5607         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5608         struct btrfs_block_group *block_group;
5609         int ret;
5610
5611         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5612
5613         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5614                 ASSERT(0);
5615                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5616         }
5617
5618         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5619                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5620                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5621                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5622         }
5623
5624         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5625                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5626                 ASSERT(0);
5627                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5628         }
5629
5630         ctl.start = find_next_chunk(info);
5631         ctl.type = type;
5632         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5633
5634         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5635                                GFP_NOFS);
5636         if (!devices_info)
5637                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5638
5639         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5640         if (ret < 0) {
5641                 block_group = ERR_PTR(ret);
5642                 goto out;
5643         }
5644
5645         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5646         if (ret < 0) {
5647                 block_group = ERR_PTR(ret);
5648                 goto out;
5649         }
5650
5651         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5652
5653 out:
5654         kfree(devices_info);
5655         return block_group;
5656 }
5657
5658 /*
5659  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5660  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5661  * chunks.
5662  *
5663  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5664  * phases.
5665  */
5666 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5667                                      struct btrfs_block_group *bg)
5668 {
5669         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5670         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5671         struct btrfs_key key;
5672         struct btrfs_chunk *chunk;
5673         struct btrfs_stripe *stripe;
5674         struct btrfs_chunk_map *map;
5675         size_t item_size;
5676         int i;
5677         int ret;
5678
5679         /*
5680          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5681          *
5682          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5683          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5684          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5685          *    details;
5686          *
5687          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5688          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5689          *    because the device object's id can change at any time during that
5690          *    final phase of the device replace operation
5691          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5692          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5693          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5694          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5695          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5696          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5697          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5698          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5699          *    concurrent device replace.
5700          */
5701         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5702
5703         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5704         if (IS_ERR(map)) {
5705                 ret = PTR_ERR(map);
5706                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5707                 return ret;
5708         }
5709
5710         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5711
5712         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5713         if (!chunk) {
5714                 ret = -ENOMEM;
5715                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5716                 goto out;
5717         }
5718
5719         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5720                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5721
5722                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5723                 if (ret)
5724                         goto out;
5725         }
5726
5727         stripe = &chunk->stripe;
5728         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5729                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5730                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5731
5732                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5733                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5734                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5735                 stripe++;
5736         }
5737
5738         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5739         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5740         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5741         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5742         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5743         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5744         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5745         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5746         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5747
5748         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5749         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5750         key.offset = bg->start;
5751
5752         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5753         if (ret)
5754                 goto out;
5755
5756         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5757
5758         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5759                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5760                 if (ret)
5761                         goto out;
5762         }
5763
5764 out:
5765         kfree(chunk);
5766         btrfs_free_chunk_map(map);
5767         return ret;
5768 }
5769
5770 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5771 {
5772         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5773         u64 alloc_profile;
5774         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5775         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5776
5777         /*
5778          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5779          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5780          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5781          * we must first:
5782          *
5783          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5784          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5785          *    seed device are read-only;
5786          *
5787          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5788          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5789          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5790          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5791          *
5792          * After that we can add the block group items to their btrees:
5793          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5794          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5795          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5796          */
5797
5798         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5799         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5800         if (IS_ERR(meta_bg))
5801                 return PTR_ERR(meta_bg);
5802
5803         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5804         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5805         if (IS_ERR(sys_bg))
5806                 return PTR_ERR(sys_bg);
5807
5808         return 0;
5809 }
5810
5811 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct btrfs_chunk_map *map)
5812 {
5813         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5814
5815         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5816 }
5817
5818 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5819 {
5820         struct btrfs_chunk_map *map;
5821         int miss_ndevs = 0;
5822         int i;
5823         bool ret = true;
5824
5825         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5826         if (IS_ERR(map))
5827                 return false;
5828
5829         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5830                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5831                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5832                         miss_ndevs++;
5833                         continue;
5834                 }
5835                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5836                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5837                         ret = false;
5838                         goto end;
5839                 }
5840         }
5841
5842         /*
5843          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5844          * not write the data into that chunk successfully.
5845          */
5846         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5847                 ret = false;
5848 end:
5849         btrfs_free_chunk_map(map);
5850         return ret;
5851 }
5852
5853 void btrfs_mapping_tree_free(struct btrfs_fs_info *fs_info)
5854 {
5855         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5856         while (!RB_EMPTY_ROOT(&fs_info->mapping_tree.rb_root)) {
5857                 struct btrfs_chunk_map *map;
5858                 struct rb_node *node;
5859
5860                 node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree);
5861                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5862                 rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5863                 RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5864                 chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5865                 /* Once for the tree ref. */
5866                 btrfs_free_chunk_map(map);
5867                 cond_resched_rwlock_write(&fs_info->mapping_tree_lock);
5868         }
5869         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5870 }
5871
5872 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5873 {
5874         struct btrfs_chunk_map *map;
5875         enum btrfs_raid_types index;
5876         int ret = 1;
5877
5878         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5879         if (IS_ERR(map))
5880                 /*
5881                  * We could return errors for these cases, but that could get
5882                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5883                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5884                  * to use other copies.
5885                  */
5886                 return 1;
5887
5888         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5889
5890         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5891         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5892                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5893         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5894                 ret = 2;
5895         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5896                 /*
5897                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5898                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5899                  *
5900                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5901                  * stripe under reconstruction.
5902                  */
5903                 ret = map->num_stripes;
5904         btrfs_free_chunk_map(map);
5905         return ret;
5906 }
5907
5908 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5909                                     u64 logical)
5910 {
5911         struct btrfs_chunk_map *map;
5912         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5913
5914         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5915                 return len;
5916
5917         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5918
5919         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
5920                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5921                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
5922                 btrfs_free_chunk_map(map);
5923         }
5924         return len;
5925 }
5926
5927 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5928 {
5929         struct btrfs_chunk_map *map;
5930         int ret = 0;
5931
5932         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5933                 return 0;
5934
5935         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5936
5937         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
5938                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5939                         ret = 1;
5940                 btrfs_free_chunk_map(map);
5941         }
5942         return ret;
5943 }
5944
5945 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5946                             struct btrfs_chunk_map *map, int first,
5947                             int dev_replace_is_ongoing)
5948 {
5949         int i;
5950         int num_stripes;
5951         int preferred_mirror;
5952         int tolerance;
5953         struct btrfs_device *srcdev;
5954
5955         ASSERT((map->type &
5956                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5957
5958         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5959                 num_stripes = map->sub_stripes;
5960         else
5961                 num_stripes = map->num_stripes;
5962
5963         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5964         default:
5965                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5966                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5967                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5968                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5969                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5970                 fallthrough;
5971         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5972                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5973                 break;
5974         }
5975
5976         if (dev_replace_is_ongoing &&
5977             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5978              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5979                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5980         else
5981                 srcdev = NULL;
5982
5983         /*
5984          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5985          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5986          * mirror is available
5987          */
5988         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5989                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5990                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5991                         return preferred_mirror;
5992                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5993                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5994                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5995                                 return i;
5996                 }
5997         }
5998
5999         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
6000          * and the io error handling code will clean up eventually
6001          */
6002         return preferred_mirror;
6003 }
6004
6005 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6006                                                        u64 logical,
6007                                                        u16 total_stripes)
6008 {
6009         struct btrfs_io_context *bioc;
6010
6011         bioc = kzalloc(
6012                  /* The size of btrfs_io_context */
6013                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
6014                 /* Plus the variable array for the stripes */
6015                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
6016                 GFP_NOFS);
6017
6018         if (!bioc)
6019                 return NULL;
6020
6021         refcount_set(&bioc->refs, 1);
6022
6023         bioc->fs_info = fs_info;
6024         bioc->replace_stripe_src = -1;
6025         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
6026         bioc->logical = logical;
6027
6028         return bioc;
6029 }
6030
6031 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6032 {
6033         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
6034         refcount_inc(&bioc->refs);
6035 }
6036
6037 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6038 {
6039         if (!bioc)
6040                 return;
6041         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
6042                 kfree(bioc);
6043 }
6044
6045 /*
6046  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
6047  * replace.
