Merge tag 'powerpc-5.16-5' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / block-group.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/list_sort.h>
4 #include "misc.h"
5 #include "ctree.h"
6 #include "block-group.h"
7 #include "space-info.h"
8 #include "disk-io.h"
9 #include "free-space-cache.h"
10 #include "free-space-tree.h"
11 #include "volumes.h"
12 #include "transaction.h"
13 #include "ref-verify.h"
14 #include "sysfs.h"
15 #include "tree-log.h"
16 #include "delalloc-space.h"
17 #include "discard.h"
18 #include "raid56.h"
19 #include "zoned.h"
20
21 /*
22  * Return target flags in extended format or 0 if restripe for this chunk_type
23  * is not in progress
24  *
25  * Should be called with balance_lock held
26  */
27 static u64 get_restripe_target(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 flags)
28 {
29         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
30         u64 target = 0;
31
32         if (!bctl)
33                 return 0;
34
35         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA &&
36             bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) {
37                 target = BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA | bctl->data.target;
38         } else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM &&
39                    bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) {
40                 target = BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM | bctl->sys.target;
41         } else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA &&
42                    bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) {
43                 target = BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA | bctl->meta.target;
44         }
45
46         return target;
47 }
48
49 /*
50  * @flags: available profiles in extended format (see ctree.h)
51  *
52  * Return reduced profile in chunk format.  If profile changing is in progress
53  * (either running or paused) picks the target profile (if it's already
54  * available), otherwise falls back to plain reducing.
55  */
56 static u64 btrfs_reduce_alloc_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 flags)
57 {
58         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
59         u64 target;
60         u64 raid_type;
61         u64 allowed = 0;
62
63         /*
64          * See if restripe for this chunk_type is in progress, if so try to
65          * reduce to the target profile
66          */
67         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
68         target = get_restripe_target(fs_info, flags);
69         if (target) {
70                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
71                 return extended_to_chunk(target);
72         }
73         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
74
75         /* First, mask out the RAID levels which aren't possible */
76         for (raid_type = 0; raid_type < BTRFS_NR_RAID_TYPES; raid_type++) {
77                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[raid_type].devs_min)
78                         allowed |= btrfs_raid_array[raid_type].bg_flag;
79         }
80         allowed &= flags;
81
82         if (allowed & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
83                 allowed = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6;
84         else if (allowed & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
85                 allowed = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5;
86         else if (allowed & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
87                 allowed = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10;
88         else if (allowed & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1)
89                 allowed = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1;
90         else if (allowed & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
91                 allowed = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0;
92
93         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK;
94
95         return extended_to_chunk(flags | allowed);
96 }
97
98 u64 btrfs_get_alloc_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 orig_flags)
99 {
100         unsigned seq;
101         u64 flags;
102
103         do {
104                 flags = orig_flags;
105                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
106
107                 if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
108                         flags |= fs_info->avail_data_alloc_bits;
109                 else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
110                         flags |= fs_info->avail_system_alloc_bits;
111                 else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
112                         flags |= fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
113         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
114
115         return btrfs_reduce_alloc_profile(fs_info, flags);
116 }
117
118 void btrfs_get_block_group(struct btrfs_block_group *cache)
119 {
120         refcount_inc(&cache->refs);
121 }
122
123 void btrfs_put_block_group(struct btrfs_block_group *cache)
124 {
125         if (refcount_dec_and_test(&cache->refs)) {
126                 WARN_ON(cache->pinned > 0);
127                 WARN_ON(cache->reserved > 0);
128
129                 /*
130                  * A block_group shouldn't be on the discard_list anymore.
131                  * Remove the block_group from the discard_list to prevent us
132                  * from causing a panic due to NULL pointer dereference.
133                  */
134                 if (WARN_ON(!list_empty(&cache->discard_list)))
135                         btrfs_discard_cancel_work(&cache->fs_info->discard_ctl,
136                                                   cache);
137
138                 /*
139                  * If not empty, someone is still holding mutex of
140                  * full_stripe_lock, which can only be released by caller.
141                  * And it will definitely cause use-after-free when caller
142                  * tries to release full stripe lock.
143                  *
144                  * No better way to resolve, but only to warn.
145                  */
146                 WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&cache->full_stripe_locks_root.root));
147                 kfree(cache->free_space_ctl);
148                 kfree(cache->physical_map);
149                 kfree(cache);
150         }
151 }
152
153 /*
154  * This adds the block group to the fs_info rb tree for the block group cache
155  */
156 static int btrfs_add_block_group_cache(struct btrfs_fs_info *info,
157                                        struct btrfs_block_group *block_group)
158 {
159         struct rb_node **p;
160         struct rb_node *parent = NULL;
161         struct btrfs_block_group *cache;
162
163         ASSERT(block_group->length != 0);
164
165         spin_lock(&info->block_group_cache_lock);
166         p = &info->block_group_cache_tree.rb_node;
167
168         while (*p) {
169                 parent = *p;
170                 cache = rb_entry(parent, struct btrfs_block_group, cache_node);
171                 if (block_group->start < cache->start) {
172                         p = &(*p)->rb_left;
173                 } else if (block_group->start > cache->start) {
174                         p = &(*p)->rb_right;
175                 } else {
176                         spin_unlock(&info->block_group_cache_lock);
177                         return -EEXIST;
178                 }
179         }
180
181         rb_link_node(&block_group->cache_node, parent, p);
182         rb_insert_color(&block_group->cache_node,
183                         &info->block_group_cache_tree);
184
185         if (info->first_logical_byte > block_group->start)
186                 info->first_logical_byte = block_group->start;
187
188         spin_unlock(&info->block_group_cache_lock);
189
190         return 0;
191 }
192
193 /*
194  * This will return the block group at or after bytenr if contains is 0, else
195  * it will return the block group that contains the bytenr
196  */
197 static struct btrfs_block_group *block_group_cache_tree_search(
198                 struct btrfs_fs_info *info, u64 bytenr, int contains)
199 {
200         struct btrfs_block_group *cache, *ret = NULL;
201         struct rb_node *n;
202         u64 end, start;
203
204         spin_lock(&info->block_group_cache_lock);
205         n = info->block_group_cache_tree.rb_node;
206
207         while (n) {
208                 cache = rb_entry(n, struct btrfs_block_group, cache_node);
209                 end = cache->start + cache->length - 1;
210                 start = cache->start;
211
212                 if (bytenr < start) {
213                         if (!contains && (!ret || start < ret->start))
214                                 ret = cache;
215                         n = n->rb_left;
216                 } else if (bytenr > start) {
217                         if (contains && bytenr <= end) {
218                                 ret = cache;
219                                 break;
220                         }
221                         n = n->rb_right;
222                 } else {
223                         ret = cache;
224                         break;
225                 }
226         }
227         if (ret) {
228                 btrfs_get_block_group(ret);
229                 if (bytenr == 0 && info->first_logical_byte > ret->start)
230                         info->first_logical_byte = ret->start;
231         }
232         spin_unlock(&info->block_group_cache_lock);
233
234         return ret;
235 }
236
237 /*
238  * Return the block group that starts at or after bytenr
239  */
240 struct btrfs_block_group *btrfs_lookup_first_block_group(
241                 struct btrfs_fs_info *info, u64 bytenr)
242 {
243         return block_group_cache_tree_search(info, bytenr, 0);
244 }
245
246 /*
247  * Return the block group that contains the given bytenr
248  */
249 struct btrfs_block_group *btrfs_lookup_block_group(
250                 struct btrfs_fs_info *info, u64 bytenr)
251 {
252         return block_group_cache_tree_search(info, bytenr, 1);
253 }
254
255 struct btrfs_block_group *btrfs_next_block_group(
256                 struct btrfs_block_group *cache)
257 {
258         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
259         struct rb_node *node;
260
261         spin_lock(&fs_info->block_group_cache_lock);
262
263         /* If our block group was removed, we need a full search. */
264         if (RB_EMPTY_NODE(&cache->cache_node)) {
265                 const u64 next_bytenr = cache->start + cache->length;
266
267                 spin_unlock(&fs_info->block_group_cache_lock);
268                 btrfs_put_block_group(cache);
269                 cache = btrfs_lookup_first_block_group(fs_info, next_bytenr); return cache;
270         }
271         node = rb_next(&cache->cache_node);
272         btrfs_put_block_group(cache);
273         if (node) {
274                 cache = rb_entry(node, struct btrfs_block_group, cache_node);
275                 btrfs_get_block_group(cache);
276         } else
277                 cache = NULL;
278         spin_unlock(&fs_info->block_group_cache_lock);
279         return cache;
280 }
281
282 bool btrfs_inc_nocow_writers(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
283 {
284         struct btrfs_block_group *bg;
285         bool ret = true;
286
287         bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
288         if (!bg)
289                 return false;
290
291         spin_lock(&bg->lock);
292         if (bg->ro)
293                 ret = false;
294         else
295                 atomic_inc(&bg->nocow_writers);
296         spin_unlock(&bg->lock);
297
298         /* No put on block group, done by btrfs_dec_nocow_writers */
299         if (!ret)
300                 btrfs_put_block_group(bg);
301
302         return ret;
303 }
304
305 void btrfs_dec_nocow_writers(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
306 {
307         struct btrfs_block_group *bg;
308
309         bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
310         ASSERT(bg);
311         if (atomic_dec_and_test(&bg->nocow_writers))
312                 wake_up_var(&bg->nocow_writers);
313         /*
314          * Once for our lookup and once for the lookup done by a previous call
315          * to btrfs_inc_nocow_writers()
316          */
317         btrfs_put_block_group(bg);
318         btrfs_put_block_group(bg);
319 }
320
321 void btrfs_wait_nocow_writers(struct btrfs_block_group *bg)
322 {
323         wait_var_event(&bg->nocow_writers, !atomic_read(&bg->nocow_writers));
324 }
325
326 void btrfs_dec_block_group_reservations(struct btrfs_fs_info *fs_info,
327                                         const u64 start)
328 {
329         struct btrfs_block_group *bg;
330
331         bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
332         ASSERT(bg);
333         if (atomic_dec_and_test(&bg->reservations))
334                 wake_up_var(&bg->reservations);
335         btrfs_put_block_group(bg);
336 }
337
338 void btrfs_wait_block_group_reservations(struct btrfs_block_group *bg)
339 {
340         struct btrfs_space_info *space_info = bg->space_info;
341
342         ASSERT(bg->ro);
343
344         if (!(bg->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
345                 return;
346
347         /*
348          * Our block group is read only but before we set it to read only,
349          * some task might have had allocated an extent from it already, but it
350          * has not yet created a respective ordered extent (and added it to a
351          * root's list of ordered extents).
352          * Therefore wait for any task currently allocating extents, since the
353          * block group's reservations counter is incremented while a read lock
354          * on the groups' semaphore is held and decremented after releasing
355          * the read access on that semaphore and creating the ordered extent.
356          */
357         down_write(&space_info->groups_sem);
358         up_write(&space_info->groups_sem);
359
360         wait_var_event(&bg->reservations, !atomic_read(&bg->reservations));
361 }
362
363 struct btrfs_caching_control *btrfs_get_caching_control(
364                 struct btrfs_block_group *cache)
365 {
366         struct btrfs_caching_control *ctl;
367
368         spin_lock(&cache->lock);
369         if (!cache->caching_ctl) {
370                 spin_unlock(&cache->lock);
371                 return NULL;
372         }
373
374         ctl = cache->caching_ctl;
375         refcount_inc(&ctl->count);
376         spin_unlock(&cache->lock);
377         return ctl;
378 }
379
380 void btrfs_put_caching_control(struct btrfs_caching_control *ctl)
381 {
382         if (refcount_dec_and_test(&ctl->count))
383                 kfree(ctl);
384 }
385
386 /*
387  * When we wait for progress in the block group caching, its because our
388  * allocation attempt failed at least once.  So, we must sleep and let some
389  * progress happen before we try again.
390  *
391  * This function will sleep at least once waiting for new free space to show
392  * up, and then it will check the block group free space numbers for our min
393  * num_bytes.  Another option is to have it go ahead and look in the rbtree for
394  * a free extent of a given size, but this is a good start.
395  *
396  * Callers of this must check if cache->cached == BTRFS_CACHE_ERROR before using
397  * any of the information in this block group.
398  */
399 void btrfs_wait_block_group_cache_progress(struct btrfs_block_group *cache,
400                                            u64 num_bytes)
401 {
402         struct btrfs_caching_control *caching_ctl;
403
404         caching_ctl = btrfs_get_caching_control(cache);
405         if (!caching_ctl)
406                 return;
407
408         wait_event(caching_ctl->wait, btrfs_block_group_done(cache) ||
409                    (cache->free_space_ctl->free_space >= num_bytes));
410
411         btrfs_put_caching_control(caching_ctl);
412 }
413
414 int btrfs_wait_block_group_cache_done(struct btrfs_block_group *cache)
415 {
416         struct btrfs_caching_control *caching_ctl;
417         int ret = 0;
418
419         caching_ctl = btrfs_get_caching_control(cache);
420         if (!caching_ctl)
421                 return (cache->cached == BTRFS_CACHE_ERROR) ? -EIO : 0;
422
423         wait_event(caching_ctl->wait, btrfs_block_group_done(cache));
424         if (cache->cached == BTRFS_CACHE_ERROR)
425                 ret = -EIO;
426         btrfs_put_caching_control(caching_ctl);
427         return ret;
428 }
429
430 static bool space_cache_v1_done(struct btrfs_block_group *cache)
431 {
432         bool ret;
433
434         spin_lock(&cache->lock);
435         ret = cache->cached != BTRFS_CACHE_FAST;
436         spin_unlock(&cache->lock);
437
438         return ret;
439 }
440
441 void btrfs_wait_space_cache_v1_finished(struct btrfs_block_group *cache,
442                                 struct btrfs_caching_control *caching_ctl)
443 {
444         wait_event(caching_ctl->wait, space_cache_v1_done(cache));
445 }
446
447 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
448 static void fragment_free_space(struct btrfs_block_group *block_group)
449 {
450         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
451         u64 start = block_group->start;
452         u64 len = block_group->length;
453         u64 chunk = block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA ?
