fs/btrfs/zoned.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/bitops.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/blkdev.h>
   6 #include <linux/sched/mm.h>
   7 #include <linux/atomic.h>
   8 #include <linux/vmalloc.h>
   9 #include "ctree.h"
  10 #include "volumes.h"
  11 #include "zoned.h"
  12 #include "rcu-string.h"
  13 #include "disk-io.h"
  14 #include "block-group.h"
  15 #include "transaction.h"
  16 #include "dev-replace.h"
  17 #include "space-info.h"
  18
  19 /* Maximum number of zones to report per blkdev_report_zones() call */
  20 #define BTRFS_REPORT_NR_ZONES   4096
  21 /* Invalid allocation pointer value for missing devices */
  22 #define WP_MISSING_DEV ((u64)-1)
  23 /* Pseudo write pointer value for conventional zone */
  24 #define WP_CONVENTIONAL ((u64)-2)
  25
  26 /*
  27  * Location of the first zone of superblock logging zone pairs.
  28  *
  29  * - primary superblock:    0B (zone 0)
  30  * - first copy:          512G (zone starting at that offset)
  31  * - second copy:           4T (zone starting at that offset)
  32  */
  33 #define BTRFS_SB_LOG_PRIMARY_OFFSET     (0ULL)
  34 #define BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET       (512ULL * SZ_1G)
  35 #define BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET      (4096ULL * SZ_1G)
  36
  37 #define BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT        const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET)
  38 #define BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT       const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET)
  39
  40 /* Number of superblock log zones */
  41 #define BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES 2
  42
  43 /*
  44  * Minimum of active zones we need:
  45  *
  46  * - BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX zones for superblock mirrors
  47  * - 3 zones to ensure at least one zone per SYSTEM, META and DATA block group
  48  * - 1 zone for tree-log dedicated block group
  49  * - 1 zone for relocation
  50  */
  51 #define BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES          (BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX + 5)
  52
  53 /*
  54  * Maximum supported zone size. Currently, SMR disks have a zone size of
  55  * 256MiB, and we are expecting ZNS drives to be in the 1-4GiB range. We do not
  56  * expect the zone size to become larger than 8GiB in the near future.
  57  */
  58 #define BTRFS_MAX_ZONE_SIZE             SZ_8G
  59
  60 #define SUPER_INFO_SECTORS      ((u64)BTRFS_SUPER_INFO_SIZE >> SECTOR_SHIFT)
  61
  62 static inline bool sb_zone_is_full(const struct blk_zone *zone)
  63 {
  64         return (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL) ||
  65                 (zone->wp + SUPER_INFO_SECTORS > zone->start + zone->capacity);
  66 }
  67
  68 static int copy_zone_info_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx, void *data)
  69 {
  70         struct blk_zone *zones = data;
  71
  72         memcpy(&zones[idx], zone, sizeof(*zone));
  73
  74         return 0;
  75 }
  76
  77 static int sb_write_pointer(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
  78                             u64 *wp_ret)
  79 {
  80         bool empty[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  81         bool full[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  82         sector_t sector;
  83         int i;
  84
  85         for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
  86                 ASSERT(zones[i].type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL);
  87                 empty[i] = (zones[i].cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY);
  88                 full[i] = sb_zone_is_full(&zones[i]);
  89         }
  90
  91         /*
  92          * Possible states of log buffer zones
  93          *
  94          *           Empty[0]  In use[0]  Full[0]
  95          * Empty[1]         *          x        0
  96          * In use[1]        0          x        0
  97          * Full[1]          1          1        C
  98          *
  99          * Log position:
 100          *   *: Special case, no superblock is written
 101          *   0: Use write pointer of zones[0]
 102          *   1: Use write pointer of zones[1]
 103          *   C: Compare super blocks from zones[0] and zones[1], use the latest
 104          *      one determined by generation
 105          *   x: Invalid state
 106          */
 107
 108         if (empty[0] && empty[1]) {
 109                 /* Special case to distinguish no superblock to read */
 110                 *wp_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
 111                 return -ENOENT;
 112         } else if (full[0] && full[1]) {
 113                 /* Compare two super blocks */
 114                 struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 115                 struct page *page[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 116                 struct btrfs_super_block *super[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 117                 int i;
 118
 119                 for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
 120                         u64 bytenr;
 121
 122                         bytenr = ((zones[i].start + zones[i].len)
 123                                    << SECTOR_SHIFT) - BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;
 124
 125                         page[i] = read_cache_page_gfp(mapping,
 126                                         bytenr >> PAGE_SHIFT, GFP_NOFS);
 127                         if (IS_ERR(page[i])) {
 128                                 if (i == 1)
 129                                         btrfs_release_disk_super(super[0]);
 130                                 return PTR_ERR(page[i]);
 131                         }
 132                         super[i] = page_address(page[i]);
 133                 }
 134
 135                 if (super[0]->generation > super[1]->generation)
 136                         sector = zones[1].start;
 137                 else
 138                         sector = zones[0].start;
 139
 140                 for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++)
 141                         btrfs_release_disk_super(super[i]);
 142         } else if (!full[0] && (empty[1] || full[1])) {
 143                 sector = zones[0].wp;
 144         } else if (full[0]) {
 145                 sector = zones[1].wp;
 146         } else {
 147                 return -EUCLEAN;
 148         }
 149         *wp_ret = sector << SECTOR_SHIFT;
 150         return 0;
 151 }
 152
 153 /*
 154  * Get the first zone number of the superblock mirror
 155  */
 156 static inline u32 sb_zone_number(int shift, int mirror)
 157 {
 158         u64 zone;
 159
 160         ASSERT(mirror < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX);
 161         switch (mirror) {
 162         case 0: zone = 0; break;
 163         case 1: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT - shift); break;
 164         case 2: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT - shift); break;
 165         }
 166
 167         ASSERT(zone <= U32_MAX);
 168
 169         return (u32)zone;
 170 }
 171
 172 static inline sector_t zone_start_sector(u32 zone_number,
 173                                          struct block_device *bdev)
 174 {
 175         return (sector_t)zone_number << ilog2(bdev_zone_sectors(bdev));
 176 }
 177
 178 static inline u64 zone_start_physical(u32 zone_number,
 179                                       struct btrfs_zoned_device_info *zone_info)
 180 {
 181         return (u64)zone_number << zone_info->zone_size_shift;
 182 }
 183
 184 /*
 185  * Emulate blkdev_report_zones() for a non-zoned device. It slices up the block
 186  * device into static sized chunks and fake a conventional zone on each of
 187  * them.
 188  */
 189 static int emulate_report_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 190                                 struct blk_zone *zones, unsigned int nr_zones)
 191 {
 192         const sector_t zone_sectors = device->fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 193         sector_t bdev_size = bdev_nr_sectors(device->bdev);
 194         unsigned int i;
 195
 196         pos >>= SECTOR_SHIFT;
 197         for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
 198                 zones[i].start = i * zone_sectors + pos;
 199                 zones[i].len = zone_sectors;
 200                 zones[i].capacity = zone_sectors;
 201                 zones[i].wp = zones[i].start + zone_sectors;
 202                 zones[i].type = BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL;
 203                 zones[i].cond = BLK_ZONE_COND_NOT_WP;
 204
 205                 if (zones[i].wp >= bdev_size) {
 206                         i++;
 207                         break;
 208                 }
 209         }
 210
 211         return i;
 212 }
 213
 214 static int btrfs_get_dev_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 215                                struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones)
 216 {
 217         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 218         u32 zno;
 219         int ret;
 220
 221         if (!*nr_zones)
 222                 return 0;
 223
 224         if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 225                 ret = emulate_report_zones(device, pos, zones, *nr_zones);
 226                 *nr_zones = ret;
 227                 return 0;
 228         }
 229
 230         /* Check cache */
 231         if (zinfo->zone_cache) {
 232                 unsigned int i;
 233
 234                 ASSERT(IS_ALIGNED(pos, zinfo->zone_size));
 235                 zno = pos >> zinfo->zone_size_shift;
 236                 /*
 237                  * We cannot report zones beyond the zone end. So, it is OK to
 238                  * cap *nr_zones to at the end.