6048  */
6049 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6050                                                u64 logical, u64 *length_ret,
6051                                                u32 *num_stripes)
6052 {
6053         struct btrfs_chunk_map *map;
6054         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
6055         u64 length = *length_ret;
6056         u64 offset;
6057         u32 stripe_nr;
6058         u32 stripe_nr_end;
6059         u32 stripe_cnt;
6060         u64 stripe_end_offset;
6061         u64 stripe_offset;
6062         u32 stripe_index;
6063         u32 factor = 0;
6064         u32 sub_stripes = 0;
6065         u32 stripes_per_dev = 0;
6066         u32 remaining_stripes = 0;
6067         u32 last_stripe = 0;
6068         int ret;
6069         int i;
6070
6071         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
6072         if (IS_ERR(map))
6073                 return ERR_CAST(map);
6074
6075         /* we don't discard raid56 yet */
6076         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6077                 ret = -EOPNOTSUPP;
6078                 goto out_free_map;
6079         }
6080
6081         offset = logical - map->start;
6082         length = min_t(u64, map->start + map->chunk_len - logical, length);
6083         *length_ret = length;
6084
6085         /*
6086          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
6087          * to get to this block
6088          */
6089         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6090
6091         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6092         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6093
6094         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
6095                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6096         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6097         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
6098                             (offset + length);
6099         /*
6100          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6101          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6102          * the number of our device in the stripe array
6103          */
6104         *num_stripes = 1;
6105         stripe_index = 0;
6106         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6107                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6108                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6109                         sub_stripes = 1;
6110                 else
6111                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6112
6113                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6114                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6115                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6116                 stripe_index = stripe_nr % factor;
6117                 stripe_nr /= factor;
6118                 stripe_index *= sub_stripes;
6119
6120                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6121                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6122                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6123         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6124                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6125                 *num_stripes = map->num_stripes;
6126         } else {
6127                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6128                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6129         }
6130
6131         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6132         if (!stripes) {
6133                 ret = -ENOMEM;
6134                 goto out_free_map;
6135         }
6136
6137         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6138                 stripes[i].physical =
6139                         map->stripes[stripe_index].physical +
6140                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6141                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6142
6143                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6144                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6145                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6146
6147                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6148                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6149
6150                         /*
6151                          * Special for the first stripe and
6152                          * the last stripe:
6153                          *
6154                          * |-------|...|-------|
6155                          *     |----------|
6156                          *    off     end_off
6157                          */
6158                         if (i < sub_stripes)
6159                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6160
6161                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6162                             stripe_index <= (last_stripe +
6163                                              sub_stripes - 1))
6164                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6165
6166                         if (i == sub_stripes - 1)
6167                                 stripe_offset = 0;
6168                 } else {
6169                         stripes[i].length = length;
6170                 }
6171
6172                 stripe_index++;
6173                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6174                         stripe_index = 0;
6175                         stripe_nr++;
6176                 }
6177         }
6178
6179         btrfs_free_chunk_map(map);
6180         return stripes;
6181 out_free_map:
6182         btrfs_free_chunk_map(map);
6183         return ERR_PTR(ret);
6184 }
6185
6186 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6187 {
6188         struct btrfs_block_group *cache;
6189         bool ret;
6190
6191         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6192         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6193                 return false;
6194
6195         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6196
6197         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6198
6199         btrfs_put_block_group(cache);
6200         return ret;
6201 }
6202
6203 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6204                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6205                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6206                                       u64 logical,
6207                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6208 {
6209         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6210         /*
6211          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6212          * excluding the duplicated stripes.
6213          */
6214         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6215         int nr_extra_stripes = 0;
6216         int max_errors = *max_errors_ret;
6217         int i;
6218
6219         /*
6220          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6221          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6222          */
6223         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6224                 return;
6225
6226         /*
6227          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6228          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6229          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6230          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6231          * to the new disk as well.
6232          *
6233          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6234          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6235          */
6236         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6237                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6238                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6239
6240                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6241                         continue;
6242
6243                 new->physical = old->physical;
6244                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6245                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6246                         bioc->replace_stripe_src = i;
6247                 nr_extra_stripes++;
6248         }
6249
6250         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6251         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6252         /*
6253          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6254          * replace.
6255          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6256          */
6257         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6258                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6259                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6260
6261                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6262                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6263
6264                 /*
6265                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6266                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6267                  */
6268                 if (first->physical > second->physical) {
6269                         swap(second->physical, first->physical);
6270                         swap(second->dev, first->dev);
6271                         nr_extra_stripes--;
6272                 }
6273         }
6274
6275         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6276         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6277         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6278 }
6279
6280 static u64 btrfs_max_io_len(struct btrfs_chunk_map *map, enum btrfs_map_op op,
6281                             u64 offset, u32 *stripe_nr, u64 *stripe_offset,
6282                             u64 *full_stripe_start)
6283 {
6284         /*
6285          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6286          * the offset of this block in its stripe.
6287          */
6288         *stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6289         *stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6290         ASSERT(*stripe_offset < U32_MAX);
6291
6292         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6293                 unsigned long full_stripe_len =
6294                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6295
6296                 /*
6297                  * For full stripe start, we use previously calculated
6298                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6299                  * STRIPE_LEN.
6300                  *
6301                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6302                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6303                  * not ensured to be power of 2.
6304                  */
6305                 *full_stripe_start =
6306                         btrfs_stripe_nr_to_offset(
6307                                 rounddown(*stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6308
6309                 ASSERT(*full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6310                 ASSERT(*full_stripe_start <= offset);
6311                 /*
6312                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6313                  * no straddling of stripe sets.