454                 fs_info->nodesize : fs_info->sectorsize;
455         u64 step = chunk << 1;
456
457         while (len > chunk) {
458                 btrfs_remove_free_space(block_group, start, chunk);
459                 start += step;
460                 if (len < step)
461                         len = 0;
462                 else
463                         len -= step;
464         }
465 }
466 #endif
467
468 /*
469  * This is only called by btrfs_cache_block_group, since we could have freed
470  * extents we need to check the pinned_extents for any extents that can't be
471  * used yet since their free space will be released as soon as the transaction
472  * commits.
473  */
474 u64 add_new_free_space(struct btrfs_block_group *block_group, u64 start, u64 end)
475 {
476         struct btrfs_fs_info *info = block_group->fs_info;
477         u64 extent_start, extent_end, size, total_added = 0;
478         int ret;
479
480         while (start < end) {
481                 ret = find_first_extent_bit(&info->excluded_extents, start,
482                                             &extent_start, &extent_end,
483                                             EXTENT_DIRTY | EXTENT_UPTODATE,
484                                             NULL);
485                 if (ret)
486                         break;
487
488                 if (extent_start <= start) {
489                         start = extent_end + 1;
490                 } else if (extent_start > start && extent_start < end) {
491                         size = extent_start - start;
492                         total_added += size;
493                         ret = btrfs_add_free_space_async_trimmed(block_group,
494                                                                  start, size);
495                         BUG_ON(ret); /* -ENOMEM or logic error */
496                         start = extent_end + 1;
497                 } else {
498                         break;
499                 }
500         }
501
502         if (start < end) {
503                 size = end - start;
504                 total_added += size;
505                 ret = btrfs_add_free_space_async_trimmed(block_group, start,
506                                                          size);
507                 BUG_ON(ret); /* -ENOMEM or logic error */
508         }
509
510         return total_added;
511 }
512
513 static int load_extent_tree_free(struct btrfs_caching_control *caching_ctl)
514 {
515         struct btrfs_block_group *block_group = caching_ctl->block_group;
516         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
517         struct btrfs_root *extent_root = fs_info->extent_root;
518         struct btrfs_path *path;
519         struct extent_buffer *leaf;
520         struct btrfs_key key;
521         u64 total_found = 0;
522         u64 last = 0;
523         u32 nritems;
524         int ret;
525         bool wakeup = true;
526
527         path = btrfs_alloc_path();
528         if (!path)
529                 return -ENOMEM;
530
531         last = max_t(u64, block_group->start, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
532
533 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
534         /*
535          * If we're fragmenting we don't want to make anybody think we can
536          * allocate from this block group until we've had a chance to fragment
537          * the free space.
538          */
539         if (btrfs_should_fragment_free_space(block_group))
540                 wakeup = false;
541 #endif
542         /*
543          * We don't want to deadlock with somebody trying to allocate a new
544          * extent for the extent root while also trying to search the extent
545          * root to add free space.  So we skip locking and search the commit
546          * root, since its read-only
547          */
548         path->skip_locking = 1;
549         path->search_commit_root = 1;
550         path->reada = READA_FORWARD;
551
552         key.objectid = last;
553         key.offset = 0;
554         key.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
555
556 next:
557         ret = btrfs_search_slot(NULL, extent_root, &key, path, 0, 0);
558         if (ret < 0)
559                 goto out;
560
561         leaf = path->nodes[0];
562         nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
563
564         while (1) {
565                 if (btrfs_fs_closing(fs_info) > 1) {
566                         last = (u64)-1;
567                         break;
568                 }
569
570                 if (path->slots[0] < nritems) {
571                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
572                 } else {
573                         ret = btrfs_find_next_key(extent_root, path, &key, 0, 0);
574                         if (ret)
575                                 break;
576
577                         if (need_resched() ||
578                             rwsem_is_contended(&fs_info->commit_root_sem)) {
579                                 if (wakeup)
580                                         caching_ctl->progress = last;
581                                 btrfs_release_path(path);
582                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
583                                 mutex_unlock(&caching_ctl->mutex);
584                                 cond_resched();
585                                 mutex_lock(&caching_ctl->mutex);
586                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
587                                 goto next;
588                         }
589
590                         ret = btrfs_next_leaf(extent_root, path);
591                         if (ret < 0)
592                                 goto out;
593                         if (ret)
594                                 break;
595                         leaf = path->nodes[0];
596                         nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
597                         continue;
598                 }
599
600                 if (key.objectid < last) {
601                         key.objectid = last;
602                         key.offset = 0;
603                         key.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
604
605                         if (wakeup)
606                                 caching_ctl->progress = last;
607                         btrfs_release_path(path);
608                         goto next;
609                 }
610
611                 if (key.objectid < block_group->start) {
612                         path->slots[0]++;
613                         continue;
614                 }
615
616                 if (key.objectid >= block_group->start + block_group->length)
617                         break;
618
619                 if (key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY ||
620                     key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY) {
621                         total_found += add_new_free_space(block_group, last,
622                                                           key.objectid);
623                         if (key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)
624                                 last = key.objectid +
625                                         fs_info->nodesize;
626                         else
627                                 last = key.objectid + key.offset;
628
629                         if (total_found > CACHING_CTL_WAKE_UP) {
630                                 total_found = 0;
631                                 if (wakeup)
632                                         wake_up(&caching_ctl->wait);
633                         }
634                 }
635                 path->slots[0]++;
636         }
637         ret = 0;
638
639         total_found += add_new_free_space(block_group, last,
640                                 block_group->start + block_group->length);
641         caching_ctl->progress = (u64)-1;
642
643 out:
644         btrfs_free_path(path);
645         return ret;
646 }
647
648 static noinline void caching_thread(struct btrfs_work *work)
649 {
650         struct btrfs_block_group *block_group;
651         struct btrfs_fs_info *fs_info;
652         struct btrfs_caching_control *caching_ctl;
653         int ret;
654
655         caching_ctl = container_of(work, struct btrfs_caching_control, work);
656         block_group = caching_ctl->block_group;
657         fs_info = block_group->fs_info;
658
659         mutex_lock(&caching_ctl->mutex);
660         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
661
662         if (btrfs_test_opt(fs_info, SPACE_CACHE)) {
663                 ret = load_free_space_cache(block_group);
664                 if (ret == 1) {
665                         ret = 0;
666                         goto done;
667                 }
668
669                 /*
670                  * We failed to load the space cache, set ourselves to
671                  * CACHE_STARTED and carry on.
672                  */
673                 spin_lock(&block_group->lock);
674                 block_group->cached = BTRFS_CACHE_STARTED;
675                 spin_unlock(&block_group->lock);
676                 wake_up(&caching_ctl->wait);
677         }
678
679         /*
680          * If we are in the transaction that populated the free space tree we
681          * can't actually cache from the free space tree as our commit root and
682          * real root are the same, so we could change the contents of the blocks
683          * while caching.  Instead do the slow caching in this case, and after
684          * the transaction has committed we will be safe.
685          */
686         if (btrfs_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE) &&
687             !(test_bit(BTRFS_FS_FREE_SPACE_TREE_UNTRUSTED, &fs_info->flags)))
688                 ret = load_free_space_tree(caching_ctl);
689         else
690                 ret = load_extent_tree_free(caching_ctl);
691 done:
692         spin_lock(&block_group->lock);
693         block_group->caching_ctl = NULL;
694         block_group->cached = ret ? BTRFS_CACHE_ERROR : BTRFS_CACHE_FINISHED;
695         spin_unlock(&block_group->lock);
696
697 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
698         if (btrfs_should_fragment_free_space(block_group)) {
699                 u64 bytes_used;
700
701                 spin_lock(&block_group->space_info->lock);
702                 spin_lock(&block_group->lock);
703                 bytes_used = block_group->length - block_group->used;
704                 block_group->space_info->bytes_used += bytes_used >> 1;
705                 spin_unlock(&block_group->lock);
706                 spin_unlock(&block_group->space_info->lock);
707                 fragment_free_space(block_group);
708         }
709 #endif
710
711         caching_ctl->progress = (u64)-1;
712
713         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
714         btrfs_free_excluded_extents(block_group);
715         mutex_unlock(&caching_ctl->mutex);
716
717         wake_up(&caching_ctl->wait);
718
719         btrfs_put_caching_control(caching_ctl);
720         btrfs_put_block_group(block_group);
721 }
722
723 int btrfs_cache_block_group(struct btrfs_block_group *cache, int load_cache_only)
724 {
725         DEFINE_WAIT(wait);
726         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
727         struct btrfs_caching_control *caching_ctl = NULL;
728         int ret = 0;
729
730         /* Allocator for zoned filesystems does not use the cache at all */
731         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
732                 return 0;
733
734         caching_ctl = kzalloc(sizeof(*caching_ctl), GFP_NOFS);
735         if (!caching_ctl)
736                 return -ENOMEM;
737
738         INIT_LIST_HEAD(&caching_ctl->list);
739         mutex_init(&caching_ctl->mutex);
740         init_waitqueue_head(&caching_ctl->wait);
741         caching_ctl->block_group = cache;
742         caching_ctl->progress = cache->start;
743         refcount_set(&caching_ctl->count, 2);
744         btrfs_init_work(&caching_ctl->work, caching_thread, NULL, NULL);
745
746         spin_lock(&cache->lock);
747         if (cache->cached != BTRFS_CACHE_NO) {
748                 kfree(caching_ctl);
749
750                 caching_ctl = cache->caching_ctl;
751                 if (caching_ctl)
752                         refcount_inc(&caching_ctl->count);
753                 spin_unlock(&cache->lock);
754                 goto out;
755         }
756         WARN_ON(cache->caching_ctl);
757         cache->caching_ctl = caching_ctl;
758         if (btrfs_test_opt(fs_info, SPACE_CACHE))
759                 cache->cached = BTRFS_CACHE_FAST;
760         else
761                 cache->cached = BTRFS_CACHE_STARTED;
762         cache->has_caching_ctl = 1;
763         spin_unlock(&cache->lock);
764
765         spin_lock(&fs_info->block_group_cache_lock);
766         refcount_inc(&caching_ctl->count);
767         list_add_tail(&caching_ctl->list, &fs_info->caching_block_groups);
768         spin_unlock(&fs_info->block_group_cache_lock);
769
770         btrfs_get_block_group(cache);
771
772         btrfs_queue_work(fs_info->caching_workers, &caching_ctl->work);
773 out:
774         if (load_cache_only && caching_ctl)
775                 btrfs_wait_space_cache_v1_finished(cache, caching_ctl);
776         if (caching_ctl)
777                 btrfs_put_caching_control(caching_ctl);
778
779         return ret;
780 }
781
782 static void clear_avail_alloc_bits(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 flags)
783 {
784         u64 extra_flags = chunk_to_extended(flags) &
785                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
786
787         write_seqlock(&fs_info->profiles_lock);
788         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
789                 fs_info->avail_data_alloc_bits &= ~extra_flags;
790         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
791                 fs_info->avail_metadata_alloc_bits &= ~extra_flags;
792         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
793                 fs_info->avail_system_alloc_bits &= ~extra_flags;
794         write_sequnlock(&fs_info->profiles_lock);
795 }
796
797 /*
798  * Clear incompat bits for the following feature(s):
799  *
800  * - RAID56 - in case there's neither RAID5 nor RAID6 profile block group
801  *            in the whole filesystem
802  *
803  * - RAID1C34 - same as above for RAID1C3 and RAID1C4 block groups
804  */
805 static void clear_incompat_bg_bits(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 flags)
806 {
807         bool found_raid56 = false;
808         bool found_raid1c34 = false;
809
810         if ((flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) ||
811             (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3) ||
812             (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)) {
813                 struct list_head *head = &fs_info->space_info;
814                 struct btrfs_space_info *sinfo;
815
816                 list_for_each_entry_rcu(sinfo, head, list) {
817                         down_read(&sinfo->groups_sem);
818                         if (!list_empty(&sinfo->block_groups[BTRFS_RAID_RAID5]))
819                                 found_raid56 = true;
820                         if (!list_empty(&sinfo->block_groups[BTRFS_RAID_RAID6]))
821                                 found_raid56 = true;
822                         if (!list_empty(&sinfo->block_groups[BTRFS_RAID_RAID1C3]))
823                                 found_raid1c34 = true;
824                         if (!list_empty(&sinfo->block_groups[BTRFS_RAID_RAID1C4]))
825                                 found_raid1c34 = true;
826                         up_read(&sinfo->groups_sem);
827                 }
828                 if (!found_raid56)
829                         btrfs_clear_fs_incompat(fs_info, RAID56);
830                 if (!found_raid1c34)
831                         btrfs_clear_fs_incompat(fs_info, RAID1C34);
832         }
833 }
834
835 static int remove_block_group_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
836                                    struct btrfs_path *path,
837                                    struct btrfs_block_group *block_group)
838 {
839         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
840         struct btrfs_root *root;
841         struct btrfs_key key;
842         int ret;
843
844         root = fs_info->extent_root;
845         key.objectid = block_group->start;
846         key.type = BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY;
847         key.offset = block_group->length;
848
849         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
850         if (ret > 0)
851                 ret = -ENOENT;
852         if (ret < 0)
853                 return ret;
854
855         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
856         return ret;
857 }
858
859 int btrfs_remove_block_group(struct btrfs_trans_handle *trans,
860                              u64 group_start, struct extent_map *em)
861 {
862         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
863         struct btrfs_path *path;
864         struct btrfs_block_group *block_group;
865         struct btrfs_free_cluster *cluster;
866         struct inode *inode;
867         struct kobject *kobj = NULL;
868         int ret;
869         int index;
870         int factor;
871         struct btrfs_caching_control *caching_ctl = NULL;
872         bool remove_em;
873         bool remove_rsv = false;
874
875         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, group_start);
876         BUG_ON(!block_group);
877         BUG_ON(!block_group->ro);
878
879         trace_btrfs_remove_block_group(block_group);
880         /*
881          * Free the reserved super bytes from this block group before
882          * remove it.