 239                  */
 240                 *nr_zones = min_t(u32, *nr_zones, zinfo->nr_zones - zno);
 241
 242                 for (i = 0; i < *nr_zones; i++) {
 243                         struct blk_zone *zone_info;
 244
 245                         zone_info = &zinfo->zone_cache[zno + i];
 246                         if (!zone_info->len)
 247                                 break;
 248                 }
 249
 250                 if (i == *nr_zones) {
 251                         /* Cache hit on all the zones */
 252                         memcpy(zones, zinfo->zone_cache + zno,
 253                                sizeof(*zinfo->zone_cache) * *nr_zones);
 254                         return 0;
 255                 }
 256         }
 257
 258         ret = blkdev_report_zones(device->bdev, pos >> SECTOR_SHIFT, *nr_zones,
 259                                   copy_zone_info_cb, zones);
 260         if (ret < 0) {
 261                 btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 262                                  "zoned: failed to read zone %llu on %s (devid %llu)",
 263                                  pos, rcu_str_deref(device->name),
 264                                  device->devid);
 265                 return ret;
 266         }
 267         *nr_zones = ret;
 268         if (!ret)
 269                 return -EIO;
 270
 271         /* Populate cache */
 272         if (zinfo->zone_cache)
 273                 memcpy(zinfo->zone_cache + zno, zones,
 274                        sizeof(*zinfo->zone_cache) * *nr_zones);
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 /* The emulated zone size is determined from the size of device extent */
 280 static int calculate_emulated_zone_size(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 281 {
 282         struct btrfs_path *path;
 283         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
 284         struct btrfs_key key;
 285         struct extent_buffer *leaf;
 286         struct btrfs_dev_extent *dext;
 287         int ret = 0;
 288
 289         key.objectid = 1;
 290         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
 291         key.offset = 0;
 292
 293         path = btrfs_alloc_path();
 294         if (!path)
 295                 return -ENOMEM;
 296
 297         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 298         if (ret < 0)
 299                 goto out;
 300
 301         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
 302                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
 303                 if (ret < 0)
 304                         goto out;
 305                 /* No dev extents at all? Not good */
 306                 if (ret > 0) {
 307                         ret = -EUCLEAN;
 308                         goto out;
 309                 }
 310         }
 311
 312         leaf = path->nodes[0];
 313         dext = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_extent);
 314         fs_info->zone_size = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
 315         ret = 0;
 316
 317 out:
 318         btrfs_free_path(path);
 319
 320         return ret;
 321 }
 322
 323 int btrfs_get_dev_zone_info_all_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 324 {
 325         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
 326         struct btrfs_device *device;
 327         int ret = 0;
 328
 329         /* fs_info->zone_size might not set yet. Use the incomapt flag here. */
 330         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
 331                 return 0;
 332
 333         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
 334         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
 335                 /* We can skip reading of zone info for missing devices */
 336                 if (!device->bdev)
 337                         continue;
 338
 339                 ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, true);
 340                 if (ret)
 341                         break;
 342         }
 343         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
 344
 345         return ret;
 346 }
 347
 348 int btrfs_get_dev_zone_info(struct btrfs_device *device, bool populate_cache)
 349 {
 350         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
 351         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = NULL;
 352         struct block_device *bdev = device->bdev;
 353         struct request_queue *queue = bdev_get_queue(bdev);
 354         unsigned int max_active_zones;
 355         unsigned int nactive;
 356         sector_t nr_sectors;
 357         sector_t sector = 0;
 358         struct blk_zone *zones = NULL;
 359         unsigned int i, nreported = 0, nr_zones;
 360         sector_t zone_sectors;
 361         char *model, *emulated;
 362         int ret;
 363
 364         /*
 365          * Cannot use btrfs_is_zoned here, since fs_info::zone_size might not
 366          * yet be set.
 367          */
 368         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
 369                 return 0;
 370
 371         if (device->zone_info)
 372                 return 0;
 373
 374         zone_info = kzalloc(sizeof(*zone_info), GFP_KERNEL);
 375         if (!zone_info)
 376                 return -ENOMEM;
 377
 378         device->zone_info = zone_info;
 379
 380         if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
 381                 if (!fs_info->zone_size) {
 382                         ret = calculate_emulated_zone_size(fs_info);
 383                         if (ret)
 384                                 goto out;
 385                 }
 386
 387                 ASSERT(fs_info->zone_size);
 388                 zone_sectors = fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 389         } else {
 390                 zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 391         }
 392
 393         /* Check if it's power of 2 (see is_power_of_2) */
 394         ASSERT(zone_sectors != 0 && (zone_sectors & (zone_sectors - 1)) == 0);
 395         zone_info->zone_size = zone_sectors << SECTOR_SHIFT;
 396
 397         /* We reject devices with a zone size larger than 8GB */
 398         if (zone_info->zone_size > BTRFS_MAX_ZONE_SIZE) {
 399                 btrfs_err_in_rcu(fs_info,
 400                 "zoned: %s: zone size %llu larger than supported maximum %llu",
 401                                  rcu_str_deref(device->name),
 402                                  zone_info->zone_size, BTRFS_MAX_ZONE_SIZE);
 403                 ret = -EINVAL;
 404                 goto out;
 405         }
 406
 407         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 408         zone_info->zone_size_shift = ilog2(zone_info->zone_size);
 409         zone_info->nr_zones = nr_sectors >> ilog2(zone_sectors);
 410         if (!IS_ALIGNED(nr_sectors, zone_sectors))
 411                 zone_info->nr_zones++;
 412
 413         max_active_zones = queue_max_active_zones(queue);
 414         if (max_active_zones && max_active_zones < BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES) {
 415                 btrfs_err_in_rcu(fs_info,
 416 "zoned: %s: max active zones %u is too small, need at least %u active zones",
 417                                  rcu_str_deref(device->name), max_active_zones,
 418                                  BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES);
 419                 ret = -EINVAL;
 420                 goto out;
 421         }
 422         zone_info->max_active_zones = max_active_zones;
 423
 424         zone_info->seq_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 425         if (!zone_info->seq_zones) {
 426                 ret = -ENOMEM;
 427                 goto out;
 428         }
 429
 430         zone_info->empty_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 431         if (!zone_info->empty_zones) {
 432                 ret = -ENOMEM;
 433                 goto out;
 434         }
 435
 436         zone_info->active_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 437         if (!zone_info->active_zones) {
 438                 ret = -ENOMEM;
 439                 goto out;
 440         }
 441
 442         zones = kcalloc(BTRFS_REPORT_NR_ZONES, sizeof(struct blk_zone), GFP_KERNEL);
 443         if (!zones) {
 444                 ret = -ENOMEM;
 445                 goto out;
 446         }
 447
 448         /*
 449          * Enable zone cache only for a zoned device. On a non-zoned device, we
 450          * fill the zone info with emulated CONVENTIONAL zones, so no need to
 451          * use the cache.
 452          */
 453         if (populate_cache && bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 454                 zone_info->zone_cache = vzalloc(sizeof(struct blk_zone) *
 455                                                 zone_info->nr_zones);
 456                 if (!zone_info->zone_cache) {
 457                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 458                                 "zoned: failed to allocate zone cache for %s",
 459                                 rcu_str_deref(device->name));
 460                         ret = -ENOMEM;
 461                         goto out;
 462                 }
 463         }
 464
 465         /* Get zones type */
 466         nactive = 0;
 467         while (sector < nr_sectors) {
 468                 nr_zones = BTRFS_REPORT_NR_ZONES;
 469                 ret = btrfs_get_dev_zones(device, sector << SECTOR_SHIFT, zones,
 470                                           &nr_zones);
 471                 if (ret)
 472                         goto out;
 473
 474                 for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
 475                         if (zones[i].type == BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ)
 476                                 __set_bit(nreported, zone_info->seq_zones);
 477                         switch (zones[i].cond) {
 478                         case BLK_ZONE_COND_EMPTY:
 479                                 __set_bit(nreported, zone_info->empty_zones);
 480                                 break;
 481                         case BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN:
 482                         case BLK_ZONE_COND_EXP_OPEN:
 483                         case BLK_ZONE_COND_CLOSED:
 484                                 __set_bit(nreported, zone_info->active_zones);
 485                                 nactive++;
 486                                 break;
 487                         }
 488                         nreported++;
 489                 }
 490                 sector = zones[nr_zones - 1].start + zones[nr_zones - 1].len;
 491         }
 492
 493         if (nreported != zone_info->nr_zones) {
 494                 btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 495                                  "inconsistent number of zones on %s (%u/%u)",
 496                                  rcu_str_deref(device->name), nreported,
 497                                  zone_info->nr_zones);
 498                 ret = -EIO;
 499                 goto out;
 500         }
 501
 502         if (max_active_zones) {
 503                 if (nactive > max_active_zones) {
 504                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 505                         "zoned: %u active zones on %s exceeds max_active_zones %u",
 506                                          nactive, rcu_str_deref(device->name),
 507                                          max_active_zones);
 508                         ret = -EIO;
 509                         goto out;
 510                 }
 511                 atomic_set(&zone_info->active_zones_left,
 512                            max_active_zones - nactive);
 513         }
 514
 515         /* Validate superblock log */
 516         nr_zones = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES;
 517         for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
 518                 u32 sb_zone;
 519                 u64 sb_wp;
 520                 int sb_pos = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i;
 521
 522                 sb_zone = sb_zone_number(zone_info->zone_size_shift, i);
 523                 if (sb_zone + 1 >= zone_info->nr_zones)
 524                         continue;
 525
 526                 ret = btrfs_get_dev_zones(device,
 527                                           zone_start_physical(sb_zone, zone_info),
 528                                           &zone_info->sb_zones[sb_pos],
 529                                           &nr_zones);
 530                 if (ret)
 531                         goto out;
 532
 533                 if (nr_zones != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES) {
 534                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 535         "zoned: failed to read super block log zone info at devid %llu zone %u",
 536                                          device->devid, sb_zone);
 537                         ret = -EUCLEAN;
 538                         goto out;
 539                 }
 540
 541                 /*
 542                  * If zones[0] is conventional, always use the beginning of the
 543                  * zone to record superblock. No need to validate in that case.