6314                  */
6315                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6316                         return full_stripe_len - (offset - *full_stripe_start);
6317         }
6318
6319         /*
6320          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6321          * a single disk).
6322          */
6323         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6324                 return BTRFS_STRIPE_LEN - *stripe_offset;
6325         return U64_MAX;
6326 }
6327
6328 static int set_io_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6329                          u64 logical, u64 *length, struct btrfs_io_stripe *dst,
6330                          struct btrfs_chunk_map *map, u32 stripe_index,
6331                          u64 stripe_offset, u64 stripe_nr)
6332 {
6333         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6334
6335         if (op == BTRFS_MAP_READ && btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type))
6336                 return btrfs_get_raid_extent_offset(fs_info, logical, length,
6337                                                     map->type, stripe_index, dst);
6338
6339         dst->physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6340                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6341         return 0;
6342 }
6343
6344 static bool is_single_device_io(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6345                                 const struct btrfs_io_stripe *smap,
6346                                 const struct btrfs_chunk_map *map,
6347                                 int num_alloc_stripes,
6348                                 enum btrfs_map_op op, int mirror_num)
6349 {
6350         if (!smap)
6351                 return false;
6352
6353         if (num_alloc_stripes != 1)
6354                 return false;
6355
6356         if (btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type) && op != BTRFS_MAP_READ)
6357                 return false;
6358
6359         if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)
6360                 return false;
6361
6362         return true;
6363 }
6364
6365 static void map_blocks_raid0(const struct btrfs_chunk_map *map,
6366                              struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6367 {
6368         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6369         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6370         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ)
6371                 io_geom->mirror_num = 1;
6372 }
6373
6374 static void map_blocks_raid1(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6375                              struct btrfs_chunk_map *map,
6376                              struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6377                              bool dev_replace_is_ongoing)
6378 {
6379         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6380                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6381                 return;
6382         }
6383
6384         if (io_geom->mirror_num) {
6385                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6386                 return;
6387         }
6388
6389         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6390                                                  dev_replace_is_ongoing);
6391         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6392 }
6393
6394 static void map_blocks_dup(const struct btrfs_chunk_map *map,
6395                            struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6396 {
6397         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6398                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6399                 return;
6400         }
6401
6402         if (io_geom->mirror_num) {
6403                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6404                 return;
6405         }
6406
6407         io_geom->mirror_num = 1;
6408 }
6409
6410 static void map_blocks_raid10(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6411                               struct btrfs_chunk_map *map,
6412                               struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6413                               bool dev_replace_is_ongoing)
6414 {
6415         u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6416         int old_stripe_index;
6417
6418         io_geom->stripe_index = (io_geom->stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6419         io_geom->stripe_nr /= factor;
6420
6421         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6422                 io_geom->num_stripes = map->sub_stripes;
6423                 return;
6424         }
6425
6426         if (io_geom->mirror_num) {
6427                 io_geom->stripe_index += io_geom->mirror_num - 1;
6428                 return;
6429         }
6430
6431         old_stripe_index = io_geom->stripe_index;
6432         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6433                                                  io_geom->stripe_index,
6434                                                  dev_replace_is_ongoing);
6435         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index - old_stripe_index + 1;
6436 }
6437
6438 static void map_blocks_raid56_write(struct btrfs_chunk_map *map,
6439                                     struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6440                                     u64 logical, u64 *length)
6441 {
6442         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6443
6444         /*
6445          * Needs full stripe mapping.
6446          *
6447          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe For those cases
6448          * needing a full stripe, @stripe_nr is the full stripe number.
6449          *
6450          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len, but
6451          * that can be expensive.  Here we just divide @stripe_nr with
6452          * @data_stripes.
6453          */
6454         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6455
6456         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6457         io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6458         io_geom->max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6459
6460         /* Return the length to the full stripe end. */
6461         *length = min(logical + *length,
6462                       io_geom->raid56_full_stripe_start + map->start +
6463                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6464                 logical;
6465         io_geom->stripe_index = 0;
6466         io_geom->stripe_offset = 0;
6467 }
6468
6469 static void map_blocks_raid56_read(struct btrfs_chunk_map *map,
6470                                    struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6471 {
6472         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6473
6474         ASSERT(io_geom->mirror_num <= 1);
6475         /* Just grab the data stripe directly. */
6476         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % data_stripes;
6477         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6478
6479         /* We distribute the parity blocks across stripes. */
6480         io_geom->stripe_index =
6481                 (io_geom->stripe_nr + io_geom->stripe_index) % map->num_stripes;
6482
6483         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ && io_geom->mirror_num < 1)
6484                 io_geom->mirror_num = 1;
6485 }
6486
6487 /*
6488  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6489  *
6490  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6491  *                      One logical range can be split into different segments
6492  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6493  *                      boundaries.
6494  *
6495  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6496  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6497  *                      recorded inside.
6498  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6499  *
6500  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6501  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6502  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6503  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6504  *                      updated.
6505  *
6506  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6507  *                      value is 0.
6508  *
6509  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6510  *
6511  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6512  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6513  *                      copy).
6514  *
6515  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6516  *                      the remaining data stripes.
6517  *
6518  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6519  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6520  *                      stripes..
6521  */
6522 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6523                     u64 logical, u64 *length,
6524                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6525                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret)
6526 {
6527         struct btrfs_chunk_map *map;
6528         struct btrfs_io_geometry io_geom = { 0 };
6529         u64 map_offset;
6530         int i;
6531         int ret = 0;
6532         int num_copies;
6533         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6534         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6535         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6536         u16 num_alloc_stripes;
6537         u64 max_len;
6538
6539         ASSERT(bioc_ret);
6540
6541         io_geom.mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6542         io_geom.num_stripes = 1;
6543         io_geom.stripe_index = 0;
6544         io_geom.op = op;
6545
6546         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6547         if (io_geom.mirror_num > num_copies)
6548                 return -EINVAL;
6549
6550         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6551         if (IS_ERR(map))
6552                 return PTR_ERR(map);
6553
6554         map_offset = logical - map->start;
6555         io_geom.raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6556         max_len = btrfs_max_io_len(map, io_geom.op, map_offset, &io_geom.stripe_nr,
6557                                    &io_geom.stripe_offset,
6558                                    &io_geom.raid56_full_stripe_start);
6559         *length = min_t(u64, map->chunk_len - map_offset, max_len);
6560
6561         down_read(&dev_replace->rwsem);
6562         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6563         /*
6564          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6565          * requested at commit time but must wait.