883          */
884         btrfs_free_excluded_extents(block_group);
885         btrfs_free_ref_tree_range(fs_info, block_group->start,
886                                   block_group->length);
887
888         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(block_group->flags);
889         factor = btrfs_bg_type_to_factor(block_group->flags);
890
891         /* make sure this block group isn't part of an allocation cluster */
892         cluster = &fs_info->data_alloc_cluster;
893         spin_lock(&cluster->refill_lock);
894         btrfs_return_cluster_to_free_space(block_group, cluster);
895         spin_unlock(&cluster->refill_lock);
896
897         /*
898          * make sure this block group isn't part of a metadata
899          * allocation cluster
900          */
901         cluster = &fs_info->meta_alloc_cluster;
902         spin_lock(&cluster->refill_lock);
903         btrfs_return_cluster_to_free_space(block_group, cluster);
904         spin_unlock(&cluster->refill_lock);
905
906         btrfs_clear_treelog_bg(block_group);
907         btrfs_clear_data_reloc_bg(block_group);
908
909         path = btrfs_alloc_path();
910         if (!path) {
911                 ret = -ENOMEM;
912                 goto out;
913         }
914
915         /*
916          * get the inode first so any iput calls done for the io_list
917          * aren't the final iput (no unlinks allowed now)
918          */
919         inode = lookup_free_space_inode(block_group, path);
920
921         mutex_lock(&trans->transaction->cache_write_mutex);
922         /*
923          * Make sure our free space cache IO is done before removing the
924          * free space inode
925          */
926         spin_lock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
927         if (!list_empty(&block_group->io_list)) {
928                 list_del_init(&block_group->io_list);
929
930                 WARN_ON(!IS_ERR(inode) && inode != block_group->io_ctl.inode);
931
932                 spin_unlock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
933                 btrfs_wait_cache_io(trans, block_group, path);
934                 btrfs_put_block_group(block_group);
935                 spin_lock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
936         }
937
938         if (!list_empty(&block_group->dirty_list)) {
939                 list_del_init(&block_group->dirty_list);
940                 remove_rsv = true;
941                 btrfs_put_block_group(block_group);
942         }
943         spin_unlock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
944         mutex_unlock(&trans->transaction->cache_write_mutex);
945
946         ret = btrfs_remove_free_space_inode(trans, inode, block_group);
947         if (ret)
948                 goto out;
949
950         spin_lock(&fs_info->block_group_cache_lock);
951         rb_erase(&block_group->cache_node,
952                  &fs_info->block_group_cache_tree);
953         RB_CLEAR_NODE(&block_group->cache_node);
954
955         /* Once for the block groups rbtree */
956         btrfs_put_block_group(block_group);
957
958         if (fs_info->first_logical_byte == block_group->start)
959                 fs_info->first_logical_byte = (u64)-1;
960         spin_unlock(&fs_info->block_group_cache_lock);
961
962         down_write(&block_group->space_info->groups_sem);
963         /*
964          * we must use list_del_init so people can check to see if they
965          * are still on the list after taking the semaphore
966          */
967         list_del_init(&block_group->list);
968         if (list_empty(&block_group->space_info->block_groups[index])) {
969                 kobj = block_group->space_info->block_group_kobjs[index];
970                 block_group->space_info->block_group_kobjs[index] = NULL;
971                 clear_avail_alloc_bits(fs_info, block_group->flags);
972         }
973         up_write(&block_group->space_info->groups_sem);
974         clear_incompat_bg_bits(fs_info, block_group->flags);
975         if (kobj) {
976                 kobject_del(kobj);
977                 kobject_put(kobj);
978         }
979
980         if (block_group->has_caching_ctl)
981                 caching_ctl = btrfs_get_caching_control(block_group);
982         if (block_group->cached == BTRFS_CACHE_STARTED)
983                 btrfs_wait_block_group_cache_done(block_group);
984         if (block_group->has_caching_ctl) {
985                 spin_lock(&fs_info->block_group_cache_lock);
986                 if (!caching_ctl) {
987                         struct btrfs_caching_control *ctl;
988
989                         list_for_each_entry(ctl,
990                                     &fs_info->caching_block_groups, list)
991                                 if (ctl->block_group == block_group) {
992                                         caching_ctl = ctl;
993                                         refcount_inc(&caching_ctl->count);
994                                         break;
995                                 }
996                 }
997                 if (caching_ctl)
998                         list_del_init(&caching_ctl->list);
999                 spin_unlock(&fs_info->block_group_cache_lock);
1000                 if (caching_ctl) {
1001                         /* Once for the caching bgs list and once for us. */
1002                         btrfs_put_caching_control(caching_ctl);
1003                         btrfs_put_caching_control(caching_ctl);
1004                 }
1005         }
1006
1007         spin_lock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
1008         WARN_ON(!list_empty(&block_group->dirty_list));
1009         WARN_ON(!list_empty(&block_group->io_list));
1010         spin_unlock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
1011
1012         btrfs_remove_free_space_cache(block_group);
1013
1014         spin_lock(&block_group->space_info->lock);
1015         list_del_init(&block_group->ro_list);
1016
1017         if (btrfs_test_opt(fs_info, ENOSPC_DEBUG)) {
1018                 WARN_ON(block_group->space_info->total_bytes
1019                         < block_group->length);
1020                 WARN_ON(block_group->space_info->bytes_readonly
1021                         < block_group->length - block_group->zone_unusable);
1022                 WARN_ON(block_group->space_info->bytes_zone_unusable
1023                         < block_group->zone_unusable);
1024                 WARN_ON(block_group->space_info->disk_total
1025                         < block_group->length * factor);
1026         }
1027         block_group->space_info->total_bytes -= block_group->length;
1028         block_group->space_info->bytes_readonly -=
1029                 (block_group->length - block_group->zone_unusable);
1030         block_group->space_info->bytes_zone_unusable -=
1031                 block_group->zone_unusable;
1032         block_group->space_info->disk_total -= block_group->length * factor;
1033
1034         spin_unlock(&block_group->space_info->lock);
1035
1036         /*
1037          * Remove the free space for the block group from the free space tree
1038          * and the block group's item from the extent tree before marking the
1039          * block group as removed. This is to prevent races with tasks that
1040          * freeze and unfreeze a block group, this task and another task
1041          * allocating a new block group - the unfreeze task ends up removing
1042          * the block group's extent map before the task calling this function
1043          * deletes the block group item from the extent tree, allowing for
1044          * another task to attempt to create another block group with the same
1045          * item key (and failing with -EEXIST and a transaction abort).
1046          */
1047         ret = remove_block_group_free_space(trans, block_group);
1048         if (ret)
1049                 goto out;
1050
1051         ret = remove_block_group_item(trans, path, block_group);
1052         if (ret < 0)
1053                 goto out;
1054
1055         spin_lock(&block_group->lock);
1056         block_group->removed = 1;
1057         /*
1058          * At this point trimming or scrub can't start on this block group,
1059          * because we removed the block group from the rbtree
1060          * fs_info->block_group_cache_tree so no one can't find it anymore and
1061          * even if someone already got this block group before we removed it
1062          * from the rbtree, they have already incremented block_group->frozen -
1063          * if they didn't, for the trimming case they won't find any free space
1064          * entries because we already removed them all when we called
1065          * btrfs_remove_free_space_cache().
1066          *
1067          * And we must not remove the extent map from the fs_info->mapping_tree
1068          * to prevent the same logical address range and physical device space
1069          * ranges from being reused for a new block group. This is needed to
1070          * avoid races with trimming and scrub.
1071          *
1072          * An fs trim operation (btrfs_trim_fs() / btrfs_ioctl_fitrim()) is
1073          * completely transactionless, so while it is trimming a range the
1074          * currently running transaction might finish and a new one start,
1075          * allowing for new block groups to be created that can reuse the same
1076          * physical device locations unless we take this special care.
1077          *
1078          * There may also be an implicit trim operation if the file system
1079          * is mounted with -odiscard. The same protections must remain
1080          * in place until the extents have been discarded completely when
1081          * the transaction commit has completed.
1082          */
1083         remove_em = (atomic_read(&block_group->frozen) == 0);
1084         spin_unlock(&block_group->lock);
1085
1086         if (remove_em) {
1087                 struct extent_map_tree *em_tree;
1088
1089                 em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1090                 write_lock(&em_tree->lock);
1091                 remove_extent_mapping(em_tree, em);
1092                 write_unlock(&em_tree->lock);
1093                 /* once for the tree */
1094                 free_extent_map(em);
1095         }
1096
1097 out:
1098         /* Once for the lookup reference */
1099         btrfs_put_block_group(block_group);
1100         if (remove_rsv)
1101                 btrfs_delayed_refs_rsv_release(fs_info, 1);
1102         btrfs_free_path(path);
1103         return ret;
1104 }
1105
1106 struct btrfs_trans_handle *btrfs_start_trans_remove_block_group(
1107                 struct btrfs_fs_info *fs_info, const u64 chunk_offset)
1108 {
1109         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1110         struct extent_map *em;
1111         struct map_lookup *map;
1112         unsigned int num_items;
1113
1114         read_lock(&em_tree->lock);
1115         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
1116         read_unlock(&em_tree->lock);
1117         ASSERT(em && em->start == chunk_offset);
1118
1119         /*
1120          * We need to reserve 3 + N units from the metadata space info in order
1121          * to remove a block group (done at btrfs_remove_chunk() and at
1122          * btrfs_remove_block_group()), which are used for:
1123          *
1124          * 1 unit for adding the free space inode's orphan (located in the tree
1125          * of tree roots).
1126          * 1 unit for deleting the block group item (located in the extent
1127          * tree).
1128          * 1 unit for deleting the free space item (located in tree of tree
1129          * roots).
1130          * N units for deleting N device extent items corresponding to each
1131          * stripe (located in the device tree).
1132          *
1133          * In order to remove a block group we also need to reserve units in the
1134          * system space info in order to update the chunk tree (update one or
1135          * more device items and remove one chunk item), but this is done at
1136          * btrfs_remove_chunk() through a call to check_system_chunk().
1137          */
1138         map = em->map_lookup;
1139         num_items = 3 + map->num_stripes;
1140         free_extent_map(em);
1141
1142         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(fs_info->extent_root,
1143                                                            num_items);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Mark block group @cache read-only, so later write won't happen to block
1148  * group @cache.
1149  *
1150  * If @force is not set, this function will only mark the block group readonly
1151  * if we have enough free space (1M) in other metadata/system block groups.
1152  * If @force is not set, this function will mark the block group readonly
1153  * without checking free space.
1154  *
1155  * NOTE: This function doesn't care if other block groups can contain all the
1156  * data in this block group. That check should be done by relocation routine,
1157  * not this function.
1158  */
1159 static int inc_block_group_ro(struct btrfs_block_group *cache, int force)
1160 {
1161         struct btrfs_space_info *sinfo = cache->space_info;
1162         u64 num_bytes;
1163         int ret = -ENOSPC;
1164
1165         spin_lock(&sinfo->lock);
1166         spin_lock(&cache->lock);
1167
1168         if (cache->swap_extents) {
1169                 ret = -ETXTBSY;
1170                 goto out;
1171         }
1172
1173         if (cache->ro) {
1174                 cache->ro++;
1175                 ret = 0;
1176                 goto out;
1177         }
1178
1179         num_bytes = cache->length - cache->reserved - cache->pinned -
1180                     cache->bytes_super - cache->zone_unusable - cache->used;
1181
1182         /*
1183          * Data never overcommits, even in mixed mode, so do just the straight
1184          * check of left over space in how much we have allocated.
1185          */
1186         if (force) {
1187                 ret = 0;
1188         } else if (sinfo->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
1189                 u64 sinfo_used = btrfs_space_info_used(sinfo, true);
1190
1191                 /*
1192                  * Here we make sure if we mark this bg RO, we still have enough
1193                  * free space as buffer.
1194                  */
1195                 if (sinfo_used + num_bytes <= sinfo->total_bytes)
1196                         ret = 0;
1197         } else {
1198                 /*
1199                  * We overcommit metadata, so we need to do the
1200                  * btrfs_can_overcommit check here, and we need to pass in
1201                  * BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH to give ourselves the most amount of
1202                  * leeway to allow us to mark this block group as read only.