 544                  */
 545                 if (zone_info->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i].type ==
 546                     BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL)
 547                         continue;
 548
 549                 ret = sb_write_pointer(device->bdev,
 550                                        &zone_info->sb_zones[sb_pos], &sb_wp);
 551                 if (ret != -ENOENT && ret) {
 552                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 553                         "zoned: super block log zone corrupted devid %llu zone %u",
 554                                          device->devid, sb_zone);
 555                         ret = -EUCLEAN;
 556                         goto out;
 557                 }
 558         }
 559
 560
 561         kfree(zones);
 562
 563         switch (bdev_zoned_model(bdev)) {
 564         case BLK_ZONED_HM:
 565                 model = "host-managed zoned";
 566                 emulated = "";
 567                 break;
 568         case BLK_ZONED_HA:
 569                 model = "host-aware zoned";
 570                 emulated = "";
 571                 break;
 572         case BLK_ZONED_NONE:
 573                 model = "regular";
 574                 emulated = "emulated ";
 575                 break;
 576         default:
 577                 /* Just in case */
 578                 btrfs_err_in_rcu(fs_info, "zoned: unsupported model %d on %s",
 579                                  bdev_zoned_model(bdev),
 580                                  rcu_str_deref(device->name));
 581                 ret = -EOPNOTSUPP;
 582                 goto out_free_zone_info;
 583         }
 584
 585         btrfs_info_in_rcu(fs_info,
 586                 "%s block device %s, %u %szones of %llu bytes",
 587                 model, rcu_str_deref(device->name), zone_info->nr_zones,
 588                 emulated, zone_info->zone_size);
 589
 590         return 0;
 591
 592 out:
 593         kfree(zones);
 594 out_free_zone_info:
 595         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
 596
 597         return ret;
 598 }
 599
 600 void btrfs_destroy_dev_zone_info(struct btrfs_device *device)
 601 {
 602         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 603
 604         if (!zone_info)
 605                 return;
 606
 607         bitmap_free(zone_info->active_zones);
 608         bitmap_free(zone_info->seq_zones);
 609         bitmap_free(zone_info->empty_zones);
 610         vfree(zone_info->zone_cache);
 611         kfree(zone_info);
 612         device->zone_info = NULL;
 613 }
 614
 615 int btrfs_get_dev_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 616                        struct blk_zone *zone)
 617 {
 618         unsigned int nr_zones = 1;
 619         int ret;
 620
 621         ret = btrfs_get_dev_zones(device, pos, zone, &nr_zones);
 622         if (ret != 0 || !nr_zones)
 623                 return ret ? ret : -EIO;
 624
 625         return 0;
 626 }
 627
 628 int btrfs_check_zoned_mode(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 629 {
 630         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
 631         struct btrfs_device *device;
 632         u64 zoned_devices = 0;
 633         u64 nr_devices = 0;
 634         u64 zone_size = 0;
 635         const bool incompat_zoned = btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED);
 636         int ret = 0;
 637
 638         /* Count zoned devices */
 639         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
 640                 enum blk_zoned_model model;
 641
 642                 if (!device->bdev)
 643                         continue;
 644
 645                 model = bdev_zoned_model(device->bdev);
 646                 /*
 647                  * A Host-Managed zoned device must be used as a zoned device.
 648                  * A Host-Aware zoned device and a non-zoned devices can be
 649                  * treated as a zoned device, if ZONED flag is enabled in the
 650                  * superblock.
 651                  */
 652                 if (model == BLK_ZONED_HM ||
 653                     (model == BLK_ZONED_HA && incompat_zoned) ||
 654                     (model == BLK_ZONED_NONE && incompat_zoned)) {
 655                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
 656
 657                         zone_info = device->zone_info;
 658                         zoned_devices++;
 659                         if (!zone_size) {
 660                                 zone_size = zone_info->zone_size;
 661                         } else if (zone_info->zone_size != zone_size) {
 662                                 btrfs_err(fs_info,
 663                 "zoned: unequal block device zone sizes: have %llu found %llu",
 664                                           device->zone_info->zone_size,
 665                                           zone_size);
 666                                 ret = -EINVAL;
 667                                 goto out;
 668                         }
 669                 }
 670                 nr_devices++;
 671         }
 672
 673         if (!zoned_devices && !incompat_zoned)
 674                 goto out;
 675
 676         if (!zoned_devices && incompat_zoned) {
 677                 /* No zoned block device found on ZONED filesystem */
 678                 btrfs_err(fs_info,
 679                           "zoned: no zoned devices found on a zoned filesystem");
 680                 ret = -EINVAL;
 681                 goto out;
 682         }
 683
 684         if (zoned_devices && !incompat_zoned) {
 685                 btrfs_err(fs_info,
 686                           "zoned: mode not enabled but zoned device found");
 687                 ret = -EINVAL;
 688                 goto out;
 689         }
 690
 691         if (zoned_devices != nr_devices) {
 692                 btrfs_err(fs_info,
 693                           "zoned: cannot mix zoned and regular devices");
 694                 ret = -EINVAL;
 695                 goto out;
 696         }
 697
 698         /*
 699          * stripe_size is always aligned to BTRFS_STRIPE_LEN in
 700          * btrfs_create_chunk(). Since we want stripe_len == zone_size,
 701          * check the alignment here.
 702          */
 703         if (!IS_ALIGNED(zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN)) {
 704                 btrfs_err(fs_info,
 705                           "zoned: zone size %llu not aligned to stripe %u",
 706                           zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
 707                 ret = -EINVAL;
 708                 goto out;
 709         }
 710
 711         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, MIXED_GROUPS)) {
 712                 btrfs_err(fs_info, "zoned: mixed block groups not supported");
 713                 ret = -EINVAL;
 714                 goto out;
 715         }
 716
 717         fs_info->zone_size = zone_size;
 718         fs_info->fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED;
 719
 720         /*
 721          * Check mount options here, because we might change fs_info->zoned
 722          * from fs_info->zone_size.
 723          */
 724         ret = btrfs_check_mountopts_zoned(fs_info);
 725         if (ret)
 726                 goto out;
 727
 728         btrfs_info(fs_info, "zoned mode enabled with zone size %llu", zone_size);
 729 out:
 730         return ret;
 731 }
 732
 733 int btrfs_check_mountopts_zoned(struct btrfs_fs_info *info)
 734 {
 735         if (!btrfs_is_zoned(info))
 736                 return 0;
 737
 738         /*
 739          * Space cache writing is not COWed. Disable that to avoid write errors
 740          * in sequential zones.