6566          */
6567         if (!dev_replace_is_ongoing)
6568                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6569
6570         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6571                 map_blocks_raid0(map, &io_geom);
6572         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6573                 map_blocks_raid1(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6574         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6575                 map_blocks_dup(map, &io_geom);
6576         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6577                 map_blocks_raid10(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6578         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6579                 if (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)
6580                         map_blocks_raid56_write(map, &io_geom, logical, length);
6581                 else
6582                         map_blocks_raid56_read(map, &io_geom);
6583         } else {
6584                 /*
6585                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6586                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6587                  * the number of our device in the stripe array
6588                  */
6589                 io_geom.stripe_index = io_geom.stripe_nr % map->num_stripes;
6590                 io_geom.stripe_nr /= map->num_stripes;
6591                 io_geom.mirror_num = io_geom.stripe_index + 1;
6592         }
6593         if (io_geom.stripe_index >= map->num_stripes) {
6594                 btrfs_crit(fs_info,
6595                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6596                            io_geom.stripe_index, map->num_stripes);
6597                 ret = -EINVAL;
6598                 goto out;
6599         }
6600
6601         num_alloc_stripes = io_geom.num_stripes;
6602         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6603             op != BTRFS_MAP_READ)
6604                 /*
6605                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6606                  * duplicated stripes.
6607                  *
6608                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6609                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6610                  */
6611                 num_alloc_stripes += 2;
6612
6613         /*
6614          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6615          * physical block information on the stack instead of allocating an
6616          * I/O context structure.
6617          */
6618         if (is_single_device_io(fs_info, smap, map, num_alloc_stripes, op,
6619                                 io_geom.mirror_num)) {
6620                 ret = set_io_stripe(fs_info, op, logical, length, smap, map,
6621                                     io_geom.stripe_index, io_geom.stripe_offset,
6622                                     io_geom.stripe_nr);
6623                 if (mirror_num_ret)
6624                         *mirror_num_ret = io_geom.mirror_num;
6625                 *bioc_ret = NULL;
6626                 goto out;
6627         }
6628
6629         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, logical, num_alloc_stripes);
6630         if (!bioc) {
6631                 ret = -ENOMEM;
6632                 goto out;
6633         }
6634         bioc->map_type = map->type;
6635
6636         /*
6637          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6638          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6639          * (if we have).
6640          *
6641          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6642          */
6643         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK &&
6644             (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)) {
6645                 /*
6646                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6647                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6648                  * with num_stripes).
6649                  *
6650                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6651                  * modulo, to reduce one modulo call.
6652                  */
6653                 bioc->full_stripe_logical = map->start +
6654                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr *
6655                                                   nr_data_stripes(map));
6656                 for (int i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6657                         ret = set_io_stripe(fs_info, op, logical, length,
6658                                             &bioc->stripes[i], map,
6659                                             (i + io_geom.stripe_nr) % io_geom.num_stripes,
6660                                             io_geom.stripe_offset,
6661                                             io_geom.stripe_nr);
6662                         if (ret < 0)
6663                                 break;
6664                 }
6665         } else {
6666                 /*
6667                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6668                  * stripe into the bioc.
6669                  */
6670                 for (i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6671                         ret = set_io_stripe(fs_info, op, logical, length,
6672                                             &bioc->stripes[i], map,
6673                                             io_geom.stripe_index,
6674                                             io_geom.stripe_offset,
6675                                             io_geom.stripe_nr);
6676                         if (ret < 0)
6677                                 break;
6678                         io_geom.stripe_index++;
6679                 }
6680         }
6681
6682         if (ret) {
6683                 *bioc_ret = NULL;
6684                 btrfs_put_bioc(bioc);
6685                 goto out;
6686         }
6687
6688         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6689                 io_geom.max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6690
6691         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6692             op != BTRFS_MAP_READ) {
6693                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6694                                           &io_geom.num_stripes, &io_geom.max_errors);
6695         }
6696
6697         *bioc_ret = bioc;
6698         bioc->num_stripes = io_geom.num_stripes;
6699         bioc->max_errors = io_geom.max_errors;
6700         bioc->mirror_num = io_geom.mirror_num;
6701
6702 out:
6703         if (dev_replace_is_ongoing) {
6704                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6705                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6706                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6707         }
6708         btrfs_free_chunk_map(map);
6709         return ret;
6710 }
6711
6712 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6713                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6714 {
6715         if (args->fsid == NULL)
6716                 return true;
6717         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6718                 return true;
6719         return false;
6720 }
6721
6722 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6723                                   const struct btrfs_device *device)
6724 {
6725         if (args->missing) {
6726                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6727                     !device->bdev)
6728                         return true;
6729                 return false;
6730         }
6731
6732         if (device->devid != args->devid)
6733                 return false;
6734         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6735                 return false;
6736         return true;
6737 }
6738
6739 /*
6740  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6741  * return NULL.
6742  *
6743  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6744  * only devid is used.
6745  */
6746 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6747                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6748 {
6749         struct btrfs_device *device;
6750         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6751
6752         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6753                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6754                         if (dev_args_match_device(args, device))
6755                                 return device;
6756                 }
6757         }
6758
6759         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6760                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6761                         continue;
6762                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6763                         if (dev_args_match_device(args, device))
6764                                 return device;
6765                 }
6766         }
6767
6768         return NULL;
6769 }
6770
6771 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6772                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6773 {
6774         struct btrfs_device *device;
6775         unsigned int nofs_flag;
6776
6777         /*
6778          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6779          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6780          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6781          * places.
6782          */
6783
6784         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6785         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6786         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6787         if (IS_ERR(device))
6788                 return device;
6789
6790         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6791         device->fs_devices = fs_devices;
6792         fs_devices->num_devices++;
6793
6794         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6795         fs_devices->missing_devices++;
6796
6797         return device;
6798 }
6799
6800 /*
6801  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6802  *
6803  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6804  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6805  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6806  *              is generated.
6807  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6808  *              is generated.
6809  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6810  *
6811  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6812  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6813  * destroyed with btrfs_free_device.
6814  */
6815 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6816                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6817                                         const char *path)
6818 {
6819         struct btrfs_device *dev;
6820         u64 tmp;
6821
6822         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6823                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6824
6825         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6826         if (!dev)
6827                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6828
6829         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6830         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6831         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6832
6833         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6834         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6835         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6836
6837         if (devid)
6838                 tmp = *devid;
6839         else {
6840                 int ret;
6841
6842                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6843                 if (ret) {
6844                         btrfs_free_device(dev);
6845                         return ERR_PTR(ret);
6846                 }
6847         }
6848         dev->devid = tmp;
6849
6850         if (uuid)
6851                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6852         else
6853                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6854
6855         if (path) {
6856                 struct rcu_string *name;
6857
6858                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6859                 if (!name) {
6860                         btrfs_free_device(dev);
6861                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6862                 }
6863                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6864         }
6865
6866         return dev;
6867 }
6868
6869 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6870                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6871 {
6872         if (error)
6873                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6874                               devid, uuid);
6875         else
6876                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6877                               devid, uuid);
6878 }
6879
6880 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct btrfs_chunk_map *map)
6881 {
6882         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6883
6884         return div_u64(map->chunk_len, data_stripes);
6885 }
6886
6887 #if BITS_PER_LONG == 32
6888 /*
6889  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6890  * can't be accessed on 32bit systems.