1203                  */
1204                 if (btrfs_can_overcommit(cache->fs_info, sinfo, num_bytes,
1205                                          BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH))
1206                         ret = 0;
1207         }
1208
1209         if (!ret) {
1210                 sinfo->bytes_readonly += num_bytes;
1211                 if (btrfs_is_zoned(cache->fs_info)) {
1212                         /* Migrate zone_unusable bytes to readonly */
1213                         sinfo->bytes_readonly += cache->zone_unusable;
1214                         sinfo->bytes_zone_unusable -= cache->zone_unusable;
1215                         cache->zone_unusable = 0;
1216                 }
1217                 cache->ro++;
1218                 list_add_tail(&cache->ro_list, &sinfo->ro_bgs);
1219         }
1220 out:
1221         spin_unlock(&cache->lock);
1222         spin_unlock(&sinfo->lock);
1223         if (ret == -ENOSPC && btrfs_test_opt(cache->fs_info, ENOSPC_DEBUG)) {
1224                 btrfs_info(cache->fs_info,
1225                         "unable to make block group %llu ro", cache->start);
1226                 btrfs_dump_space_info(cache->fs_info, cache->space_info, 0, 0);
1227         }
1228         return ret;
1229 }
1230
1231 static bool clean_pinned_extents(struct btrfs_trans_handle *trans,
1232                                  struct btrfs_block_group *bg)
1233 {
1234         struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
1235         struct btrfs_transaction *prev_trans = NULL;
1236         const u64 start = bg->start;
1237         const u64 end = start + bg->length - 1;
1238         int ret;
1239
1240         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
1241         if (trans->transaction->list.prev != &fs_info->trans_list) {
1242                 prev_trans = list_last_entry(&trans->transaction->list,
1243                                              struct btrfs_transaction, list);
1244                 refcount_inc(&prev_trans->use_count);
1245         }
1246         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
1247
1248         /*
1249          * Hold the unused_bg_unpin_mutex lock to avoid racing with
1250          * btrfs_finish_extent_commit(). If we are at transaction N, another
1251          * task might be running finish_extent_commit() for the previous
1252          * transaction N - 1, and have seen a range belonging to the block
1253          * group in pinned_extents before we were able to clear the whole block
1254          * group range from pinned_extents. This means that task can lookup for
1255          * the block group after we unpinned it from pinned_extents and removed
1256          * it, leading to a BUG_ON() at unpin_extent_range().
1257          */
1258         mutex_lock(&fs_info->unused_bg_unpin_mutex);
1259         if (prev_trans) {
1260                 ret = clear_extent_bits(&prev_trans->pinned_extents, start, end,
1261                                         EXTENT_DIRTY);
1262                 if (ret)
1263                         goto out;
1264         }
1265
1266         ret = clear_extent_bits(&trans->transaction->pinned_extents, start, end,
1267                                 EXTENT_DIRTY);
1268 out:
1269         mutex_unlock(&fs_info->unused_bg_unpin_mutex);
1270         if (prev_trans)
1271                 btrfs_put_transaction(prev_trans);
1272
1273         return ret == 0;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Process the unused_bgs list and remove any that don't have any allocated
1278  * space inside of them.
1279  */
1280 void btrfs_delete_unused_bgs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1281 {
1282         struct btrfs_block_group *block_group;
1283         struct btrfs_space_info *space_info;
1284         struct btrfs_trans_handle *trans;
1285         const bool async_trim_enabled = btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_ASYNC);
1286         int ret = 0;
1287
1288         if (!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags))
1289                 return;
1290
1291         /*
1292          * Long running balances can keep us blocked here for eternity, so
1293          * simply skip deletion if we're unable to get the mutex.
1294          */
1295         if (!mutex_trylock(&fs_info->reclaim_bgs_lock))
1296                 return;
1297
1298         spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1299         while (!list_empty(&fs_info->unused_bgs)) {
1300                 int trimming;
1301
1302                 block_group = list_first_entry(&fs_info->unused_bgs,
1303                                                struct btrfs_block_group,
1304                                                bg_list);
1305                 list_del_init(&block_group->bg_list);
1306
1307                 space_info = block_group->space_info;
1308
1309                 if (ret || btrfs_mixed_space_info(space_info)) {
1310                         btrfs_put_block_group(block_group);
1311                         continue;
1312                 }
1313                 spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1314
1315                 btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
1316
1317                 /* Don't want to race with allocators so take the groups_sem */
1318                 down_write(&space_info->groups_sem);
1319
1320                 /*
1321                  * Async discard moves the final block group discard to be prior
1322                  * to the unused_bgs code path.  Therefore, if it's not fully
1323                  * trimmed, punt it back to the async discard lists.
1324                  */
1325                 if (btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_ASYNC) &&
1326                     !btrfs_is_free_space_trimmed(block_group)) {
1327                         trace_btrfs_skip_unused_block_group(block_group);
1328                         up_write(&space_info->groups_sem);
1329                         /* Requeue if we failed because of async discard */
1330                         btrfs_discard_queue_work(&fs_info->discard_ctl,
1331                                                  block_group);
1332                         goto next;
1333                 }
1334
1335                 spin_lock(&block_group->lock);
1336                 if (block_group->reserved || block_group->pinned ||
1337                     block_group->used || block_group->ro ||
1338                     list_is_singular(&block_group->list)) {
1339                         /*
1340                          * We want to bail if we made new allocations or have
1341                          * outstanding allocations in this block group.  We do
1342                          * the ro check in case balance is currently acting on
1343                          * this block group.
1344                          */
1345                         trace_btrfs_skip_unused_block_group(block_group);
1346                         spin_unlock(&block_group->lock);
1347                         up_write(&space_info->groups_sem);
1348                         goto next;
1349                 }
1350                 spin_unlock(&block_group->lock);
1351
1352                 /* We don't want to force the issue, only flip if it's ok. */
1353                 ret = inc_block_group_ro(block_group, 0);
1354                 up_write(&space_info->groups_sem);
1355                 if (ret < 0) {
1356                         ret = 0;
1357                         goto next;
1358                 }
1359
1360                 /*
1361                  * Want to do this before we do anything else so we can recover
1362                  * properly if we fail to join the transaction.
1363                  */
1364                 trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(fs_info,
1365                                                      block_group->start);
1366                 if (IS_ERR(trans)) {
1367                         btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1368                         ret = PTR_ERR(trans);
1369                         goto next;
1370                 }
1371
1372                 /*
1373                  * We could have pending pinned extents for this block group,
1374                  * just delete them, we don't care about them anymore.
1375                  */
1376                 if (!clean_pinned_extents(trans, block_group)) {
1377                         btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1378                         goto end_trans;
1379                 }
1380
1381                 /*
1382                  * At this point, the block_group is read only and should fail
1383                  * new allocations.  However, btrfs_finish_extent_commit() can
1384                  * cause this block_group to be placed back on the discard
1385                  * lists because now the block_group isn't fully discarded.
1386                  * Bail here and try again later after discarding everything.
1387                  */
1388                 spin_lock(&fs_info->discard_ctl.lock);
1389                 if (!list_empty(&block_group->discard_list)) {
1390                         spin_unlock(&fs_info->discard_ctl.lock);
1391                         btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1392                         btrfs_discard_queue_work(&fs_info->discard_ctl,
1393                                                  block_group);
1394                         goto end_trans;
1395                 }
1396                 spin_unlock(&fs_info->discard_ctl.lock);
1397
1398                 /* Reset pinned so btrfs_put_block_group doesn't complain */
1399                 spin_lock(&space_info->lock);
1400                 spin_lock(&block_group->lock);
1401
1402                 btrfs_space_info_update_bytes_pinned(fs_info, space_info,
1403                                                      -block_group->pinned);
1404                 space_info->bytes_readonly += block_group->pinned;
1405                 block_group->pinned = 0;
1406
1407                 spin_unlock(&block_group->lock);
1408                 spin_unlock(&space_info->lock);
1409
1410                 /*
1411                  * The normal path here is an unused block group is passed here,
1412                  * then trimming is handled in the transaction commit path.
1413                  * Async discard interposes before this to do the trimming
1414                  * before coming down the unused block group path as trimming
1415                  * will no longer be done later in the transaction commit path.
1416                  */
1417                 if (!async_trim_enabled && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_ASYNC))
1418                         goto flip_async;
1419
1420                 /*
1421                  * DISCARD can flip during remount. On zoned filesystems, we
1422                  * need to reset sequential-required zones.
1423                  */
1424                 trimming = btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC) ||
1425                                 btrfs_is_zoned(fs_info);
1426
1427                 /* Implicit trim during transaction commit. */
1428                 if (trimming)
1429                         btrfs_freeze_block_group(block_group);
1430
1431                 /*
1432                  * Btrfs_remove_chunk will abort the transaction if things go
1433                  * horribly wrong.
1434                  */
1435                 ret = btrfs_remove_chunk(trans, block_group->start);
1436
1437                 if (ret) {
1438                         if (trimming)
1439                                 btrfs_unfreeze_block_group(block_group);
1440                         goto end_trans;
1441                 }
1442
1443                 /*
1444                  * If we're not mounted with -odiscard, we can just forget
1445                  * about this block group. Otherwise we'll need to wait
1446                  * until transaction commit to do the actual discard.
1447                  */
1448                 if (trimming) {
1449                         spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1450                         /*
1451                          * A concurrent scrub might have added us to the list
1452                          * fs_info->unused_bgs, so use a list_move operation
1453                          * to add the block group to the deleted_bgs list.
1454                          */
1455                         list_move(&block_group->bg_list,
1456                                   &trans->transaction->deleted_bgs);
1457                         spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1458                         btrfs_get_block_group(block_group);
1459                 }
1460 end_trans:
1461                 btrfs_end_transaction(trans);
1462 next:
1463                 btrfs_put_block_group(block_group);
1464                 spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1465         }
1466         spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1467         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
1468         return;
1469
1470 flip_async:
1471         btrfs_end_transaction(trans);
1472         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
1473         btrfs_put_block_group(block_group);
1474         btrfs_discard_punt_unused_bgs_list(fs_info);
1475 }
1476
1477 void btrfs_mark_bg_unused(struct btrfs_block_group *bg)
1478 {
1479         struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
1480
1481         spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1482         if (list_empty(&bg->bg_list)) {
1483                 btrfs_get_block_group(bg);
1484                 trace_btrfs_add_unused_block_group(bg);
1485                 list_add_tail(&bg->bg_list, &fs_info->unused_bgs);
1486         }
1487         spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1488 }
1489
1490 /*
1491  * We want block groups with a low number of used bytes to be in the beginning
1492  * of the list, so they will get reclaimed first.
1493  */
1494 static int reclaim_bgs_cmp(void *unused, const struct list_head *a,
1495                            const struct list_head *b)
1496 {
1497         const struct btrfs_block_group *bg1, *bg2;
1498
1499         bg1 = list_entry(a, struct btrfs_block_group, bg_list);
1500         bg2 = list_entry(b, struct btrfs_block_group, bg_list);
1501
1502         return bg1->used > bg2->used;
1503 }
1504
1505 void btrfs_reclaim_bgs_work(struct work_struct *work)
1506 {
1507         struct btrfs_fs_info *fs_info =
1508                 container_of(work, struct btrfs_fs_info, reclaim_bgs_work);
1509         struct btrfs_block_group *bg;
1510         struct btrfs_space_info *space_info;
1511         LIST_HEAD(again_list);
1512
1513         if (!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags))
1514                 return;
1515
1516         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE))
1517                 return;
1518
1519         /*
1520          * Long running balances can keep us blocked here for eternity, so
1521          * simply skip reclaim if we're unable to get the mutex.
1522          */
1523         if (!mutex_trylock(&fs_info->reclaim_bgs_lock)) {
1524                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
1525                 return;
1526         }
1527
1528         spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1529         /*
1530          * Sort happens under lock because we can't simply splice it and sort.
1531          * The block groups might still be in use and reachable via bg_list,
1532          * and their presence in the reclaim_bgs list must be preserved.
1533          */
1534         list_sort(NULL, &fs_info->reclaim_bgs, reclaim_bgs_cmp);
1535         while (!list_empty(&fs_info->reclaim_bgs)) {
1536                 u64 zone_unusable;
1537                 int ret = 0;
1538
1539                 bg = list_first_entry(&fs_info->reclaim_bgs,
1540                                       struct btrfs_block_group,
1541                                       bg_list);
1542                 list_del_init(&bg->bg_list);
1543
1544                 space_info = bg->space_info;
1545                 spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1546
1547                 /* Don't race with allocators so take the groups_sem */
1548                 down_write(&space_info->groups_sem);
1549
1550                 spin_lock(&bg->lock);
1551                 if (bg->reserved || bg->pinned || bg->ro) {
1552                         /*
1553                          * We want to bail if we made new allocations or have
1554                          * outstanding allocations in this block group.  We do
1555                          * the ro check in case balance is currently acting on
1556                          * this block group.
1557                          */
1558                         spin_unlock(&bg->lock);
1559                         up_write(&space_info->groups_sem);
1560                         goto next;
1561                 }
1562                 spin_unlock(&bg->lock);
1563
1564                 /* Get out fast, in case we're unmounting the filesystem */
1565                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
1566                         up_write(&space_info->groups_sem);
1567                         goto next;
1568                 }
1569
1570                 /*
1571                  * Cache the zone_unusable value before turning the block group
1572                  * to read only. As soon as the blog group is read only it's
1573                  * zone_unusable value gets moved to the block group's read-only
1574                  * bytes and isn't available for calculations anymore.