 741          */
 742         if (btrfs_test_opt(info, SPACE_CACHE)) {
 743                 btrfs_err(info, "zoned: space cache v1 is not supported");
 744                 return -EINVAL;
 745         }
 746
 747         if (btrfs_test_opt(info, NODATACOW)) {
 748                 btrfs_err(info, "zoned: NODATACOW not supported");
 749                 return -EINVAL;
 750         }
 751
 752         return 0;
 753 }
 754
 755 static int sb_log_location(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
 756                            int rw, u64 *bytenr_ret)
 757 {
 758         u64 wp;
 759         int ret;
 760
 761         if (zones[0].type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
 762                 *bytenr_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
 763                 return 0;
 764         }
 765
 766         ret = sb_write_pointer(bdev, zones, &wp);
 767         if (ret != -ENOENT && ret < 0)
 768                 return ret;
 769
 770         if (rw == WRITE) {
 771                 struct blk_zone *reset = NULL;
 772
 773                 if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
 774                         reset = &zones[0];
 775                 else if (wp == zones[1].start << SECTOR_SHIFT)
 776                         reset = &zones[1];
 777
 778                 if (reset && reset->cond != BLK_ZONE_COND_EMPTY) {
 779                         ASSERT(sb_zone_is_full(reset));
 780
 781                         ret = blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
 782                                                reset->start, reset->len,
 783                                                GFP_NOFS);
 784                         if (ret)
 785                                 return ret;
 786
 787                         reset->cond = BLK_ZONE_COND_EMPTY;
 788                         reset->wp = reset->start;
 789                 }
 790         } else if (ret != -ENOENT) {
 791                 /*
 792                  * For READ, we want the previous one. Move write pointer to
 793                  * the end of a zone, if it is at the head of a zone.
 794                  */
 795                 u64 zone_end = 0;
 796
 797                 if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
 798                         zone_end = zones[1].start + zones[1].capacity;
 799                 else if (wp == zones[1].start << SECTOR_SHIFT)
 800                         zone_end = zones[0].start + zones[0].capacity;
 801                 if (zone_end)
 802                         wp = ALIGN_DOWN(zone_end << SECTOR_SHIFT,
 803                                         BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
 804
 805                 wp -= BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;
 806         }
 807
 808         *bytenr_ret = wp;
 809         return 0;
 810
 811 }
 812
 813 int btrfs_sb_log_location_bdev(struct block_device *bdev, int mirror, int rw,
 814                                u64 *bytenr_ret)
 815 {
 816         struct blk_zone zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 817         sector_t zone_sectors;
 818         u32 sb_zone;
 819         int ret;
 820         u8 zone_sectors_shift;
 821         sector_t nr_sectors;
 822         u32 nr_zones;
 823
 824         if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
 825                 *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 826                 return 0;
 827         }
 828
 829         ASSERT(rw == READ || rw == WRITE);
 830
 831         zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 832         if (!is_power_of_2(zone_sectors))
 833                 return -EINVAL;
 834         zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 835         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 836         nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;
 837
 838         sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 839         if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
 840                 return -ENOENT;
 841
 842         ret = blkdev_report_zones(bdev, zone_start_sector(sb_zone, bdev),
 843                                   BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, copy_zone_info_cb,
 844                                   zones);
 845         if (ret < 0)
 846                 return ret;
 847         if (ret != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES)
 848                 return -EIO;
 849
 850         return sb_log_location(bdev, zones, rw, bytenr_ret);
 851 }
 852
 853 int btrfs_sb_log_location(struct btrfs_device *device, int mirror, int rw,
 854                           u64 *bytenr_ret)
 855 {
 856         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 857         u32 zone_num;
 858
 859         /*
 860          * For a zoned filesystem on a non-zoned block device, use the same
 861          * super block locations as regular filesystem. Doing so, the super
 862          * block can always be retrieved and the zoned flag of the volume
 863          * detected from the super block information.
 864          */
 865         if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 866                 *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 867                 return 0;
 868         }
 869
 870         zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 871         if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
 872                 return -ENOENT;
 873
 874         return sb_log_location(device->bdev,
 875                                &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror],
 876                                rw, bytenr_ret);
 877 }
 878
 879 static inline bool is_sb_log_zone(struct btrfs_zoned_device_info *zinfo,
 880                                   int mirror)
 881 {
 882         u32 zone_num;
 883
 884         if (!zinfo)
 885                 return false;
 886
 887         zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 888         if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
 889                 return false;
 890
 891         if (!test_bit(zone_num, zinfo->seq_zones))
 892                 return false;
 893
 894         return true;
 895 }
 896
 897 int btrfs_advance_sb_log(struct btrfs_device *device, int mirror)
 898 {
 899         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 900         struct blk_zone *zone;
 901         int i;
 902
 903         if (!is_sb_log_zone(zinfo, mirror))
 904                 return 0;
 905
 906         zone = &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror];
 907         for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
 908                 /* Advance the next zone */
 909                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL) {
 910                         zone++;
 911                         continue;
 912                 }
 913
 914                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
 915                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN;
 916
 917                 zone->wp += SUPER_INFO_SECTORS;
 918
 919                 if (sb_zone_is_full(zone)) {
 920                         /*
 921                          * No room left to write new superblock. Since
 922                          * superblock is written with REQ_SYNC, it is safe to
 923                          * finish the zone now.
 924                          *
 925                          * If the write pointer is exactly at the capacity,
 926                          * explicit ZONE_FINISH is not necessary.
 927                          */
 928                         if (zone->wp != zone->start + zone->capacity) {
 929                                 int ret;
 930
 931                                 ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev,
 932                                                 REQ_OP_ZONE_FINISH, zone->start,
 933                                                 zone->len, GFP_NOFS);
 934                                 if (ret)
 935                                         return ret;
 936                         }
 937
 938                         zone->wp = zone->start + zone->len;
 939                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_FULL;
 940                 }
 941                 return 0;
 942         }
 943
 944         /* All the zones are FULL. Should not reach here. */
 945         ASSERT(0);
 946         return -EIO;
 947 }
 948
 949 int btrfs_reset_sb_log_zones(struct block_device *bdev, int mirror)
 950 {
 951         sector_t zone_sectors;
 952         sector_t nr_sectors;
 953         u8 zone_sectors_shift;
 954         u32 sb_zone;
 955         u32 nr_zones;
 956
 957         zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 958         zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 959         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 960         nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;
 961
 962         sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 963         if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
 964                 return -ENOENT;
 965
 966         return blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
 967                                 zone_start_sector(sb_zone, bdev),
 968                                 zone_sectors * BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, GFP_NOFS);
 969 }
 970
 971 /**
 972  * btrfs_find_allocatable_zones - find allocatable zones within a given region
 973  *
 974  * @device:     the device to allocate a region on
 975  * @hole_start: the position of the hole to allocate the region
 976  * @num_bytes:  size of wanted region
 977  * @hole_end:   the end of the hole
 978  * @return:     position of allocatable zones
 979  *
 980  * Allocatable region should not contain any superblock locations.