6891  *
6892  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6893  * metadata chunk beyond that limit.
6894  */
6895 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6896                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6897 {
6898         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6899                 return 0;
6900
6901         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6902                 return 0;
6903
6904         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6905         return -EOVERFLOW;
6906 }
6907
6908 /*
6909  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
6910  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
6911  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
6912  * once the limit is reached.
6913  */
6914 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6915                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6916 {
6917         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6918                 return;
6919
6920         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6921                 return;
6922
6923         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6924 }
6925 #endif
6926
6927 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6928                                                   u64 devid, u8 *uuid)
6929 {
6930         struct btrfs_device *dev;
6931
6932         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6933                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
6934                 return ERR_PTR(-ENOENT);
6935         }
6936
6937         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
6938         if (IS_ERR(dev)) {
6939                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
6940                           devid, PTR_ERR(dev));
6941                 return dev;
6942         }
6943         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
6944
6945         return dev;
6946 }
6947
6948 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
6949                           struct btrfs_chunk *chunk)
6950 {
6951         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6952         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6953         struct btrfs_chunk_map *map;
6954         u64 logical;
6955         u64 length;
6956         u64 devid;
6957         u64 type;
6958         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6959         int index;
6960         int num_stripes;
6961         int ret;
6962         int i;
6963
6964         logical = key->offset;
6965         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
6966         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
6967         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
6968         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
6969
6970 #if BITS_PER_LONG == 32
6971         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6972         if (ret < 0)
6973                 return ret;
6974         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6975 #endif
6976
6977         /*
6978          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
6979          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
6980          */
6981         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
6982                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
6983                 if (ret)
6984                         return ret;
6985         }
6986
6987         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, 1);
6988
6989         /* already mapped? */
6990         if (map && map->start <= logical && map->start + map->chunk_len > logical) {
6991                 btrfs_free_chunk_map(map);
6992                 return 0;
6993         } else if (map) {
6994                 btrfs_free_chunk_map(map);
6995         }
6996
6997         map = btrfs_alloc_chunk_map(num_stripes, GFP_NOFS);
6998         if (!map)
6999                 return -ENOMEM;
7000
7001         map->start = logical;
7002         map->chunk_len = length;
7003         map->num_stripes = num_stripes;
7004         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7005         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7006         map->type = type;
7007         /*
7008          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
7009          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
7010          * older mkfs (<v5.4).
7011          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
7012          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
7013          * use the trusted value instead.
7014          */
7015         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
7016         map->verified_stripes = 0;
7017         map->stripe_size = btrfs_calc_stripe_length(map);
7018         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7019                 map->stripes[i].physical =
7020                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7021                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7022                 args.devid = devid;
7023                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7024                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7025                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7026                 args.uuid = uuid;
7027                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7028                 if (!map->stripes[i].dev) {
7029                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7030                                                                     devid, uuid);
7031                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7032                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7033                                 btrfs_free_chunk_map(map);
7034                                 return ret;
7035                         }
7036                 }
7037
7038                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7039                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7040         }
7041
7042         ret = btrfs_add_chunk_map(fs_info, map);
7043         if (ret < 0) {
7044                 btrfs_err(fs_info,
7045                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7046                           map->start, map->chunk_len, ret);
7047         }
7048
7049         return ret;
7050 }
7051
7052 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7053                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7054                                  struct btrfs_device *device)
7055 {
7056         unsigned long ptr;
7057
7058         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7059         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7060         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7061         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7062         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7063         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7064         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7065         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7066         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7067         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7068         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7069         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7070
7071         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7072         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7073 }
7074
7075 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7076                                                   u8 *fsid)
7077 {
7078         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7079         int ret;
7080
7081         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7082         ASSERT(fsid);
7083
7084         /* This will match only for multi-device seed fs */
7085         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7086                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7087                         return fs_devices;
7088
7089
7090         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7091         if (!fs_devices) {
7092                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7093                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7094
7095                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid);
7096                 if (IS_ERR(fs_devices))
7097                         return fs_devices;
7098
7099                 fs_devices->seeding = true;
7100                 fs_devices->opened = 1;
7101                 return fs_devices;
7102         }
7103
7104         /*
7105          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7106          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7107          */
7108         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7109         if (IS_ERR(fs_devices))
7110                 return fs_devices;
7111
7112         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
7113         if (ret) {
7114                 free_fs_devices(fs_devices);
7115                 return ERR_PTR(ret);
7116         }
7117
7118         if (!fs_devices->seeding) {
7119                 close_fs_devices(fs_devices);
7120                 free_fs_devices(fs_devices);
7121                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7122         }
7123
7124         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7125
7126         return fs_devices;
7127 }
7128
7129 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7130                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7131 {
7132         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7133         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7134         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7135         struct btrfs_device *device;
7136         u64 devid;
7137         int ret;
7138         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7139         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7140
7141         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7142         args.devid = devid;
7143         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7144                            BTRFS_UUID_SIZE);
7145         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7146                            BTRFS_FSID_SIZE);
7147         args.uuid = dev_uuid;
7148         args.fsid = fs_uuid;
7149
7150         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7151                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7152                 if (IS_ERR(fs_devices))
7153                         return PTR_ERR(fs_devices);
7154         }
7155
7156         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7157         if (!device) {
7158                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7159                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7160                                                         dev_uuid, true);
7161                         return -ENOENT;
7162                 }
7163
7164                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7165                 if (IS_ERR(device)) {
7166                         btrfs_err(fs_info,
7167                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7168                                 devid, PTR_ERR(device));
7169                         return PTR_ERR(device);
7170                 }
7171                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7172         } else {
7173                 if (!device->bdev) {
7174                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7175                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7176                                                 devid, dev_uuid, true);
7177                                 return -ENOENT;
7178                         }
7179                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7180                                                         dev_uuid, false);
7181                 }
7182
7183                 if (!device->bdev &&
7184                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7185                         /*
7186                          * this happens when a device that was properly setup
7187                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7188                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7189                          * device->missing to one here
7190                          */
7191                         device->fs_devices->missing_devices++;
7192                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7193                 }
7194
7195                 /* Move the device to its own fs_devices */
7196                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7197                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7198                                                         &device->dev_state));