1575                  */
1576                 zone_unusable = bg->zone_unusable;
1577                 ret = inc_block_group_ro(bg, 0);
1578                 up_write(&space_info->groups_sem);
1579                 if (ret < 0)
1580                         goto next;
1581
1582                 btrfs_info(fs_info,
1583                         "reclaiming chunk %llu with %llu%% used %llu%% unusable",
1584                                 bg->start, div_u64(bg->used * 100, bg->length),
1585                                 div64_u64(zone_unusable * 100, bg->length));
1586                 trace_btrfs_reclaim_block_group(bg);
1587                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, bg->start);
1588                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1589                         btrfs_err(fs_info, "error relocating chunk %llu",
1590                                   bg->start);
1591
1592 next:
1593                 spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1594                 if (ret == -EAGAIN && list_empty(&bg->bg_list))
1595                         list_add_tail(&bg->bg_list, &again_list);
1596                 else
1597                         btrfs_put_block_group(bg);
1598         }
1599         list_splice_tail(&again_list, &fs_info->reclaim_bgs);
1600         spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1601         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
1602         btrfs_exclop_finish(fs_info);
1603 }
1604
1605 void btrfs_reclaim_bgs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1606 {
1607         spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1608         if (!list_empty(&fs_info->reclaim_bgs))
1609                 queue_work(system_unbound_wq, &fs_info->reclaim_bgs_work);
1610         spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1611 }
1612
1613 void btrfs_mark_bg_to_reclaim(struct btrfs_block_group *bg)
1614 {
1615         struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
1616
1617         spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1618         if (list_empty(&bg->bg_list)) {
1619                 btrfs_get_block_group(bg);
1620                 trace_btrfs_add_reclaim_block_group(bg);
1621                 list_add_tail(&bg->bg_list, &fs_info->reclaim_bgs);
1622         }
1623         spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
1624 }
1625
1626 static int read_bg_from_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_key *key,
1627                            struct btrfs_path *path)
1628 {
1629         struct extent_map_tree *em_tree;
1630         struct extent_map *em;
1631         struct btrfs_block_group_item bg;
1632         struct extent_buffer *leaf;
1633         int slot;
1634         u64 flags;
1635         int ret = 0;
1636
1637         slot = path->slots[0];
1638         leaf = path->nodes[0];
1639
1640         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1641         read_lock(&em_tree->lock);
1642         em = lookup_extent_mapping(em_tree, key->objectid, key->offset);
1643         read_unlock(&em_tree->lock);
1644         if (!em) {
1645                 btrfs_err(fs_info,
1646                           "logical %llu len %llu found bg but no related chunk",
1647                           key->objectid, key->offset);
1648                 return -ENOENT;
1649         }
1650
1651         if (em->start != key->objectid || em->len != key->offset) {
1652                 btrfs_err(fs_info,
1653                         "block group %llu len %llu mismatch with chunk %llu len %llu",
1654                         key->objectid, key->offset, em->start, em->len);
1655                 ret = -EUCLEAN;
1656                 goto out_free_em;
1657         }
1658
1659         read_extent_buffer(leaf, &bg, btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
1660                            sizeof(bg));
1661         flags = btrfs_stack_block_group_flags(&bg) &
1662                 BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
1663
1664         if (flags != (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
1665                 btrfs_err(fs_info,
1666 "block group %llu len %llu type flags 0x%llx mismatch with chunk type flags 0x%llx",
1667                           key->objectid, key->offset, flags,
1668                           (BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK & em->map_lookup->type));
1669                 ret = -EUCLEAN;
1670         }
1671
1672 out_free_em:
1673         free_extent_map(em);
1674         return ret;
1675 }
1676
1677 static int find_first_block_group(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1678                                   struct btrfs_path *path,
1679                                   struct btrfs_key *key)
1680 {
1681         struct btrfs_root *root = fs_info->extent_root;
1682         int ret;
1683         struct btrfs_key found_key;
1684         struct extent_buffer *leaf;
1685         int slot;
1686
1687         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, key, path, 0, 0);
1688         if (ret < 0)
1689                 return ret;
1690
1691         while (1) {
1692                 slot = path->slots[0];
1693                 leaf = path->nodes[0];
1694                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1695                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1696                         if (ret == 0)
1697                                 continue;
1698                         if (ret < 0)
1699                                 goto out;
1700                         break;
1701                 }
1702                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
1703
1704                 if (found_key.objectid >= key->objectid &&
1705                     found_key.type == BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY) {
1706                         ret = read_bg_from_eb(fs_info, &found_key, path);
1707                         break;
1708                 }
1709
1710                 path->slots[0]++;
1711         }
1712 out:
1713         return ret;
1714 }
1715
1716 static void set_avail_alloc_bits(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 flags)
1717 {
1718         u64 extra_flags = chunk_to_extended(flags) &
1719                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
1720
1721         write_seqlock(&fs_info->profiles_lock);
1722         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
1723                 fs_info->avail_data_alloc_bits |= extra_flags;
1724         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
1725                 fs_info->avail_metadata_alloc_bits |= extra_flags;
1726         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
1727                 fs_info->avail_system_alloc_bits |= extra_flags;
1728         write_sequnlock(&fs_info->profiles_lock);
1729 }
1730
1731 /**
1732  * Map a physical disk address to a list of logical addresses
1733  *
1734  * @fs_info:       the filesystem
1735  * @chunk_start:   logical address of block group
1736  * @bdev:          physical device to resolve, can be NULL to indicate any device
1737  * @physical:      physical address to map to logical addresses
1738  * @logical:       return array of logical addresses which map to @physical
1739  * @naddrs:        length of @logical
1740  * @stripe_len:    size of IO stripe for the given block group
1741  *
1742  * Maps a particular @physical disk address to a list of @logical addresses.
1743  * Used primarily to exclude those portions of a block group that contain super
1744  * block copies.
1745  */
1746 int btrfs_rmap_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_start,
1747                      struct block_device *bdev, u64 physical, u64 **logical,
1748                      int *naddrs, int *stripe_len)
1749 {
1750         struct extent_map *em;
1751         struct map_lookup *map;
1752         u64 *buf;
1753         u64 bytenr;
1754         u64 data_stripe_length;
1755         u64 io_stripe_size;
1756         int i, nr = 0;
1757         int ret = 0;
1758
1759         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_start, 1);
1760         if (IS_ERR(em))
1761                 return -EIO;
1762
1763         map = em->map_lookup;
1764         data_stripe_length = em->orig_block_len;
1765         io_stripe_size = map->stripe_len;
1766         chunk_start = em->start;
1767
1768         /* For RAID5/6 adjust to a full IO stripe length */
1769         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
1770                 io_stripe_size = map->stripe_len * nr_data_stripes(map);
1771
1772         buf = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(u64), GFP_NOFS);
1773         if (!buf) {
1774                 ret = -ENOMEM;
1775                 goto out;
1776         }
1777
1778         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1779                 bool already_inserted = false;
1780                 u64 stripe_nr;
1781                 u64 offset;
1782                 int j;
1783
1784                 if (!in_range(physical, map->stripes[i].physical,
1785                               data_stripe_length))
1786                         continue;
1787
1788                 if (bdev && map->stripes[i].dev->bdev != bdev)
1789                         continue;
1790
1791                 stripe_nr = physical - map->stripes[i].physical;
1792                 stripe_nr = div64_u64_rem(stripe_nr, map->stripe_len, &offset);
1793
1794                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
1795                         stripe_nr = stripe_nr * map->num_stripes + i;
1796                         stripe_nr = div_u64(stripe_nr, map->sub_stripes);
1797                 } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
1798                         stripe_nr = stripe_nr * map->num_stripes + i;
1799                 }
1800                 /*
1801                  * The remaining case would be for RAID56, multiply by
1802                  * nr_data_stripes().  Alternatively, just use rmap_len below
1803                  * instead of map->stripe_len
1804                  */
1805
1806                 bytenr = chunk_start + stripe_nr * io_stripe_size + offset;
1807
1808                 /* Ensure we don't add duplicate addresses */
1809                 for (j = 0; j < nr; j++) {
1810                         if (buf[j] == bytenr) {
1811                                 already_inserted = true;
1812                                 break;
1813                         }
1814                 }
1815
1816                 if (!already_inserted)
1817                         buf[nr++] = bytenr;
1818         }
1819
1820         *logical = buf;
1821         *naddrs = nr;
1822         *stripe_len = io_stripe_size;
1823 out:
1824         free_extent_map(em);
1825         return ret;
1826 }
1827
1828 static int exclude_super_stripes(struct btrfs_block_group *cache)
1829 {
1830         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
1831         const bool zoned = btrfs_is_zoned(fs_info);
1832         u64 bytenr;
1833         u64 *logical;
1834         int stripe_len;
1835         int i, nr, ret;
1836
1837         if (cache->start < BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
1838                 stripe_len = BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET - cache->start;
1839                 cache->bytes_super += stripe_len;
1840                 ret = btrfs_add_excluded_extent(fs_info, cache->start,
1841                                                 stripe_len);
1842                 if (ret)
1843                         return ret;
1844         }
1845
1846         for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
1847                 bytenr = btrfs_sb_offset(i);
1848                 ret = btrfs_rmap_block(fs_info, cache->start, NULL,
1849                                        bytenr, &logical, &nr, &stripe_len);
1850                 if (ret)
1851                         return ret;
1852
1853                 /* Shouldn't have super stripes in sequential zones */
1854                 if (zoned && nr) {
1855                         btrfs_err(fs_info,
1856                         "zoned: block group %llu must not contain super block",
1857                                   cache->start);
1858                         return -EUCLEAN;
1859                 }
1860
1861                 while (nr--) {
1862                         u64 len = min_t(u64, stripe_len,
1863                                 cache->start + cache->length - logical[nr]);
1864
1865                         cache->bytes_super += len;
1866                         ret = btrfs_add_excluded_extent(fs_info, logical[nr],
1867                                                         len);
1868                         if (ret) {
1869                                 kfree(logical);
1870                                 return ret;
1871                         }
1872                 }
1873
1874                 kfree(logical);
1875         }
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 static void link_block_group(struct btrfs_block_group *cache)
1880 {
1881         struct btrfs_space_info *space_info = cache->space_info;
1882         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(cache->flags);
1883
1884         down_write(&space_info->groups_sem);
1885         list_add_tail(&cache->list, &space_info->block_groups[index]);
1886         up_write(&space_info->groups_sem);
1887 }
1888
1889 static struct btrfs_block_group *btrfs_create_block_group_cache(
1890                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
1891 {
1892         struct btrfs_block_group *cache;
1893
1894         cache = kzalloc(sizeof(*cache), GFP_NOFS);
1895         if (!cache)
1896                 return NULL;
1897
1898         cache->free_space_ctl = kzalloc(sizeof(*cache->free_space_ctl),
1899                                         GFP_NOFS);
1900         if (!cache->free_space_ctl) {
1901                 kfree(cache);
1902                 return NULL;
1903         }
1904
1905         cache->start = start;
1906
1907         cache->fs_info = fs_info;
1908         cache->full_stripe_len = btrfs_full_stripe_len(fs_info, start);
1909
1910         cache->discard_index = BTRFS_DISCARD_INDEX_UNUSED;
1911
1912         refcount_set(&cache->refs, 1);
1913         spin_lock_init(&cache->lock);
1914         init_rwsem(&cache->data_rwsem);
1915         INIT_LIST_HEAD(&cache->list);
1916         INIT_LIST_HEAD(&cache->cluster_list);
1917         INIT_LIST_HEAD(&cache->bg_list);
1918         INIT_LIST_HEAD(&cache->ro_list);
1919         INIT_LIST_HEAD(&cache->discard_list);
1920         INIT_LIST_HEAD(&cache->dirty_list);
1921         INIT_LIST_HEAD(&cache->io_list);
1922         INIT_LIST_HEAD(&cache->active_bg_list);
1923         btrfs_init_free_space_ctl(cache, cache->free_space_ctl);
1924         atomic_set(&cache->frozen, 0);
1925         mutex_init(&cache->free_space_lock);
1926         btrfs_init_full_stripe_locks_tree(&cache->full_stripe_locks_root);
1927
1928         return cache;
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Iterate all chunks and verify that each of them has the corresponding block
1933  * group
1934  */
1935 static int check_chunk_block_group_mappings(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1936 {
1937         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
1938         struct extent_map *em;
1939         struct btrfs_block_group *bg;
1940         u64 start = 0;
1941         int ret = 0;
1942
1943         while (1) {
1944                 read_lock(&map_tree->lock);
1945                 /*
1946                  * lookup_extent_mapping will return the first extent map
1947                  * intersecting the range, so setting @len to 1 is enough to
1948                  * get the first chunk.
1949                  */
1950                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, start, 1);
1951                 read_unlock(&map_tree->lock);
1952                 if (!em)
1953                         break;
1954
1955                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, em->start);
1956                 if (!bg) {
1957                         btrfs_err(fs_info,
1958         "chunk start=%llu len=%llu doesn't have corresponding block group",
1959                                      em->start, em->len);
1960                         ret = -EUCLEAN;
1961                         free_extent_map(em);
1962                         break;
1963                 }
1964                 if (bg->start != em->start || bg->length != em->len ||
1965                     (bg->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) !=
1966                     (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
1967                         btrfs_err(fs_info,
1968 "chunk start=%llu len=%llu flags=0x%llx doesn't match block group start=%llu len=%llu flags=0x%llx",
1969                                 em->start, em->len,
1970                                 em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK,
1971                                 bg->start, bg->length,
1972                                 bg->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK);
1973                         ret = -EUCLEAN;
1974                         free_extent_map(em);
1975                         btrfs_put_block_group(bg);
1976                         break;
1977                 }
1978                 start = em->start + em->len;
1979                 free_extent_map(em);
1980                 btrfs_put_block_group(bg);
1981         }
1982         return ret;
1983 }
1984
1985 static int read_one_block_group(struct btrfs_fs_info *info,
1986                                 struct btrfs_block_group_item *bgi,
1987                                 const struct btrfs_key *key,
1988                                 int need_clear)
1989 {
1990         struct btrfs_block_group *cache;
1991         struct btrfs_space_info *space_info;
1992         const bool mixed = btrfs_fs_incompat(info, MIXED_GROUPS);
1993         int ret;
1994
1995         ASSERT(key->type == BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY);
1996
1997         cache = btrfs_create_block_group_cache(info, key->objectid);
1998         if (!cache)
1999                 return -ENOMEM;
2000
2001         cache->length = key->offset;
2002         cache->used = btrfs_stack_block_group_used(bgi);
2003         cache->flags = btrfs_stack_block_group_flags(bgi);
2004
2005         set_free_space_tree_thresholds(cache);
2006
2007         if (need_clear) {
2008                 /*
2009                  * When we mount with old space cache, we need to
2010                  * set BTRFS_DC_CLEAR and set dirty flag.