 981  */
 982 u64 btrfs_find_allocatable_zones(struct btrfs_device *device, u64 hole_start,
 983                                  u64 hole_end, u64 num_bytes)
 984 {
 985         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 986         const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
 987         u64 nzones = num_bytes >> shift;
 988         u64 pos = hole_start;
 989         u64 begin, end;
 990         bool have_sb;
 991         int i;
 992
 993         ASSERT(IS_ALIGNED(hole_start, zinfo->zone_size));
 994         ASSERT(IS_ALIGNED(num_bytes, zinfo->zone_size));
 995
 996         while (pos < hole_end) {
 997                 begin = pos >> shift;
 998                 end = begin + nzones;
 999
1000                 if (end > zinfo->nr_zones)
1001                         return hole_end;
1002
1003                 /* Check if zones in the region are all empty */
1004                 if (btrfs_dev_is_sequential(device, pos) &&
1005                     find_next_zero_bit(zinfo->empty_zones, end, begin) != end) {
1006                         pos += zinfo->zone_size;
1007                         continue;
1008                 }
1009
1010                 have_sb = false;
1011                 for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
1012                         u32 sb_zone;
1013                         u64 sb_pos;
1014
1015                         sb_zone = sb_zone_number(shift, i);
1016                         if (!(end <= sb_zone ||
1017                               sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES <= begin)) {
1018                                 have_sb = true;
1019                                 pos = zone_start_physical(
1020                                         sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, zinfo);
1021                                 break;
1022                         }
1023
1024                         /* We also need to exclude regular superblock positions */
1025                         sb_pos = btrfs_sb_offset(i);
1026                         if (!(pos + num_bytes <= sb_pos ||
1027                               sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= pos)) {
1028                                 have_sb = true;
1029                                 pos = ALIGN(sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE,
1030                                             zinfo->zone_size);
1031                                 break;
1032                         }
1033                 }
1034                 if (!have_sb)
1035                         break;
1036         }
1037
1038         return pos;
1039 }
1040
1041 static bool btrfs_dev_set_active_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos)
1042 {
1043         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
1044         unsigned int zno = (pos >> zone_info->zone_size_shift);
1045
1046         /* We can use any number of zones */
1047         if (zone_info->max_active_zones == 0)
1048                 return true;
1049
1050         if (!test_bit(zno, zone_info->active_zones)) {
1051                 /* Active zone left? */
1052                 if (atomic_dec_if_positive(&zone_info->active_zones_left) < 0)
1053                         return false;
1054                 if (test_and_set_bit(zno, zone_info->active_zones)) {
1055                         /* Someone already set the bit */
1056                         atomic_inc(&zone_info->active_zones_left);
1057                 }
1058         }
1059
1060         return true;
1061 }
1062
1063 static void btrfs_dev_clear_active_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos)
1064 {
1065         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
1066         unsigned int zno = (pos >> zone_info->zone_size_shift);
1067
1068         /* We can use any number of zones */
1069         if (zone_info->max_active_zones == 0)
1070                 return;
1071
1072         if (test_and_clear_bit(zno, zone_info->active_zones))
1073                 atomic_inc(&zone_info->active_zones_left);
1074 }
1075
1076 int btrfs_reset_device_zone(struct btrfs_device *device, u64 physical,
1077                             u64 length, u64 *bytes)
1078 {
1079         int ret;
1080
1081         *bytes = 0;
1082         ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
1083                                physical >> SECTOR_SHIFT, length >> SECTOR_SHIFT,
1084                                GFP_NOFS);
1085         if (ret)
1086                 return ret;
1087
1088         *bytes = length;
1089         while (length) {
1090                 btrfs_dev_set_zone_empty(device, physical);
1091                 btrfs_dev_clear_active_zone(device, physical);
1092                 physical += device->zone_info->zone_size;
1093                 length -= device->zone_info->zone_size;
1094         }
1095
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 int btrfs_ensure_empty_zones(struct btrfs_device *device, u64 start, u64 size)
1100 {
1101         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
1102         const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
1103         unsigned long begin = start >> shift;
1104         unsigned long end = (start + size) >> shift;
1105         u64 pos;
1106         int ret;
1107
1108         ASSERT(IS_ALIGNED(start, zinfo->zone_size));
1109         ASSERT(IS_ALIGNED(size, zinfo->zone_size));
1110
1111         if (end > zinfo->nr_zones)
1112                 return -ERANGE;
1113
1114         /* All the zones are conventional */
1115         if (find_next_bit(zinfo->seq_zones, begin, end) == end)
1116                 return 0;
1117
1118         /* All the zones are sequential and empty */
1119         if (find_next_zero_bit(zinfo->seq_zones, begin, end) == end &&
1120             find_next_zero_bit(zinfo->empty_zones, begin, end) == end)
1121                 return 0;
1122
1123         for (pos = start; pos < start + size; pos += zinfo->zone_size) {
1124                 u64 reset_bytes;
1125
1126                 if (!btrfs_dev_is_sequential(device, pos) ||
1127                     btrfs_dev_is_empty_zone(device, pos))
1128                         continue;
1129
1130                 /* Free regions should be empty */
1131                 btrfs_warn_in_rcu(
1132                         device->fs_info,
1133                 "zoned: resetting device %s (devid %llu) zone %llu for allocation",
1134                         rcu_str_deref(device->name), device->devid, pos >> shift);
1135                 WARN_ON_ONCE(1);
1136
1137                 ret = btrfs_reset_device_zone(device, pos, zinfo->zone_size,
1138                                               &reset_bytes);
1139                 if (ret)
1140                         return ret;
1141         }
1142
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Calculate an allocation pointer from the extent allocation information
1148  * for a block group consist of conventional zones. It is pointed to the
1149  * end of the highest addressed extent in the block group as an allocation
1150  * offset.
1151  */
1152 static int calculate_alloc_pointer(struct btrfs_block_group *cache,
1153                                    u64 *offset_ret)
1154 {
1155         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
1156         struct btrfs_root *root;
1157         struct btrfs_path *path;
1158         struct btrfs_key key;
1159         struct btrfs_key found_key;
1160         int ret;
1161         u64 length;
1162
1163         path = btrfs_alloc_path();
1164         if (!path)
1165                 return -ENOMEM;
1166
1167         key.objectid = cache->start + cache->length;
1168         key.type = 0;
1169         key.offset = 0;
1170
1171         root = btrfs_extent_root(fs_info, key.objectid);
1172         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
1173         /* We should not find the exact match */
1174         if (!ret)
1175                 ret = -EUCLEAN;
1176         if (ret < 0)
1177                 goto out;
1178
1179         ret = btrfs_previous_extent_item(root, path, cache->start);
1180         if (ret) {
1181                 if (ret == 1) {
1182                         ret = 0;
1183                         *offset_ret = 0;
1184                 }
1185                 goto out;
1186         }
1187
1188         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key, path->slots[0]);
1189
1190         if (found_key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY)
1191                 length = found_key.offset;
1192         else
1193                 length = fs_info->nodesize;
1194
1195         if (!(found_key.objectid >= cache->start &&
1196                found_key.objectid + length <= cache->start + cache->length)) {
1197                 ret = -EUCLEAN;
1198                 goto out;
1199         }
1200         *offset_ret = found_key.objectid + length - cache->start;
1201         ret = 0;
1202
1203 out:
1204         btrfs_free_path(path);
1205         return ret;
1206 }
1207
1208 int btrfs_load_block_group_zone_info(struct btrfs_block_group *cache, bool new)
1209 {
1210         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
1211         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1212         struct extent_map *em;
1213         struct map_lookup *map;
1214         struct btrfs_device *device;
1215         u64 logical = cache->start;
1216         u64 length = cache->length;
1217         int ret;
1218         int i;
1219         unsigned int nofs_flag;
1220         u64 *alloc_offsets = NULL;
1221         u64 *caps = NULL;
1222         u64 *physical = NULL;
1223         unsigned long *active = NULL;
1224         u64 last_alloc = 0;
1225         u32 num_sequential = 0, num_conventional = 0;
1226
1227         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1228                 return 0;
1229
1230         /* Sanity check */
1231         if (!IS_ALIGNED(length, fs_info->zone_size)) {
1232                 btrfs_err(fs_info,
1233                 "zoned: block group %llu len %llu unaligned to zone size %llu",
1234                           logical, length, fs_info->zone_size);
1235                 return -EIO;
1236         }
1237
1238         /* Get the chunk mapping */
1239         read_lock(&em_tree->lock);
1240         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
1241         read_unlock(&em_tree->lock);
1242
1243         if (!em)
1244                 return -EINVAL;
1245
1246         map = em->map_lookup;
1247
1248         cache->physical_map = kmemdup(map, map_lookup_size(map->num_stripes), GFP_NOFS);
1249         if (!cache->physical_map) {
1250                 ret = -ENOMEM;
1251                 goto out;
1252         }
1253
1254         alloc_offsets = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*alloc_offsets), GFP_NOFS);
1255         if (!alloc_offsets) {
1256                 ret = -ENOMEM;
1257                 goto out;
1258         }
1259
1260         caps = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*caps), GFP_NOFS);
1261         if (!caps) {
1262                 ret = -ENOMEM;
1263                 goto out;
1264         }
1265
1266         physical = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*physical), GFP_NOFS);
1267         if (!physical) {
1268                 ret = -ENOMEM;
1269                 goto out;
1270         }
1271
1272         active = bitmap_zalloc(map->num_stripes, GFP_NOFS);
1273         if (!active) {
1274                 ret = -ENOMEM;
1275                 goto out;
1276         }
1277
1278         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1279                 bool is_sequential;
1280                 struct blk_zone zone;
1281                 struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
1282                 int dev_replace_is_ongoing = 0;
1283
1284                 device = map->stripes[i].dev;
1285                 physical[i] = map->stripes[i].physical;
1286
1287                 if (device->bdev == NULL) {
1288                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1289                         continue;
1290                 }
1291
1292                 is_sequential = btrfs_dev_is_sequential(device, physical[i]);
1293                 if (is_sequential)
1294                         num_sequential++;
1295                 else
1296                         num_conventional++;
1297
1298                 if (!is_sequential) {
1299                         alloc_offsets[i] = WP_CONVENTIONAL;
1300                         continue;
1301                 }
1302
1303                 /*
1304                  * This zone will be used for allocation, so mark this zone
1305                  * non-empty.