7199
7200                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7201                         device->fs_devices->num_devices--;
7202                         fs_devices->num_devices++;
7203
7204                         device->fs_devices->missing_devices--;
7205                         fs_devices->missing_devices++;
7206
7207                         device->fs_devices = fs_devices;
7208                 }
7209         }
7210
7211         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7212                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7213                 if (device->generation !=
7214                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7215                         return -EINVAL;
7216         }
7217
7218         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7219         if (device->bdev) {
7220                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7221
7222                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7223                         btrfs_err(fs_info,
7224                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7225                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7226                         return -EINVAL;
7227                 }
7228         }
7229         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7230         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7231            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7232                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7233                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7234                                 &fs_info->free_chunk_space);
7235         }
7236         ret = 0;
7237         return ret;
7238 }
7239
7240 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7241 {
7242         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7243         struct extent_buffer *sb;
7244         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7245         struct btrfs_chunk *chunk;
7246         u8 *array_ptr;
7247         unsigned long sb_array_offset;
7248         int ret = 0;
7249         u32 num_stripes;
7250         u32 array_size;
7251         u32 len = 0;
7252         u32 cur_offset;
7253         u64 type;
7254         struct btrfs_key key;
7255
7256         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7257
7258         /*
7259          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7260          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7261          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7262          */
7263         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7264         if (!sb)
7265                 return -ENOMEM;
7266         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7267
7268         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7269         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7270
7271         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7272         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7273         cur_offset = 0;
7274
7275         while (cur_offset < array_size) {
7276                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7277                 len = sizeof(*disk_key);
7278                 if (cur_offset + len > array_size)
7279                         goto out_short_read;
7280
7281                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7282
7283                 array_ptr += len;
7284                 sb_array_offset += len;
7285                 cur_offset += len;
7286
7287                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7288                         btrfs_err(fs_info,
7289                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7290                                   (u32)key.type, cur_offset);
7291                         ret = -EIO;
7292                         break;
7293                 }
7294
7295                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7296                 /*
7297                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7298                  * exact stripe count check comes afterwards
7299                  */
7300                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7301                 if (cur_offset + len > array_size)
7302                         goto out_short_read;
7303
7304                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7305                 if (!num_stripes) {
7306                         btrfs_err(fs_info,
7307                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7308                                   num_stripes, cur_offset);
7309                         ret = -EIO;
7310                         break;
7311                 }
7312
7313                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7314                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7315                         btrfs_err(fs_info,
7316                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7317                                   type, cur_offset);
7318                         ret = -EIO;
7319                         break;
7320                 }
7321
7322                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7323                 if (cur_offset + len > array_size)
7324                         goto out_short_read;
7325
7326                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7327                 if (ret)
7328                         break;
7329
7330                 array_ptr += len;
7331                 sb_array_offset += len;
7332                 cur_offset += len;
7333         }
7334         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7335         free_extent_buffer_stale(sb);
7336         return ret;
7337
7338 out_short_read:
7339         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7340                         len, cur_offset);
7341         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7342         free_extent_buffer_stale(sb);
7343         return -EIO;
7344 }
7345
7346 /*
7347  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7348  *
7349  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7350  *
7351  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7352  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7353  */
7354 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7355                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7356 {
7357         struct btrfs_chunk_map *map;
7358         u64 next_start;
7359         bool ret = true;
7360
7361         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, 0, U64_MAX);
7362         /* No chunk at all? Return false anyway */
7363         if (!map) {
7364                 ret = false;
7365                 goto out;
7366         }
7367         while (map) {
7368                 int missing = 0;
7369                 int max_tolerated;
7370                 int i;
7371
7372                 max_tolerated =
7373                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7374                                         map->type);
7375                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7376                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7377
7378                         if (!dev || !dev->bdev ||
7379                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7380                             dev->last_flush_error)
7381                                 missing++;
7382                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7383                                 missing++;
7384                 }
7385                 if (missing > max_tolerated) {
7386                         if (!failing_dev)
7387                                 btrfs_warn(fs_info,
7388         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7389                                    map->start, missing, max_tolerated);
7390                         btrfs_free_chunk_map(map);
7391                         ret = false;
7392                         goto out;
7393                 }
7394                 next_start = map->start + map->chunk_len;
7395                 btrfs_free_chunk_map(map);
7396
7397                 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, next_start, U64_MAX - next_start);
7398         }
7399 out:
7400         return ret;
7401 }
7402
7403 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7404 {
7405         int i;
7406         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7407
7408         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7409                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7410 }
7411
7412 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7413 {
7414         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7415         struct btrfs_path *path;
7416         struct extent_buffer *leaf;
7417         struct btrfs_key key;
7418         struct btrfs_key found_key;
7419         int ret;
7420         int slot;
7421         int iter_ret = 0;
7422         u64 total_dev = 0;
7423         u64 last_ra_node = 0;
7424
7425         path = btrfs_alloc_path();
7426         if (!path)
7427                 return -ENOMEM;
7428
7429         /*
7430          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7431          * otherwise we don't need it.
7432          */
7433         mutex_lock(&uuid_mutex);
7434
7435         /*
7436          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7437          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7438          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7439          * device items, so clear it here.
7440          */
7441         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7442
7443         /*
7444          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7445          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7446          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7447          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7448          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7449          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7450          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7451          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7452          */
7453         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7454         path->skip_locking = 1;
7455
7456         /*
7457          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7458          * device items are found before any chunk item (their object id
7459          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7460          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7461          */
7462         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7463         key.offset = 0;
7464         key.type = 0;
7465         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7466                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7467
7468                 leaf = path->nodes[0];
7469                 slot = path->slots[0];
7470
7471                 if (node) {
7472                         if (last_ra_node != node->start) {
7473                                 readahead_tree_node_children(node);
7474                                 last_ra_node = node->start;
7475                         }
7476                 }
7477                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7478                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7479                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7480                                                   struct btrfs_dev_item);
7481                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7482                         if (ret)
7483                                 goto error;
7484                         total_dev++;
7485                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7486                         struct btrfs_chunk *chunk;
7487
7488                         /*
7489                          * We are only called at mount time, so no need to take
7490                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7491                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7492                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7493                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7494                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7495                          */
7496                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7497                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7498                         if (ret)
7499                                 goto error;
7500                 }
7501         }
7502         /* Catch error found during iteration */
7503         if (iter_ret < 0) {
7504                 ret = iter_ret;
7505                 goto error;
7506         }
7507
7508         /*
7509          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7510          * do another round of validation checks.