2011                  *
2012                  * a) Setting 'BTRFS_DC_CLEAR' makes sure that we
2013                  *    truncate the old free space cache inode and
2014                  *    setup a new one.
2015                  * b) Setting 'dirty flag' makes sure that we flush
2016                  *    the new space cache info onto disk.
2017                  */
2018                 if (btrfs_test_opt(info, SPACE_CACHE))
2019                         cache->disk_cache_state = BTRFS_DC_CLEAR;
2020         }
2021         if (!mixed && ((cache->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
2022             (cache->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))) {
2023                         btrfs_err(info,
2024 "bg %llu is a mixed block group but filesystem hasn't enabled mixed block groups",
2025                                   cache->start);
2026                         ret = -EINVAL;
2027                         goto error;
2028         }
2029
2030         ret = btrfs_load_block_group_zone_info(cache, false);
2031         if (ret) {
2032                 btrfs_err(info, "zoned: failed to load zone info of bg %llu",
2033                           cache->start);
2034                 goto error;
2035         }
2036
2037         /*
2038          * We need to exclude the super stripes now so that the space info has
2039          * super bytes accounted for, otherwise we'll think we have more space
2040          * than we actually do.
2041          */
2042         ret = exclude_super_stripes(cache);
2043         if (ret) {
2044                 /* We may have excluded something, so call this just in case. */
2045                 btrfs_free_excluded_extents(cache);
2046                 goto error;
2047         }
2048
2049         /*
2050          * For zoned filesystem, space after the allocation offset is the only
2051          * free space for a block group. So, we don't need any caching work.
2052          * btrfs_calc_zone_unusable() will set the amount of free space and
2053          * zone_unusable space.
2054          *
2055          * For regular filesystem, check for two cases, either we are full, and
2056          * therefore don't need to bother with the caching work since we won't
2057          * find any space, or we are empty, and we can just add all the space
2058          * in and be done with it.  This saves us _a_lot_ of time, particularly
2059          * in the full case.
2060          */
2061         if (btrfs_is_zoned(info)) {
2062                 btrfs_calc_zone_unusable(cache);
2063                 /* Should not have any excluded extents. Just in case, though. */
2064                 btrfs_free_excluded_extents(cache);
2065         } else if (cache->length == cache->used) {
2066                 cache->last_byte_to_unpin = (u64)-1;
2067                 cache->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
2068                 btrfs_free_excluded_extents(cache);
2069         } else if (cache->used == 0) {
2070                 cache->last_byte_to_unpin = (u64)-1;
2071                 cache->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
2072                 add_new_free_space(cache, cache->start,
2073                                    cache->start + cache->length);
2074                 btrfs_free_excluded_extents(cache);
2075         }
2076
2077         ret = btrfs_add_block_group_cache(info, cache);
2078         if (ret) {
2079                 btrfs_remove_free_space_cache(cache);
2080                 goto error;
2081         }
2082         trace_btrfs_add_block_group(info, cache, 0);
2083         btrfs_update_space_info(info, cache->flags, cache->length,
2084                                 cache->used, cache->bytes_super,
2085                                 cache->zone_unusable, &space_info);
2086
2087         cache->space_info = space_info;
2088
2089         link_block_group(cache);
2090
2091         set_avail_alloc_bits(info, cache->flags);
2092         if (btrfs_chunk_writeable(info, cache->start)) {
2093                 if (cache->used == 0) {
2094                         ASSERT(list_empty(&cache->bg_list));
2095                         if (btrfs_test_opt(info, DISCARD_ASYNC))
2096                                 btrfs_discard_queue_work(&info->discard_ctl, cache);
2097                         else
2098                                 btrfs_mark_bg_unused(cache);
2099                 }
2100         } else {
2101                 inc_block_group_ro(cache, 1);
2102         }
2103
2104         return 0;
2105 error:
2106         btrfs_put_block_group(cache);
2107         return ret;
2108 }
2109
2110 static int fill_dummy_bgs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2111 {
2112         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
2113         struct btrfs_space_info *space_info;
2114         struct rb_node *node;
2115         int ret = 0;
2116
2117         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
2118                 struct extent_map *em;
2119                 struct map_lookup *map;
2120                 struct btrfs_block_group *bg;
2121
2122                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
2123                 map = em->map_lookup;
2124                 bg = btrfs_create_block_group_cache(fs_info, em->start);
2125                 if (!bg) {
2126                         ret = -ENOMEM;
2127                         break;
2128                 }
2129
2130                 /* Fill dummy cache as FULL */
2131                 bg->length = em->len;
2132                 bg->flags = map->type;
2133                 bg->last_byte_to_unpin = (u64)-1;
2134                 bg->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
2135                 bg->used = em->len;
2136                 bg->flags = map->type;
2137                 ret = btrfs_add_block_group_cache(fs_info, bg);
2138                 /*
2139                  * We may have some valid block group cache added already, in
2140                  * that case we skip to the next one.
2141                  */
2142                 if (ret == -EEXIST) {
2143                         ret = 0;
2144                         btrfs_put_block_group(bg);
2145                         continue;
2146                 }
2147
2148                 if (ret) {
2149                         btrfs_remove_free_space_cache(bg);
2150                         btrfs_put_block_group(bg);
2151                         break;
2152                 }
2153
2154                 btrfs_update_space_info(fs_info, bg->flags, em->len, em->len,
2155                                         0, 0, &space_info);
2156                 bg->space_info = space_info;
2157                 link_block_group(bg);
2158
2159                 set_avail_alloc_bits(fs_info, bg->flags);
2160         }
2161         if (!ret)
2162                 btrfs_init_global_block_rsv(fs_info);
2163         return ret;
2164 }
2165
2166 int btrfs_read_block_groups(struct btrfs_fs_info *info)
2167 {
2168         struct btrfs_path *path;
2169         int ret;
2170         struct btrfs_block_group *cache;
2171         struct btrfs_space_info *space_info;
2172         struct btrfs_key key;
2173         int need_clear = 0;
2174         u64 cache_gen;
2175
2176         if (!info->extent_root)
2177                 return fill_dummy_bgs(info);
2178
2179         key.objectid = 0;
2180         key.offset = 0;
2181         key.type = BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY;
2182         path = btrfs_alloc_path();
2183         if (!path)
2184                 return -ENOMEM;
2185
2186         cache_gen = btrfs_super_cache_generation(info->super_copy);
2187         if (btrfs_test_opt(info, SPACE_CACHE) &&
2188             btrfs_super_generation(info->super_copy) != cache_gen)
2189                 need_clear = 1;
2190         if (btrfs_test_opt(info, CLEAR_CACHE))
2191                 need_clear = 1;
2192
2193         while (1) {
2194                 struct btrfs_block_group_item bgi;
2195                 struct extent_buffer *leaf;
2196                 int slot;
2197
2198                 ret = find_first_block_group(info, path, &key);
2199                 if (ret > 0)
2200                         break;
2201                 if (ret != 0)
2202                         goto error;
2203
2204                 leaf = path->nodes[0];
2205                 slot = path->slots[0];
2206
2207                 read_extent_buffer(leaf, &bgi, btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
2208                                    sizeof(bgi));
2209
2210                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
2211                 btrfs_release_path(path);
2212                 ret = read_one_block_group(info, &bgi, &key, need_clear);
2213                 if (ret < 0)
2214                         goto error;
2215                 key.objectid += key.offset;
2216                 key.offset = 0;
2217         }
2218         btrfs_release_path(path);
2219
2220         list_for_each_entry(space_info, &info->space_info, list) {
2221                 int i;
2222
2223                 for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
2224                         if (list_empty(&space_info->block_groups[i]))
2225                                 continue;
2226                         cache = list_first_entry(&space_info->block_groups[i],
2227                                                  struct btrfs_block_group,
2228                                                  list);
2229                         btrfs_sysfs_add_block_group_type(cache);
2230                 }
2231
2232                 if (!(btrfs_get_alloc_profile(info, space_info->flags) &
2233                       (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 |
2234                        BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
2235                        BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK |
2236                        BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)))
2237                         continue;
2238                 /*
2239                  * Avoid allocating from un-mirrored block group if there are
2240                  * mirrored block groups.
2241                  */
2242                 list_for_each_entry(cache,
2243                                 &space_info->block_groups[BTRFS_RAID_RAID0],
2244                                 list)
2245                         inc_block_group_ro(cache, 1);
2246                 list_for_each_entry(cache,
2247                                 &space_info->block_groups[BTRFS_RAID_SINGLE],
2248                                 list)
2249                         inc_block_group_ro(cache, 1);
2250         }
2251
2252         btrfs_init_global_block_rsv(info);
2253         ret = check_chunk_block_group_mappings(info);
2254 error:
2255         btrfs_free_path(path);
2256         /*
2257          * We've hit some error while reading the extent tree, and have
2258          * rescue=ibadroots mount option.
2259          * Try to fill the tree using dummy block groups so that the user can
2260          * continue to mount and grab their data.
2261          */
2262         if (ret && btrfs_test_opt(info, IGNOREBADROOTS))
2263                 ret = fill_dummy_bgs(info);
2264         return ret;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * This function, insert_block_group_item(), belongs to the phase 2 of chunk
2269  * allocation.
2270  *
2271  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
2272  * phases.
2273  */
2274 static int insert_block_group_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
2275                                    struct btrfs_block_group *block_group)
2276 {
2277         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2278         struct btrfs_block_group_item bgi;
2279         struct btrfs_root *root;
2280         struct btrfs_key key;
2281
2282         spin_lock(&block_group->lock);
2283         btrfs_set_stack_block_group_used(&bgi, block_group->used);
2284         btrfs_set_stack_block_group_chunk_objectid(&bgi,
2285                                 BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID);
2286         btrfs_set_stack_block_group_flags(&bgi, block_group->flags);
2287         key.objectid = block_group->start;
2288         key.type = BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY;
2289         key.offset = block_group->length;
2290         spin_unlock(&block_group->lock);
2291
2292         root = fs_info->extent_root;
2293         return btrfs_insert_item(trans, root, &key, &bgi, sizeof(bgi));
2294 }
2295
2296 static int insert_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2297                             struct btrfs_device *device, u64 chunk_offset,
2298                             u64 start, u64 num_bytes)
2299 {
2300         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2301         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2302         struct btrfs_path *path;
2303         struct btrfs_dev_extent *extent;
2304         struct extent_buffer *leaf;
2305         struct btrfs_key key;
2306         int ret;
2307
2308         WARN_ON(!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state));
2309         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
2310         path = btrfs_alloc_path();
2311         if (!path)
2312                 return -ENOMEM;
2313
2314         key.objectid = device->devid;
2315         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
2316         key.offset = start;
2317         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key, sizeof(*extent));
2318         if (ret)
2319                 goto out;
2320
2321         leaf = path->nodes[0];
2322         extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_extent);
2323         btrfs_set_dev_extent_chunk_tree(leaf, extent, BTRFS_CHUNK_TREE_OBJECTID);
2324         btrfs_set_dev_extent_chunk_objectid(leaf, extent,
2325                                             BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID);
2326         btrfs_set_dev_extent_chunk_offset(leaf, extent, chunk_offset);
2327
2328         btrfs_set_dev_extent_length(leaf, extent, num_bytes);
2329         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2330 out:
2331         btrfs_free_path(path);
2332         return ret;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * This function belongs to phase 2.
2337  *
2338  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
2339  * phases.
2340  */
2341 static int insert_dev_extents(struct btrfs_trans_handle *trans,
2342                                    u64 chunk_offset, u64 chunk_size)
2343 {
2344         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2345         struct btrfs_device *device;
2346         struct extent_map *em;
2347         struct map_lookup *map;
2348         u64 dev_offset;
2349         u64 stripe_size;
2350         int i;
2351         int ret = 0;
2352
2353         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, chunk_size);
2354         if (IS_ERR(em))
2355                 return PTR_ERR(em);
2356
2357         map = em->map_lookup;
2358         stripe_size = em->orig_block_len;
2359
2360         /*
2361          * Take the device list mutex to prevent races with the final phase of
2362          * a device replace operation that replaces the device object associated
2363          * with the map's stripes, because the device object's id can change
2364          * at any time during that final phase of the device replace operation
2365          * (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
2366          * replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
2367          * resulting in persisting a device extent item with such ID.
2368          */
2369         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2370         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
2371                 device = map->stripes[i].dev;
2372                 dev_offset = map->stripes[i].physical;
2373
2374                 ret = insert_dev_extent(trans, device, chunk_offset, dev_offset,
2375                                        stripe_size);
2376                 if (ret)
2377                         break;
2378         }
2379         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2380
2381         free_extent_map(em);
2382         return ret;
2383 }
2384
2385 /*
2386  * This function, btrfs_create_pending_block_groups(), belongs to the phase 2 of
2387  * chunk allocation.
2388  *
2389  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
2390  * phases.
2391  */
2392 void btrfs_create_pending_block_groups(struct btrfs_trans_handle *trans)
2393 {
2394         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2395         struct btrfs_block_group *block_group;
2396         int ret = 0;
2397
2398         while (!list_empty(&trans->new_bgs)) {
2399                 int index;
2400
2401                 block_group = list_first_entry(&trans->new_bgs,
2402                                                struct btrfs_block_group,
2403                                                bg_list);
2404                 if (ret)
2405                         goto next;
2406
2407                 index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(block_group->flags);
2408
2409                 ret = insert_block_group_item(trans, block_group);
2410                 if (ret)
2411                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2412                 if (!block_group->chunk_item_inserted) {
2413                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2414                         ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, block_group);
2415                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2416                         if (ret)
2417                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2418                 }
2419                 ret = insert_dev_extents(trans, block_group->start,
2420                                          block_group->length);
2421                 if (ret)
2422                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2423                 add_block_group_free_space(trans, block_group);
2424
2425                 /*
2426                  * If we restriped during balance, we may have added a new raid
2427                  * type, so now add the sysfs entries when it is safe to do so.