1306                  */
1307                 btrfs_dev_clear_zone_empty(device, physical[i]);
1308
1309                 down_read(&dev_replace->rwsem);
1310                 dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
1311                 if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL)
1312                         btrfs_dev_clear_zone_empty(dev_replace->tgtdev, physical[i]);
1313                 up_read(&dev_replace->rwsem);
1314
1315                 /*
1316                  * The group is mapped to a sequential zone. Get the zone write
1317                  * pointer to determine the allocation offset within the zone.
1318                  */
1319                 WARN_ON(!IS_ALIGNED(physical[i], fs_info->zone_size));
1320                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1321                 ret = btrfs_get_dev_zone(device, physical[i], &zone);
1322                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1323                 if (ret == -EIO || ret == -EOPNOTSUPP) {
1324                         ret = 0;
1325                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1326                         continue;
1327                 } else if (ret) {
1328                         goto out;
1329                 }
1330
1331                 if (zone.type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
1332                         btrfs_err_in_rcu(fs_info,
1333         "zoned: unexpected conventional zone %llu on device %s (devid %llu)",
1334                                 zone.start << SECTOR_SHIFT,
1335                                 rcu_str_deref(device->name), device->devid);
1336                         ret = -EIO;
1337                         goto out;
1338                 }
1339
1340                 caps[i] = (zone.capacity << SECTOR_SHIFT);
1341
1342                 switch (zone.cond) {
1343                 case BLK_ZONE_COND_OFFLINE:
1344                 case BLK_ZONE_COND_READONLY:
1345                         btrfs_err(fs_info,
1346                 "zoned: offline/readonly zone %llu on device %s (devid %llu)",
1347                                   physical[i] >> device->zone_info->zone_size_shift,
1348                                   rcu_str_deref(device->name), device->devid);
1349                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1350                         break;
1351                 case BLK_ZONE_COND_EMPTY:
1352                         alloc_offsets[i] = 0;
1353                         break;
1354                 case BLK_ZONE_COND_FULL:
1355                         alloc_offsets[i] = caps[i];
1356                         break;
1357                 default:
1358                         /* Partially used zone */
1359                         alloc_offsets[i] =
1360                                         ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);
1361                         __set_bit(i, active);
1362                         break;
1363                 }
1364
1365                 /*
1366                  * Consider a zone as active if we can allow any number of
1367                  * active zones.
1368                  */
1369                 if (!device->zone_info->max_active_zones)
1370                         __set_bit(i, active);
1371         }
1372
1373         if (num_sequential > 0)
1374                 cache->seq_zone = true;
1375
1376         if (num_conventional > 0) {
1377                 /*
1378                  * Avoid calling calculate_alloc_pointer() for new BG. It
1379                  * is no use for new BG. It must be always 0.
1380                  *
1381                  * Also, we have a lock chain of extent buffer lock ->
1382                  * chunk mutex.  For new BG, this function is called from
1383                  * btrfs_make_block_group() which is already taking the
1384                  * chunk mutex. Thus, we cannot call
1385                  * calculate_alloc_pointer() which takes extent buffer
1386                  * locks to avoid deadlock.
1387                  */
1388
1389                 /* Zone capacity is always zone size in emulation */
1390                 cache->zone_capacity = cache->length;
1391                 if (new) {
1392                         cache->alloc_offset = 0;
1393                         goto out;
1394                 }
1395                 ret = calculate_alloc_pointer(cache, &last_alloc);
1396                 if (ret || map->num_stripes == num_conventional) {
1397                         if (!ret)
1398                                 cache->alloc_offset = last_alloc;
1399                         else
1400                                 btrfs_err(fs_info,
1401                         "zoned: failed to determine allocation offset of bg %llu",
1402                                           cache->start);
1403                         goto out;
1404                 }
1405         }
1406
1407         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
1408         case 0: /* single */
1409                 if (alloc_offsets[0] == WP_MISSING_DEV) {
1410                         btrfs_err(fs_info,
1411                         "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
1412                                 physical[0]);
1413                         ret = -EIO;
1414                         goto out;
1415                 }
1416                 cache->alloc_offset = alloc_offsets[0];
1417                 cache->zone_capacity = caps[0];
1418                 cache->zone_is_active = test_bit(0, active);
1419                 break;
1420         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
1421                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
1422                         btrfs_err(fs_info, "zoned: profile DUP not yet supported on data bg");
1423                         ret = -EINVAL;
1424                         goto out;
1425                 }
1426                 if (alloc_offsets[0] == WP_MISSING_DEV) {
1427                         btrfs_err(fs_info,
1428                         "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
1429                                 physical[0]);
1430                         ret = -EIO;
1431                         goto out;
1432                 }
1433                 if (alloc_offsets[1] == WP_MISSING_DEV) {
1434                         btrfs_err(fs_info,
1435                         "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
1436                                 physical[1]);
1437                         ret = -EIO;
1438                         goto out;
1439                 }
1440                 if (alloc_offsets[0] != alloc_offsets[1]) {
1441                         btrfs_err(fs_info,
1442                         "zoned: write pointer offset mismatch of zones in DUP profile");
1443                         ret = -EIO;
1444                         goto out;
1445                 }
1446                 if (test_bit(0, active) != test_bit(1, active)) {
1447                         if (!btrfs_zone_activate(cache)) {
1448                                 ret = -EIO;
1449                                 goto out;
1450                         }
1451                 } else {
1452                         cache->zone_is_active = test_bit(0, active);
1453                 }
1454                 cache->alloc_offset = alloc_offsets[0];
1455                 cache->zone_capacity = min(caps[0], caps[1]);
1456                 break;
1457         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
1458         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
1459         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
1460         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
1461         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
1462                 /* non-single profiles are not supported yet */
1463         default:
1464                 btrfs_err(fs_info, "zoned: profile %s not yet supported",
1465                           btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
1466                 ret = -EINVAL;
1467                 goto out;
1468         }
1469
1470         if (cache->zone_is_active) {
1471                 btrfs_get_block_group(cache);
1472                 spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1473                 list_add_tail(&cache->active_bg_list, &fs_info->zone_active_bgs);
1474                 spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1475         }
1476
1477 out:
1478         if (cache->alloc_offset > fs_info->zone_size) {
1479                 btrfs_err(fs_info,
1480                         "zoned: invalid write pointer %llu in block group %llu",
1481                         cache->alloc_offset, cache->start);
1482                 ret = -EIO;
1483         }
1484
1485         if (cache->alloc_offset > cache->zone_capacity) {
1486                 btrfs_err(fs_info,
1487 "zoned: invalid write pointer %llu (larger than zone capacity %llu) in block group %llu",
1488                           cache->alloc_offset, cache->zone_capacity,
1489                           cache->start);
1490                 ret = -EIO;
1491         }
1492
1493         /* An extent is allocated after the write pointer */
1494         if (!ret && num_conventional && last_alloc > cache->alloc_offset) {
1495                 btrfs_err(fs_info,
1496                           "zoned: got wrong write pointer in BG %llu: %llu > %llu",
1497                           logical, last_alloc, cache->alloc_offset);
1498                 ret = -EIO;
1499         }
1500
1501         if (!ret)
1502                 cache->meta_write_pointer = cache->alloc_offset + cache->start;
1503
1504         if (ret) {
1505                 kfree(cache->physical_map);
1506                 cache->physical_map = NULL;
1507         }
1508         bitmap_free(active);
1509         kfree(physical);
1510         kfree(caps);
1511         kfree(alloc_offsets);
1512         free_extent_map(em);
1513
1514         return ret;
1515 }
1516
1517 void btrfs_calc_zone_unusable(struct btrfs_block_group *cache)
1518 {
1519         u64 unusable, free;
1520
1521         if (!btrfs_is_zoned(cache->fs_info))
1522                 return;
1523
1524         WARN_ON(cache->bytes_super != 0);
1525         unusable = (cache->alloc_offset - cache->used) +
1526                    (cache->length - cache->zone_capacity);
1527         free = cache->zone_capacity - cache->alloc_offset;
1528
1529         /* We only need ->free_space in ALLOC_SEQ block groups */
1530         cache->last_byte_to_unpin = (u64)-1;
1531         cache->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
1532         cache->free_space_ctl->free_space = free;
1533         cache->zone_unusable = unusable;
1534 }
1535
1536 void btrfs_redirty_list_add(struct btrfs_transaction *trans,
1537                             struct extent_buffer *eb)
1538 {
1539         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1540
1541         if (!btrfs_is_zoned(fs_info) ||
1542             btrfs_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN) ||
1543             !list_empty(&eb->release_list))
1544                 return;
1545
1546         set_extent_buffer_dirty(eb);
1547         set_extent_bits_nowait(&trans->dirty_pages, eb->start,
1548                                eb->start + eb->len - 1, EXTENT_DIRTY);
1549         memzero_extent_buffer(eb, 0, eb->len);
1550         set_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags);
1551
1552         spin_lock(&trans->releasing_ebs_lock);
1553         list_add_tail(&eb->release_list, &trans->releasing_ebs);
1554         spin_unlock(&trans->releasing_ebs_lock);
1555         atomic_inc(&eb->refs);
1556 }
1557
1558 void btrfs_free_redirty_list(struct btrfs_transaction *trans)
1559 {
1560         spin_lock(&trans->releasing_ebs_lock);
1561         while (!list_empty(&trans->releasing_ebs)) {
1562                 struct extent_buffer *eb;
1563
1564                 eb = list_first_entry(&trans->releasing_ebs,
1565                                       struct extent_buffer, release_list);
1566                 list_del_init(&eb->release_list);
1567                 free_extent_buffer(eb);
1568         }
1569         spin_unlock(&trans->releasing_ebs_lock);
1570 }
1571
1572 bool btrfs_use_zone_append(struct btrfs_inode *inode, u64 start)
1573 {
1574         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1575         struct btrfs_block_group *cache;
1576         bool ret = false;
1577
1578         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1579                 return false;
1580
1581         if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode))
1582                 return false;
1583
1584         /*
1585          * Using REQ_OP_ZONE_APPNED for relocation can break assumptions on the
1586          * extent layout the relocation code has.