7511          */
7512         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7513                 btrfs_warn(fs_info,
7514 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7515                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7516                           total_dev);
7517                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7518                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7519         }
7520         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7521             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7522                 btrfs_err(fs_info,
7523         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7524                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7525                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7526                 ret = -EINVAL;
7527                 goto error;
7528         }
7529         ret = 0;
7530 error:
7531         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7532
7533         btrfs_free_path(path);
7534         return ret;
7535 }
7536
7537 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7538 {
7539         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7540         struct btrfs_device *device;
7541         int ret = 0;
7542
7543         fs_devices->fs_info = fs_info;
7544
7545         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7546         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7547                 device->fs_info = fs_info;
7548
7549         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7550                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7551                         device->fs_info = fs_info;
7552                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7553                         if (ret)
7554                                 break;
7555                 }
7556
7557                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7558         }
7559         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7560
7561         return ret;
7562 }
7563
7564 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7565                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7566                                  int index)
7567 {
7568         u64 val;
7569
7570         read_extent_buffer(eb, &val,
7571                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7572                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7573                            sizeof(val));
7574         return val;
7575 }
7576
7577 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7578                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7579                                       int index, u64 val)
7580 {
7581         write_extent_buffer(eb, &val,
7582                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7583                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7584                             sizeof(val));
7585 }
7586
7587 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7588                                        struct btrfs_path *path)
7589 {
7590         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7591         struct extent_buffer *eb;
7592         struct btrfs_key key;
7593         int item_size;
7594         int i, ret, slot;
7595
7596         if (!device->fs_info->dev_root)
7597                 return 0;
7598
7599         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7600         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7601         key.offset = device->devid;
7602         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7603         if (ret) {
7604                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7605                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7606                 device->dev_stats_valid = 1;
7607                 btrfs_release_path(path);
7608                 return ret < 0 ? ret : 0;
7609         }
7610         slot = path->slots[0];
7611         eb = path->nodes[0];
7612         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7613
7614         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7615
7616         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7617                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7618                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7619                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7620                 else
7621                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7622         }
7623
7624         device->dev_stats_valid = 1;
7625         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7626         btrfs_release_path(path);
7627
7628         return 0;
7629 }
7630
7631 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7632 {
7633         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7634         struct btrfs_device *device;
7635         struct btrfs_path *path = NULL;
7636         int ret = 0;
7637
7638         path = btrfs_alloc_path();
7639         if (!path)
7640                 return -ENOMEM;
7641
7642         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7643         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7644                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7645                 if (ret)
7646                         goto out;
7647         }
7648         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7649                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7650                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7651                         if (ret)
7652                                 goto out;
7653                 }
7654         }
7655 out:
7656         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7657
7658         btrfs_free_path(path);
7659         return ret;
7660 }
7661
7662 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7663                                 struct btrfs_device *device)
7664 {
7665         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7666         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7667         struct btrfs_path *path;
7668         struct btrfs_key key;
7669         struct extent_buffer *eb;
7670         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7671         int ret;
7672         int i;
7673
7674         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7675         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7676         key.offset = device->devid;
7677
7678         path = btrfs_alloc_path();
7679         if (!path)
7680                 return -ENOMEM;
7681         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7682         if (ret < 0) {
7683                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7684                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7685                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7686                 goto out;
7687         }
7688
7689         if (ret == 0 &&
7690             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7691                 /* need to delete old one and insert a new one */
7692                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7693                 if (ret != 0) {
7694                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7695                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7696                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7697                         goto out;
7698                 }
7699                 ret = 1;
7700         }
7701
7702         if (ret == 1) {
7703                 /* need to insert a new item */
7704                 btrfs_release_path(path);
7705                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7706                                               &key, sizeof(*ptr));
7707                 if (ret < 0) {
7708                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7709                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7710                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7711                         goto out;
7712                 }
7713         }
7714
7715         eb = path->nodes[0];
7716         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7717         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7718                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7719                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7720         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, eb);
7721
7722 out:
7723         btrfs_free_path(path);
7724         return ret;
7725 }
7726
7727 /*
7728  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7729  */
7730 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7731 {
7732         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7733         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7734         struct btrfs_device *device;
7735         int stats_cnt;
7736         int ret = 0;
7737
7738         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7739         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7740                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7741                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7742                         continue;
7743
7744
7745                 /*
7746                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7747                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7748                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7749                  * require explicit read memory barriers.
7750                  *
7751                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7752                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7753                  * barrier implied by atomic_xchg in
7754                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7755                  */
7756                 smp_rmb();
7757
7758                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7759                 if (!ret)
7760                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7761         }
7762         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7763
7764         return ret;
7765 }
7766
7767 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7768 {
7769         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7770
7771         if (!dev->dev_stats_valid)
7772                 return;
7773         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7774                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7775                            btrfs_dev_name(dev),
7776                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7777                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7778                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7779                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7780                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7781 }
7782
7783 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7784 {
7785         int i;
7786
7787         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7788                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7789                         break;
7790         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7791                 return; /* all values == 0, suppress message */
7792
7793         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7794                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7795                btrfs_dev_name(dev),
7796                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7797                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7798                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7799                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7800                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7801 }
7802
7803 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7804                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7805 {
7806         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7807         struct btrfs_device *dev;
7808         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7809         int i;
7810
7811         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7812         args.devid = stats->devid;
7813         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7814         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7815
7816         if (!dev) {
7817                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7818                 return -ENODEV;
7819         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7820                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7821                 return -ENODEV;
7822         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7823                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7824                         if (stats->nr_items > i)
7825                                 stats->values[i] =
7826                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7827                         else
7828                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7829                 }
7830                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7831                            current->comm, task_pid_nr(current));
7832         } else {
7833                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7834                         if (stats->nr_items > i)
7835                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7836         }
7837         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7838                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7839         return 0;
7840 }
7841
7842 /*
7843  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7844  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7845  * superblocks.
7846  *
7847  * Must be invoked during transaction commit.
7848  */
7849 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7850 {
7851         struct btrfs_device *curr, *next;
7852
7853         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7854
7855         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7856                 return;
7857
7858         /*
7859          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7860          * transaction and the transaction must complete before the device is
7861          * released.
7862          */
7863         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7864         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7865                                  post_commit_list) {
7866                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7867                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7868                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7869         }
7870         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7871 }
7872
7873 /*
7874  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7875  */
7876 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7877 {
7878         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7879
7880         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7881 }
7882
7883
7884
7885 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7886                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7887                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7888 {
7889         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7890         struct btrfs_chunk_map *map;
7891         struct btrfs_device *dev;
7892         u64 stripe_len;
7893         bool found = false;
7894         int ret = 0;
7895         int i;
7896
7897         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
7898         if (!map) {
7899                 btrfs_err(fs_info,
7900 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7901                           physical_offset, devid);
7902                 ret = -EUCLEAN;
7903                 goto out;
7904         }
7905
7906         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(map);
7907         if (physical_len != stripe_len) {
7908                 btrfs_err(fs_info,
7909 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
7910                           physical_offset, devid, map->start, physical_len,
7911                           stripe_len);
7912                 ret = -EUCLEAN;
7913                 goto out;
7914         }
7915
7916         /*
7917          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
7918          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
7919          * the users.