2428                  * We don't have to worry about locking here as it's handled in
2429                  * btrfs_sysfs_add_block_group_type.
2430                  */
2431                 if (block_group->space_info->block_group_kobjs[index] == NULL)
2432                         btrfs_sysfs_add_block_group_type(block_group);
2433
2434                 /* Already aborted the transaction if it failed. */
2435 next:
2436                 btrfs_delayed_refs_rsv_release(fs_info, 1);
2437                 list_del_init(&block_group->bg_list);
2438         }
2439         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2440 }
2441
2442 struct btrfs_block_group *btrfs_make_block_group(struct btrfs_trans_handle *trans,
2443                                                  u64 bytes_used, u64 type,
2444                                                  u64 chunk_offset, u64 size)
2445 {
2446         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2447         struct btrfs_block_group *cache;
2448         int ret;
2449
2450         btrfs_set_log_full_commit(trans);
2451
2452         cache = btrfs_create_block_group_cache(fs_info, chunk_offset);
2453         if (!cache)
2454                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2455
2456         cache->length = size;
2457         set_free_space_tree_thresholds(cache);
2458         cache->used = bytes_used;
2459         cache->flags = type;
2460         cache->last_byte_to_unpin = (u64)-1;
2461         cache->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
2462         if (btrfs_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE))
2463                 cache->needs_free_space = 1;
2464
2465         ret = btrfs_load_block_group_zone_info(cache, true);
2466         if (ret) {
2467                 btrfs_put_block_group(cache);
2468                 return ERR_PTR(ret);
2469         }
2470
2471         /*
2472          * New block group is likely to be used soon. Try to activate it now.
2473          * Failure is OK for now.
2474          */
2475         btrfs_zone_activate(cache);
2476
2477         ret = exclude_super_stripes(cache);
2478         if (ret) {
2479                 /* We may have excluded something, so call this just in case */
2480                 btrfs_free_excluded_extents(cache);
2481                 btrfs_put_block_group(cache);
2482                 return ERR_PTR(ret);
2483         }
2484
2485         add_new_free_space(cache, chunk_offset, chunk_offset + size);
2486
2487         btrfs_free_excluded_extents(cache);
2488
2489 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
2490         if (btrfs_should_fragment_free_space(cache)) {
2491                 u64 new_bytes_used = size - bytes_used;
2492
2493                 bytes_used += new_bytes_used >> 1;
2494                 fragment_free_space(cache);
2495         }
2496 #endif
2497         /*
2498          * Ensure the corresponding space_info object is created and
2499          * assigned to our block group. We want our bg to be added to the rbtree
2500          * with its ->space_info set.
2501          */
2502         cache->space_info = btrfs_find_space_info(fs_info, cache->flags);
2503         ASSERT(cache->space_info);
2504
2505         ret = btrfs_add_block_group_cache(fs_info, cache);
2506         if (ret) {
2507                 btrfs_remove_free_space_cache(cache);
2508                 btrfs_put_block_group(cache);
2509                 return ERR_PTR(ret);
2510         }
2511
2512         /*
2513          * Now that our block group has its ->space_info set and is inserted in
2514          * the rbtree, update the space info's counters.
2515          */
2516         trace_btrfs_add_block_group(fs_info, cache, 1);
2517         btrfs_update_space_info(fs_info, cache->flags, size, bytes_used,
2518                                 cache->bytes_super, cache->zone_unusable,
2519                                 &cache->space_info);
2520         btrfs_update_global_block_rsv(fs_info);
2521
2522         link_block_group(cache);
2523
2524         list_add_tail(&cache->bg_list, &trans->new_bgs);
2525         trans->delayed_ref_updates++;
2526         btrfs_update_delayed_refs_rsv(trans);
2527
2528         set_avail_alloc_bits(fs_info, type);
2529         return cache;
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Mark one block group RO, can be called several times for the same block
2534  * group.
2535  *
2536  * @cache:              the destination block group
2537  * @do_chunk_alloc:     whether need to do chunk pre-allocation, this is to
2538  *                      ensure we still have some free space after marking this
2539  *                      block group RO.
2540  */
2541 int btrfs_inc_block_group_ro(struct btrfs_block_group *cache,
2542                              bool do_chunk_alloc)
2543 {
2544         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
2545         struct btrfs_trans_handle *trans;
2546         u64 alloc_flags;
2547         int ret;
2548         bool dirty_bg_running;
2549
2550         do {
2551                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->extent_root);
2552                 if (IS_ERR(trans))
2553                         return PTR_ERR(trans);
2554
2555                 dirty_bg_running = false;
2556
2557                 /*
2558                  * We're not allowed to set block groups readonly after the dirty
2559                  * block group cache has started writing.  If it already started,
2560                  * back off and let this transaction commit.
2561                  */
2562                 mutex_lock(&fs_info->ro_block_group_mutex);
2563                 if (test_bit(BTRFS_TRANS_DIRTY_BG_RUN, &trans->transaction->flags)) {
2564                         u64 transid = trans->transid;
2565
2566                         mutex_unlock(&fs_info->ro_block_group_mutex);
2567                         btrfs_end_transaction(trans);
2568
2569                         ret = btrfs_wait_for_commit(fs_info, transid);
2570                         if (ret)
2571                                 return ret;
2572                         dirty_bg_running = true;
2573                 }
2574         } while (dirty_bg_running);
2575
2576         if (do_chunk_alloc) {
2577                 /*
2578                  * If we are changing raid levels, try to allocate a
2579                  * corresponding block group with the new raid level.
2580                  */
2581                 alloc_flags = btrfs_get_alloc_profile(fs_info, cache->flags);
2582                 if (alloc_flags != cache->flags) {
2583                         ret = btrfs_chunk_alloc(trans, alloc_flags,
2584                                                 CHUNK_ALLOC_FORCE);
2585                         /*
2586                          * ENOSPC is allowed here, we may have enough space
2587                          * already allocated at the new raid level to carry on
2588                          */
2589                         if (ret == -ENOSPC)
2590                                 ret = 0;
2591                         if (ret < 0)
2592                                 goto out;
2593                 }
2594         }
2595
2596         ret = inc_block_group_ro(cache, 0);
2597         if (!do_chunk_alloc || ret == -ETXTBSY)
2598                 goto unlock_out;
2599         if (!ret)
2600                 goto out;
2601         alloc_flags = btrfs_get_alloc_profile(fs_info, cache->space_info->flags);
2602         ret = btrfs_chunk_alloc(trans, alloc_flags, CHUNK_ALLOC_FORCE);
2603         if (ret < 0)
2604                 goto out;
2605         ret = inc_block_group_ro(cache, 0);
2606         if (ret == -ETXTBSY)
2607                 goto unlock_out;
2608 out:
2609         if (cache->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
2610                 alloc_flags = btrfs_get_alloc_profile(fs_info, cache->flags);
2611                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2612                 check_system_chunk(trans, alloc_flags);
2613                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2614         }
2615 unlock_out:
2616         mutex_unlock(&fs_info->ro_block_group_mutex);
2617
2618         btrfs_end_transaction(trans);
2619         return ret;
2620 }
2621
2622 void btrfs_dec_block_group_ro(struct btrfs_block_group *cache)
2623 {
2624         struct btrfs_space_info *sinfo = cache->space_info;
2625         u64 num_bytes;
2626
2627         BUG_ON(!cache->ro);
2628
2629         spin_lock(&sinfo->lock);
2630         spin_lock(&cache->lock);
2631         if (!--cache->ro) {
2632                 if (btrfs_is_zoned(cache->fs_info)) {
2633                         /* Migrate zone_unusable bytes back */
2634                         cache->zone_unusable =
2635                                 (cache->alloc_offset - cache->used) +
2636                                 (cache->length - cache->zone_capacity);
2637                         sinfo->bytes_zone_unusable += cache->zone_unusable;
2638                         sinfo->bytes_readonly -= cache->zone_unusable;
2639                 }
2640                 num_bytes = cache->length - cache->reserved -
2641                             cache->pinned - cache->bytes_super -
2642                             cache->zone_unusable - cache->used;
2643                 sinfo->bytes_readonly -= num_bytes;
2644                 list_del_init(&cache->ro_list);
2645         }
2646         spin_unlock(&cache->lock);
2647         spin_unlock(&sinfo->lock);
2648 }
2649
2650 static int update_block_group_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
2651                                    struct btrfs_path *path,
2652                                    struct btrfs_block_group *cache)
2653 {
2654         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2655         int ret;
2656         struct btrfs_root *root = fs_info->extent_root;
2657         unsigned long bi;
2658         struct extent_buffer *leaf;
2659         struct btrfs_block_group_item bgi;
2660         struct btrfs_key key;
2661
2662         key.objectid = cache->start;
2663         key.type = BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY;
2664         key.offset = cache->length;
2665
2666         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2667         if (ret) {
2668                 if (ret > 0)
2669                         ret = -ENOENT;
2670                 goto fail;
2671         }
2672
2673         leaf = path->nodes[0];
2674         bi = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
2675         btrfs_set_stack_block_group_used(&bgi, cache->used);
2676         btrfs_set_stack_block_group_chunk_objectid(&bgi,
2677                         BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID);
2678         btrfs_set_stack_block_group_flags(&bgi, cache->flags);
2679         write_extent_buffer(leaf, &bgi, bi, sizeof(bgi));
2680         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2681 fail:
2682         btrfs_release_path(path);
2683         return ret;
2684
2685 }
2686
2687 static int cache_save_setup(struct btrfs_block_group *block_group,
2688                             struct btrfs_trans_handle *trans,
2689                             struct btrfs_path *path)
2690 {
2691         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
2692         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
2693         struct inode *inode = NULL;
2694         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2695         u64 alloc_hint = 0;
2696         int dcs = BTRFS_DC_ERROR;
2697         u64 cache_size = 0;
2698         int retries = 0;
2699         int ret = 0;
2700
2701         if (!btrfs_test_opt(fs_info, SPACE_CACHE))
2702                 return 0;
2703
2704         /*
2705          * If this block group is smaller than 100 megs don't bother caching the
2706          * block group.
2707          */
2708         if (block_group->length < (100 * SZ_1M)) {
2709                 spin_lock(&block_group->lock);
2710                 block_group->disk_cache_state = BTRFS_DC_WRITTEN;
2711                 spin_unlock(&block_group->lock);
2712                 return 0;
2713         }
2714
2715         if (TRANS_ABORTED(trans))
2716                 return 0;
2717 again:
2718         inode = lookup_free_space_inode(block_group, path);
2719         if (IS_ERR(inode) && PTR_ERR(inode) != -ENOENT) {
2720                 ret = PTR_ERR(inode);
2721                 btrfs_release_path(path);
2722                 goto out;
2723         }
2724
2725         if (IS_ERR(inode)) {
2726                 BUG_ON(retries);
2727                 retries++;
2728
2729                 if (block_group->ro)
2730                         goto out_free;
2731
2732                 ret = create_free_space_inode(trans, block_group, path);
2733                 if (ret)
2734                         goto out_free;
2735                 goto again;
2736         }
2737
2738         /*
2739          * We want to set the generation to 0, that way if anything goes wrong
2740          * from here on out we know not to trust this cache when we load up next
2741          * time.
2742          */
2743         BTRFS_I(inode)->generation = 0;
2744         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
2745         if (ret) {
2746                 /*
2747                  * So theoretically we could recover from this, simply set the
2748                  * super cache generation to 0 so we know to invalidate the
2749                  * cache, but then we'd have to keep track of the block groups
2750                  * that fail this way so we know we _have_ to reset this cache
2751                  * before the next commit or risk reading stale cache.  So to
2752                  * limit our exposure to horrible edge cases lets just abort the
2753                  * transaction, this only happens in really bad situations
2754                  * anyway.
2755                  */
2756                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2757                 goto out_put;
2758         }
2759         WARN_ON(ret);
2760
2761         /* We've already setup this transaction, go ahead and exit */
2762         if (block_group->cache_generation == trans->transid &&
2763             i_size_read(inode)) {
2764                 dcs = BTRFS_DC_SETUP;
2765                 goto out_put;
2766         }
2767
2768         if (i_size_read(inode) > 0) {
2769                 ret = btrfs_check_trunc_cache_free_space(fs_info,
2770                                         &fs_info->global_block_rsv);
2771                 if (ret)
2772                         goto out_put;
2773
2774                 ret = btrfs_truncate_free_space_cache(trans, NULL, inode);
2775                 if (ret)
2776                         goto out_put;
2777         }
2778
2779         spin_lock(&block_group->lock);
2780         if (block_group->cached != BTRFS_CACHE_FINISHED ||
2781             !btrfs_test_opt(fs_info, SPACE_CACHE)) {
2782                 /*
2783                  * don't bother trying to write stuff out _if_
2784                  * a) we're not cached,
2785                  * b) we're with nospace_cache mount option,
2786                  * c) we're with v2 space_cache (FREE_SPACE_TREE).
2787                  */
2788                 dcs = BTRFS_DC_WRITTEN;
2789                 spin_unlock(&block_group->lock);
2790                 goto out_put;
2791         }
2792         spin_unlock(&block_group->lock);
2793
2794         /*
2795          * We hit an ENOSPC when setting up the cache in this transaction, just
2796          * skip doing the setup, we've already cleared the cache so we're safe.