1587          * Furthermore we have set aside own block-group from which only the
1588          * relocation "process" can allocate and make sure only one process at a
1589          * time can add pages to an extent that gets relocated, so it's safe to
1590          * use regular REQ_OP_WRITE for this special case.
1591          */
1592         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root))
1593                 return false;
1594
1595         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
1596         ASSERT(cache);
1597         if (!cache)
1598                 return false;
1599
1600         ret = cache->seq_zone;
1601         btrfs_put_block_group(cache);
1602
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 void btrfs_record_physical_zoned(struct inode *inode, u64 file_offset,
1607                                  struct bio *bio)
1608 {
1609         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1610         const u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
1611
1612         if (bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND)
1613                 return;
1614
1615         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(BTRFS_I(inode), file_offset);
1616         if (WARN_ON(!ordered))
1617                 return;
1618
1619         ordered->physical = physical;
1620         ordered->bdev = bio->bi_bdev;
1621
1622         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1623 }
1624
1625 void btrfs_rewrite_logical_zoned(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
1626 {
1627         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered->inode);
1628         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1629         struct extent_map_tree *em_tree;
1630         struct extent_map *em;
1631         struct btrfs_ordered_sum *sum;
1632         u64 orig_logical = ordered->disk_bytenr;
1633         u64 *logical = NULL;
1634         int nr, stripe_len;
1635
1636         /* Zoned devices should not have partitions. So, we can assume it is 0 */
1637         ASSERT(!bdev_is_partition(ordered->bdev));
1638         if (WARN_ON(!ordered->bdev))
1639                 return;
1640
1641         if (WARN_ON(btrfs_rmap_block(fs_info, orig_logical, ordered->bdev,
1642                                      ordered->physical, &logical, &nr,
1643                                      &stripe_len)))
1644                 goto out;
1645
1646         WARN_ON(nr != 1);
1647
1648         if (orig_logical == *logical)
1649                 goto out;
1650
1651         ordered->disk_bytenr = *logical;
1652
1653         em_tree = &inode->extent_tree;
1654         write_lock(&em_tree->lock);
1655         em = search_extent_mapping(em_tree, ordered->file_offset,
1656                                    ordered->num_bytes);
1657         em->block_start = *logical;
1658         free_extent_map(em);
1659         write_unlock(&em_tree->lock);
1660
1661         list_for_each_entry(sum, &ordered->list, list) {
1662                 if (*logical < orig_logical)
1663                         sum->bytenr -= orig_logical - *logical;
1664                 else
1665                         sum->bytenr += *logical - orig_logical;
1666         }
1667
1668 out:
1669         kfree(logical);
1670 }
1671
1672 bool btrfs_check_meta_write_pointer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1673                                     struct extent_buffer *eb,
1674                                     struct btrfs_block_group **cache_ret)
1675 {
1676         struct btrfs_block_group *cache;
1677         bool ret = true;
1678
1679         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1680                 return true;
1681
1682         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, eb->start);
1683         if (!cache)
1684                 return true;
1685
1686         if (cache->meta_write_pointer != eb->start) {
1687                 btrfs_put_block_group(cache);
1688                 cache = NULL;
1689                 ret = false;
1690         } else {
1691                 cache->meta_write_pointer = eb->start + eb->len;
1692         }
1693
1694         *cache_ret = cache;
1695
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 void btrfs_revert_meta_write_pointer(struct btrfs_block_group *cache,
1700                                      struct extent_buffer *eb)
1701 {
1702         if (!btrfs_is_zoned(eb->fs_info) || !cache)
1703                 return;
1704
1705         ASSERT(cache->meta_write_pointer == eb->start + eb->len);
1706         cache->meta_write_pointer = eb->start;
1707 }
1708
1709 int btrfs_zoned_issue_zeroout(struct btrfs_device *device, u64 physical, u64 length)
1710 {
1711         if (!btrfs_dev_is_sequential(device, physical))
1712                 return -EOPNOTSUPP;
1713
1714         return blkdev_issue_zeroout(device->bdev, physical >> SECTOR_SHIFT,
1715                                     length >> SECTOR_SHIFT, GFP_NOFS, 0);
1716 }
1717
1718 static int read_zone_info(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
1719                           struct blk_zone *zone)
1720 {
1721         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
1722         u64 mapped_length = PAGE_SIZE;
1723         unsigned int nofs_flag;
1724         int nmirrors;
1725         int i, ret;
1726
1727         ret = btrfs_map_sblock(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS, logical,
1728                                &mapped_length, &bioc);
1729         if (ret || !bioc || mapped_length < PAGE_SIZE) {
1730                 btrfs_put_bioc(bioc);
1731                 return -EIO;
1732         }
1733
1734         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
1735                 return -EINVAL;
1736
1737         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1738         nmirrors = (int)bioc->num_stripes;
1739         for (i = 0; i < nmirrors; i++) {
1740                 u64 physical = bioc->stripes[i].physical;
1741                 struct btrfs_device *dev = bioc->stripes[i].dev;
1742
1743                 /* Missing device */
1744                 if (!dev->bdev)
1745                         continue;
1746
1747                 ret = btrfs_get_dev_zone(dev, physical, zone);
1748                 /* Failing device */
1749                 if (ret == -EIO || ret == -EOPNOTSUPP)
1750                         continue;
1751                 break;
1752         }
1753         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1754
1755         return ret;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Synchronize write pointer in a zone at @physical_start on @tgt_dev, by
1760  * filling zeros between @physical_pos to a write pointer of dev-replace
1761  * source device.