7920          */
7921         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
7922                 btrfs_warn(fs_info,
7923                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
7924                            devid, physical_offset, physical_len);
7925
7926         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7927                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
7928                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
7929                         found = true;
7930                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
7931                                 btrfs_err(fs_info,
7932                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
7933                                           map->start);
7934                                 ret = -EUCLEAN;
7935                                 goto out;
7936                         }
7937                         map->verified_stripes++;
7938                         break;
7939                 }
7940         }
7941         if (!found) {
7942                 btrfs_err(fs_info,
7943         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
7944                         physical_offset, devid);
7945                 ret = -EUCLEAN;
7946         }
7947
7948         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
7949         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7950         if (!dev) {
7951                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
7952                 ret = -EUCLEAN;
7953                 goto out;
7954         }
7955
7956         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
7957                 btrfs_err(fs_info,
7958 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
7959                           devid, physical_offset, physical_len,
7960                           dev->disk_total_bytes);
7961                 ret = -EUCLEAN;
7962                 goto out;
7963         }
7964
7965         if (dev->zone_info) {
7966                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
7967
7968                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
7969                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
7970                         btrfs_err(fs_info,
7971 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
7972                                   devid, physical_offset, physical_len);
7973                         ret = -EUCLEAN;
7974                         goto out;
7975                 }
7976         }
7977
7978 out:
7979         btrfs_free_chunk_map(map);
7980         return ret;
7981 }
7982
7983 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7984 {
7985         struct rb_node *node;
7986         int ret = 0;
7987
7988         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
7989         for (node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree); node; node = rb_next(node)) {
7990                 struct btrfs_chunk_map *map;
7991
7992                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
7993                 if (map->num_stripes != map->verified_stripes) {
7994                         btrfs_err(fs_info,
7995                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
7996                                   map->start, map->verified_stripes, map->num_stripes);
7997                         ret = -EUCLEAN;
7998                         goto out;
7999                 }
8000         }
8001 out:
8002         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8003         return ret;
8004 }
8005
8006 /*
8007  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8008  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8009  *
8010  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8011  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8012  */
8013 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8014 {
8015         struct btrfs_path *path;
8016         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8017         struct btrfs_key key;
8018         u64 prev_devid = 0;
8019         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8020         int ret = 0;
8021
8022         /*
8023          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8024          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8025          * case for sure.
8026          *
8027          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8028          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8029          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8030          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8031          */
8032         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8033                 return 0;
8034
8035         key.objectid = 1;
8036         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8037         key.offset = 0;
8038
8039         path = btrfs_alloc_path();
8040         if (!path)
8041                 return -ENOMEM;
8042
8043         path->reada = READA_FORWARD;
8044         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8045         if (ret < 0)
8046                 goto out;
8047
8048         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8049                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8050                 if (ret < 0)
8051                         goto out;
8052                 /* No dev extents at all? Not good */
8053                 if (ret > 0) {
8054                         ret = -EUCLEAN;
8055                         goto out;
8056                 }
8057         }
8058         while (1) {
8059                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8060                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8061                 int slot = path->slots[0];
8062                 u64 chunk_offset;
8063                 u64 physical_offset;
8064                 u64 physical_len;
8065                 u64 devid;
8066
8067                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8068                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8069                         break;
8070                 devid = key.objectid;
8071                 physical_offset = key.offset;
8072
8073                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8074                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8075                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8076
8077                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8078                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8079                         btrfs_err(fs_info,
8080 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8081                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8082                         ret = -EUCLEAN;
8083                         goto out;
8084                 }
8085
8086                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8087                                             physical_offset, physical_len);
8088                 if (ret < 0)
8089                         goto out;
8090                 prev_devid = devid;
8091                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8092
8093                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8094                 if (ret < 0)
8095                         goto out;
8096                 if (ret > 0) {
8097                         ret = 0;
8098                         break;
8099                 }
8100         }
8101
8102         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8103         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8104 out:
8105         btrfs_free_path(path);
8106         return ret;
8107 }
8108
8109 /*
8110  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8111  * used as a swapfile.
8112  */
8113 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8114 {
8115         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8116         struct rb_node *node;
8117
8118         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8119         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8120         while (node) {
8121                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8122                 if (ptr < sp->ptr)
8123                         node = node->rb_left;
8124                 else if (ptr > sp->ptr)
8125                         node = node->rb_right;
8126                 else
8127                         break;
8128         }
8129         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8130         return node != NULL;
8131 }
8132
8133 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8134 {
8135         struct btrfs_block_group *cache = data;
8136         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8137         u64 target;
8138         int ret = 0;
8139
8140         target = cache->start;
8141         btrfs_put_block_group(cache);
8142
8143         sb_start_write(fs_info->sb);
8144         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8145                 btrfs_info(fs_info,
8146                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8147                            target);
8148                 sb_end_write(fs_info->sb);
8149                 return -EBUSY;
8150         }
8151
8152         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8153
8154         /* Ensure block group still exists */
8155         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8156         if (!cache)
8157                 goto out;
8158
8159         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
8160                 goto out;
8161
8162         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8163         if (ret < 0)
8164                 goto out;
8165
8166         btrfs_info(fs_info,
8167                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8168                    target);
8169         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8170
8171 out:
8172         if (cache)
8173                 btrfs_put_block_group(cache);
8174         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8175         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8176         sb_end_write(fs_info->sb);
8177
8178         return ret;
8179 }
8180
8181 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8182 {
8183         struct btrfs_block_group *cache;
8184
8185         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8186                 return false;
8187
8188         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8189         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8190                 return true;
8191
8192         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8193         if (!cache)
8194                 return true;
8195
8196         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8197                 btrfs_put_block_group(cache);
8198                 return true;
8199         }
8200
8201         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8202                     "btrfs-relocating-repair");
8203
8204         return true;
8205 }
8206
8207 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8208                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8209                                     u64 logical)
8210 {
8211         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8212         int i;
8213
8214         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8215                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8216                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8217
8218                 if (logical >= stripe_start &&
8219                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8220                         break;
8221         }
8222         ASSERT(i < data_stripes);
8223         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8224         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8225                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8226                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8227 }
8228
8229 /*
8230  * Map a repair write into a single device.
8231  *
8232  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8233  * update the contents of a single device.
8234  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8235  *
8236  * Callers should ensure:
8237  *
8238  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8239  * - The range does not cross stripe boundary
8240  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8241  */
8242 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8243                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8244                            u32 length, int mirror_num)
8245 {
8246         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8247         u64 map_length = length;
8248         int mirror_ret = mirror_num;
8249         int ret;
8250
8251         ASSERT(mirror_num > 0);
8252
8253         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8254                               &bioc, smap, &mirror_ret);
8255         if (ret < 0)
8256                 return ret;
8257
8258         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8259         ASSERT(map_length >= length);
8260
8261         /* Already mapped to single stripe. */
8262         if (!bioc)
8263                 goto out;
8264
8265         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8266         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8267                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8268                 goto out;
8269         }
8270
8271         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8272         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8273         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8274 out:
8275         btrfs_put_bioc(bioc);
8276         ASSERT(smap->dev);
8277         return 0;
8278 }