1762  */
1763 int btrfs_sync_zone_write_pointer(struct btrfs_device *tgt_dev, u64 logical,
1764                                     u64 physical_start, u64 physical_pos)
1765 {
1766         struct btrfs_fs_info *fs_info = tgt_dev->fs_info;
1767         struct blk_zone zone;
1768         u64 length;
1769         u64 wp;
1770         int ret;
1771
1772         if (!btrfs_dev_is_sequential(tgt_dev, physical_pos))
1773                 return 0;
1774
1775         ret = read_zone_info(fs_info, logical, &zone);
1776         if (ret)
1777                 return ret;
1778
1779         wp = physical_start + ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);
1780
1781         if (physical_pos == wp)
1782                 return 0;
1783
1784         if (physical_pos > wp)
1785                 return -EUCLEAN;
1786
1787         length = wp - physical_pos;
1788         return btrfs_zoned_issue_zeroout(tgt_dev, physical_pos, length);
1789 }
1790
1791 struct btrfs_device *btrfs_zoned_get_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1792                                             u64 logical, u64 length)
1793 {
1794         struct btrfs_device *device;
1795         struct extent_map *em;
1796         struct map_lookup *map;
1797
1798         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
1799         if (IS_ERR(em))
1800                 return ERR_CAST(em);
1801
1802         map = em->map_lookup;
1803         /* We only support single profile for now */
1804         device = map->stripes[0].dev;
1805
1806         free_extent_map(em);
1807
1808         return device;
1809 }
1810
1811 /**
1812  * Activate block group and underlying device zones
1813  *
1814  * @block_group: the block group to activate
1815  *
1816  * Return: true on success, false otherwise
1817  */
1818 bool btrfs_zone_activate(struct btrfs_block_group *block_group)
1819 {
1820         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
1821         struct map_lookup *map;
1822         struct btrfs_device *device;
1823         u64 physical;
1824         bool ret;
1825         int i;
1826
1827         if (!btrfs_is_zoned(block_group->fs_info))
1828                 return true;
1829
1830         map = block_group->physical_map;
1831
1832         spin_lock(&block_group->lock);
1833         if (block_group->zone_is_active) {
1834                 ret = true;
1835                 goto out_unlock;
1836         }
1837
1838         /* No space left */
1839         if (btrfs_zoned_bg_is_full(block_group)) {
1840                 ret = false;
1841                 goto out_unlock;
1842         }
1843
1844         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1845                 device = map->stripes[i].dev;
1846                 physical = map->stripes[i].physical;
1847
1848                 if (device->zone_info->max_active_zones == 0)
1849                         continue;
1850
1851                 if (!btrfs_dev_set_active_zone(device, physical)) {
1852                         /* Cannot activate the zone */
1853                         ret = false;
1854                         goto out_unlock;
1855                 }
1856         }
1857
1858         /* Successfully activated all the zones */
1859         block_group->zone_is_active = 1;
1860         spin_unlock(&block_group->lock);
1861
1862         /* For the active block group list */
1863         btrfs_get_block_group(block_group);
1864
1865         spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1866         list_add_tail(&block_group->active_bg_list, &fs_info->zone_active_bgs);
1867         spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1868
1869         return true;
1870
1871 out_unlock:
1872         spin_unlock(&block_group->lock);
1873         return ret;
1874 }
1875
1876 static int do_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group, bool fully_written)
1877 {
1878         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
1879         struct map_lookup *map;
1880         bool need_zone_finish;
1881         int ret = 0;
1882         int i;
1883
1884         spin_lock(&block_group->lock);
1885         if (!block_group->zone_is_active) {
1886                 spin_unlock(&block_group->lock);
1887                 return 0;
1888         }
1889
1890         /* Check if we have unwritten allocated space */
1891         if ((block_group->flags &
1892              (BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA | BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)) &&
1893             block_group->alloc_offset > block_group->meta_write_pointer) {
1894                 spin_unlock(&block_group->lock);
1895                 return -EAGAIN;
1896         }
1897
1898         /*
1899          * If we are sure that the block group is full (= no more room left for
1900          * new allocation) and the IO for the last usable block is completed, we
1901          * don't need to wait for the other IOs. This holds because we ensure
1902          * the sequential IO submissions using the ZONE_APPEND command for data
1903          * and block_group->meta_write_pointer for metadata.
1904          */
1905         if (!fully_written) {
1906                 spin_unlock(&block_group->lock);
1907
1908                 ret = btrfs_inc_block_group_ro(block_group, false);
1909                 if (ret)
1910                         return ret;
1911
1912                 /* Ensure all writes in this block group finish */
1913                 btrfs_wait_block_group_reservations(block_group);
1914                 /* No need to wait for NOCOW writers. Zoned mode does not allow that */
1915                 btrfs_wait_ordered_roots(fs_info, U64_MAX, block_group->start,
1916                                          block_group->length);
1917
1918                 spin_lock(&block_group->lock);
1919
1920                 /*
1921                  * Bail out if someone already deactivated the block group, or
1922                  * allocated space is left in the block group.
1923                  */
1924                 if (!block_group->zone_is_active) {
1925                         spin_unlock(&block_group->lock);
1926                         btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1927                         return 0;
1928                 }
1929
1930                 if (block_group->reserved) {
1931                         spin_unlock(&block_group->lock);
1932                         btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1933                         return -EAGAIN;
1934                 }
1935         }
1936
1937         /*
1938          * The block group is not fully allocated, so not fully written yet. We
1939          * need to send ZONE_FINISH command to free up an active zone.
1940          */
1941         need_zone_finish = !btrfs_zoned_bg_is_full(block_group);
1942
1943         block_group->zone_is_active = 0;
1944         block_group->alloc_offset = block_group->zone_capacity;
1945         block_group->free_space_ctl->free_space = 0;
1946         btrfs_clear_treelog_bg(block_group);
1947         btrfs_clear_data_reloc_bg(block_group);
1948         spin_unlock(&block_group->lock);
1949
1950         map = block_group->physical_map;
1951         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1952                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
1953                 const u64 physical = map->stripes[i].physical;
1954
1955                 if (device->zone_info->max_active_zones == 0)
1956                         continue;
1957
1958                 if (need_zone_finish) {
1959                         ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev, REQ_OP_ZONE_FINISH,
1960                                                physical >> SECTOR_SHIFT,
1961                                                device->zone_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT,
1962                                                GFP_NOFS);
1963
1964                         if (ret)
1965                                 return ret;
1966                 }
1967
1968                 btrfs_dev_clear_active_zone(device, physical);
1969         }
1970
1971         if (!fully_written)
1972                 btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1973
1974         spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1975         ASSERT(!list_empty(&block_group->active_bg_list));
1976         list_del_init(&block_group->active_bg_list);
1977         spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1978
1979         /* For active_bg_list */
1980         btrfs_put_block_group(block_group);
1981
1982         return 0;
1983 }
1984
1985 int btrfs_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group)
1986 {
1987         if (!btrfs_is_zoned(block_group->fs_info))
1988                 return 0;
1989
1990         return do_zone_finish(block_group, false);
1991 }
1992
1993 bool btrfs_can_activate_zone(struct btrfs_fs_devices *fs_devices, u64 flags)
1994 {
1995         struct btrfs_fs_info *fs_info = fs_devices->fs_info;
1996         struct btrfs_device *device;
1997         bool ret = false;
1998
1999         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
2000                 return true;
2001
2002         /* Check if there is a device with active zones left */
2003         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2004         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
2005                 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
2006
2007                 if (!device->bdev)
2008                         continue;
2009
2010                 if (!zinfo->max_active_zones ||
2011                     atomic_read(&zinfo->active_zones_left)) {
2012                         ret = true;
2013                         break;
2014                 }
2015         }
2016         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2017
2018         return ret;
2019 }
2020
2021 void btrfs_zone_finish_endio(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 length)
2022 {
2023         struct btrfs_block_group *block_group;
2024         u64 min_alloc_bytes;
2025
2026         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
2027                 return;
2028
2029         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
2030         ASSERT(block_group);
2031
2032         /* No MIXED_BG on zoned btrfs. */
2033         if (block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
2034                 min_alloc_bytes = fs_info->sectorsize;
2035         else
2036                 min_alloc_bytes = fs_info->nodesize;
2037
2038         /* Bail out if we can allocate more data from this block group. */
2039         if (logical + length + min_alloc_bytes <=
2040             block_group->start + block_group->zone_capacity)
2041                 goto out;
2042
2043         do_zone_finish(block_group, true);
2044
2045 out:
2046         btrfs_put_block_group(block_group);
2047 }
2048
2049 void btrfs_clear_data_reloc_bg(struct btrfs_block_group *bg)
2050 {
2051         struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
2052
2053         spin_lock(&fs_info->relocation_bg_lock);
2054         if (fs_info->data_reloc_bg == bg->start)
2055                 fs_info->data_reloc_bg = 0;
2056         spin_unlock(&fs_info->relocation_bg_lock);
2057 }
2058
2059 void btrfs_free_zone_cache(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2060 {
2061         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2062         struct btrfs_device *device;
2063
2064         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
2065                 return;
2066
2067         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2068         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2069                 if (device->zone_info) {
2070                         vfree(device->zone_info->zone_cache);
2071                         device->zone_info->zone_cache = NULL;
2072                 }
2073         }
2074         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2075 }
2076
2077 bool btrfs_zoned_should_reclaim(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2078 {
2079         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2080         struct btrfs_device *device;
2081         u64 used = 0;
2082         u64 total = 0;
2083         u64 factor;
2084
2085         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
2086
2087         if (fs_info->bg_reclaim_threshold == 0)
2088                 return false;
2089
2090         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2091         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2092                 if (!device->bdev)
2093                         continue;
2094
2095                 total += device->disk_total_bytes;
2096                 used += device->bytes_used;
2097         }
2098         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2099
2100         factor = div64_u64(used * 100, total);
2101         return factor >= fs_info->bg_reclaim_threshold;
2102 }