2797          */
2798         if (test_bit(BTRFS_TRANS_CACHE_ENOSPC, &trans->transaction->flags)) {
2799                 ret = -ENOSPC;
2800                 goto out_put;
2801         }
2802
2803         /*
2804          * Try to preallocate enough space based on how big the block group is.
2805          * Keep in mind this has to include any pinned space which could end up
2806          * taking up quite a bit since it's not folded into the other space
2807          * cache.
2808          */
2809         cache_size = div_u64(block_group->length, SZ_256M);
2810         if (!cache_size)
2811                 cache_size = 1;
2812
2813         cache_size *= 16;
2814         cache_size *= fs_info->sectorsize;
2815
2816         ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved, 0,
2817                                           cache_size);
2818         if (ret)
2819                 goto out_put;
2820
2821         ret = btrfs_prealloc_file_range_trans(inode, trans, 0, 0, cache_size,
2822                                               cache_size, cache_size,
2823                                               &alloc_hint);
2824         /*
2825          * Our cache requires contiguous chunks so that we don't modify a bunch
2826          * of metadata or split extents when writing the cache out, which means
2827          * we can enospc if we are heavily fragmented in addition to just normal
2828          * out of space conditions.  So if we hit this just skip setting up any
2829          * other block groups for this transaction, maybe we'll unpin enough
2830          * space the next time around.
2831          */
2832         if (!ret)
2833                 dcs = BTRFS_DC_SETUP;
2834         else if (ret == -ENOSPC)
2835                 set_bit(BTRFS_TRANS_CACHE_ENOSPC, &trans->transaction->flags);
2836
2837 out_put:
2838         iput(inode);
2839 out_free:
2840         btrfs_release_path(path);
2841 out:
2842         spin_lock(&block_group->lock);
2843         if (!ret && dcs == BTRFS_DC_SETUP)
2844                 block_group->cache_generation = trans->transid;
2845         block_group->disk_cache_state = dcs;
2846         spin_unlock(&block_group->lock);
2847
2848         extent_changeset_free(data_reserved);
2849         return ret;
2850 }
2851
2852 int btrfs_setup_space_cache(struct btrfs_trans_handle *trans)
2853 {
2854         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2855         struct btrfs_block_group *cache, *tmp;
2856         struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;
2857         struct btrfs_path *path;
2858
2859         if (list_empty(&cur_trans->dirty_bgs) ||
2860             !btrfs_test_opt(fs_info, SPACE_CACHE))
2861                 return 0;
2862
2863         path = btrfs_alloc_path();
2864         if (!path)
2865                 return -ENOMEM;
2866
2867         /* Could add new block groups, use _safe just in case */
2868         list_for_each_entry_safe(cache, tmp, &cur_trans->dirty_bgs,
2869                                  dirty_list) {
2870                 if (cache->disk_cache_state == BTRFS_DC_CLEAR)
2871                         cache_save_setup(cache, trans, path);
2872         }
2873
2874         btrfs_free_path(path);
2875         return 0;
2876 }
2877
2878 /*
2879  * Transaction commit does final block group cache writeback during a critical
2880  * section where nothing is allowed to change the FS.  This is required in
2881  * order for the cache to actually match the block group, but can introduce a
2882  * lot of latency into the commit.
2883  *
2884  * So, btrfs_start_dirty_block_groups is here to kick off block group cache IO.
2885  * There's a chance we'll have to redo some of it if the block group changes
2886  * again during the commit, but it greatly reduces the commit latency by
2887  * getting rid of the easy block groups while we're still allowing others to
2888  * join the commit.
2889  */
2890 int btrfs_start_dirty_block_groups(struct btrfs_trans_handle *trans)
2891 {
2892         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2893         struct btrfs_block_group *cache;
2894         struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;
2895         int ret = 0;
2896         int should_put;
2897         struct btrfs_path *path = NULL;
2898         LIST_HEAD(dirty);
2899         struct list_head *io = &cur_trans->io_bgs;
2900         int num_started = 0;
2901         int loops = 0;
2902
2903         spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
2904         if (list_empty(&cur_trans->dirty_bgs)) {
2905                 spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
2906                 return 0;
2907         }
2908         list_splice_init(&cur_trans->dirty_bgs, &dirty);
2909         spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
2910
2911 again:
2912         /* Make sure all the block groups on our dirty list actually exist */
2913         btrfs_create_pending_block_groups(trans);
2914
2915         if (!path) {
2916                 path = btrfs_alloc_path();
2917                 if (!path) {
2918                         ret = -ENOMEM;
2919                         goto out;
2920                 }
2921         }
2922
2923         /*
2924          * cache_write_mutex is here only to save us from balance or automatic
2925          * removal of empty block groups deleting this block group while we are
2926          * writing out the cache
2927          */
2928         mutex_lock(&trans->transaction->cache_write_mutex);
2929         while (!list_empty(&dirty)) {
2930                 bool drop_reserve = true;
2931
2932                 cache = list_first_entry(&dirty, struct btrfs_block_group,
2933                                          dirty_list);
2934                 /*
2935                  * This can happen if something re-dirties a block group that
2936                  * is already under IO.  Just wait for it to finish and then do
2937                  * it all again
2938                  */
2939                 if (!list_empty(&cache->io_list)) {
2940                         list_del_init(&cache->io_list);
2941                         btrfs_wait_cache_io(trans, cache, path);
2942                         btrfs_put_block_group(cache);
2943                 }
2944
2945
2946                 /*
2947                  * btrfs_wait_cache_io uses the cache->dirty_list to decide if
2948                  * it should update the cache_state.  Don't delete until after
2949                  * we wait.
2950                  *
2951                  * Since we're not running in the commit critical section
2952                  * we need the dirty_bgs_lock to protect from update_block_group
2953                  */
2954                 spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
2955                 list_del_init(&cache->dirty_list);
2956                 spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
2957
2958                 should_put = 1;
2959
2960                 cache_save_setup(cache, trans, path);
2961
2962                 if (cache->disk_cache_state == BTRFS_DC_SETUP) {
2963                         cache->io_ctl.inode = NULL;
2964                         ret = btrfs_write_out_cache(trans, cache, path);
2965                         if (ret == 0 && cache->io_ctl.inode) {
2966                                 num_started++;
2967                                 should_put = 0;
2968
2969                                 /*
2970                                  * The cache_write_mutex is protecting the
2971                                  * io_list, also refer to the definition of
2972                                  * btrfs_transaction::io_bgs for more details
2973                                  */
2974                                 list_add_tail(&cache->io_list, io);
2975                         } else {
2976                                 /*
2977                                  * If we failed to write the cache, the
2978                                  * generation will be bad and life goes on
2979                                  */
2980                                 ret = 0;
2981                         }
2982                 }
2983                 if (!ret) {
2984                         ret = update_block_group_item(trans, path, cache);
2985                         /*
2986                          * Our block group might still be attached to the list
2987                          * of new block groups in the transaction handle of some
2988                          * other task (struct btrfs_trans_handle->new_bgs). This
2989                          * means its block group item isn't yet in the extent
2990                          * tree. If this happens ignore the error, as we will
2991                          * try again later in the critical section of the
2992                          * transaction commit.
2993                          */
2994                         if (ret == -ENOENT) {
2995                                 ret = 0;
2996                                 spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
2997                                 if (list_empty(&cache->dirty_list)) {
2998                                         list_add_tail(&cache->dirty_list,
2999                                                       &cur_trans->dirty_bgs);
3000                                         btrfs_get_block_group(cache);
3001                                         drop_reserve = false;
3002                                 }
3003                                 spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3004                         } else if (ret) {
3005                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3006                         }
3007                 }
3008
3009                 /* If it's not on the io list, we need to put the block group */
3010                 if (should_put)
3011                         btrfs_put_block_group(cache);
3012                 if (drop_reserve)
3013                         btrfs_delayed_refs_rsv_release(fs_info, 1);
3014                 /*
3015                  * Avoid blocking other tasks for too long. It might even save
3016                  * us from writing caches for block groups that are going to be
3017                  * removed.
3018                  */
3019                 mutex_unlock(&trans->transaction->cache_write_mutex);
3020                 if (ret)
3021                         goto out;
3022                 mutex_lock(&trans->transaction->cache_write_mutex);
3023         }
3024         mutex_unlock(&trans->transaction->cache_write_mutex);
3025
3026         /*
3027          * Go through delayed refs for all the stuff we've just kicked off
3028          * and then loop back (just once)
3029          */
3030         if (!ret)
3031                 ret = btrfs_run_delayed_refs(trans, 0);
3032         if (!ret && loops == 0) {
3033                 loops++;
3034                 spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3035                 list_splice_init(&cur_trans->dirty_bgs, &dirty);
3036                 /*
3037                  * dirty_bgs_lock protects us from concurrent block group
3038                  * deletes too (not just cache_write_mutex).
3039                  */
3040                 if (!list_empty(&dirty)) {
3041                         spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3042                         goto again;
3043                 }
3044                 spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3045         }
3046 out:
3047         if (ret < 0) {
3048                 spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3049                 list_splice_init(&dirty, &cur_trans->dirty_bgs);
3050                 spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3051                 btrfs_cleanup_dirty_bgs(cur_trans, fs_info);
3052         }
3053
3054         btrfs_free_path(path);
3055         return ret;
3056 }
3057
3058 int btrfs_write_dirty_block_groups(struct btrfs_trans_handle *trans)
3059 {
3060         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3061         struct btrfs_block_group *cache;
3062         struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;
3063         int ret = 0;
3064         int should_put;
3065         struct btrfs_path *path;
3066         struct list_head *io = &cur_trans->io_bgs;
3067         int num_started = 0;
3068
3069         path = btrfs_alloc_path();
3070         if (!path)
3071                 return -ENOMEM;
3072
3073         /*
3074          * Even though we are in the critical section of the transaction commit,
3075          * we can still have concurrent tasks adding elements to this
3076          * transaction's list of dirty block groups. These tasks correspond to
3077          * endio free space workers started when writeback finishes for a
3078          * space cache, which run inode.c:btrfs_finish_ordered_io(), and can
3079          * allocate new block groups as a result of COWing nodes of the root
3080          * tree when updating the free space inode. The writeback for the space
3081          * caches is triggered by an earlier call to
3082          * btrfs_start_dirty_block_groups() and iterations of the following
3083          * loop.
3084          * Also we want to do the cache_save_setup first and then run the
3085          * delayed refs to make sure we have the best chance at doing this all
3086          * in one shot.
3087          */
3088         spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3089         while (!list_empty(&cur_trans->dirty_bgs)) {
3090                 cache = list_first_entry(&cur_trans->dirty_bgs,
3091                                          struct btrfs_block_group,
3092                                          dirty_list);
3093
3094                 /*
3095                  * This can happen if cache_save_setup re-dirties a block group
3096                  * that is already under IO.  Just wait for it to finish and
3097                  * then do it all again
3098                  */
3099                 if (!list_empty(&cache->io_list)) {
3100                         spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3101                         list_del_init(&cache->io_list);
3102                         btrfs_wait_cache_io(trans, cache, path);
3103                         btrfs_put_block_group(cache);
3104                         spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3105                 }
3106
3107                 /*
3108                  * Don't remove from the dirty list until after we've waited on
3109                  * any pending IO
3110                  */
3111                 list_del_init(&cache->dirty_list);
3112                 spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3113                 should_put = 1;
3114
3115                 cache_save_setup(cache, trans, path);
3116
3117                 if (!ret)
3118                         ret = btrfs_run_delayed_refs(trans,
3119                                                      (unsigned long) -1);
3120
3121                 if (!ret && cache->disk_cache_state == BTRFS_DC_SETUP) {
3122                         cache->io_ctl.inode = NULL;
3123                         ret = btrfs_write_out_cache(trans, cache, path);
3124                         if (ret == 0 && cache->io_ctl.inode) {
3125                                 num_started++;
3126                                 should_put = 0;
3127                                 list_add_tail(&cache->io_list, io);
3128                         } else {
3129                                 /*
3130                                  * If we failed to write the cache, the
3131                                  * generation will be bad and life goes on
3132                                  */
3133                                 ret = 0;
3134                         }
3135                 }
3136                 if (!ret) {
3137                         ret = update_block_group_item(trans, path, cache);
3138                         /*
3139                          * One of the free space endio workers might have
3140                          * created a new block group while updating a free space
3141                          * cache's inode (at inode.c:btrfs_finish_ordered_io())
3142                          * and hasn't released its transaction handle yet, in
3143                          * which case the new block group is still attached to
3144                          * its transaction handle and its creation has not
3145                          * finished yet (no block group item in the extent tree
3146                          * yet, etc). If this is the case, wait for all free
3147                          * space endio workers to finish and retry. This is a
3148                          * very rare case so no need for a more efficient and
3149                          * complex approach.
3150                          */
3151                         if (ret == -ENOENT) {
3152                                 wait_event(cur_trans->writer_wait,
3153                                    atomic_read(&cur_trans->num_writers) == 1);
3154                                 ret = update_block_group_item(trans, path, cache);
3155                         }
3156                         if (ret)
3157                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3158                 }
3159
3160                 /* If its not on the io list, we need to put the block group */
3161                 if (should_put)
3162                         btrfs_put_block_group(cache);
3163                 btrfs_delayed_refs_rsv_release(fs_info, 1);
3164                 spin_lock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3165         }
3166         spin_unlock(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
3167
3168         /*
3169          * Refer to the definition of io_bgs member for details why it's safe
3170          * to use it without any locking
3171          */
3172         while (!list_empty(io)) {
3173                 cache = list_first_entry(io, struct btrfs_block_group,
3174                                          io_list);
3175                 list_del_init(&cache->io_list);
3176                 btrfs_wait_cache_io(trans, cache, path);
3177                 btrfs_put_block_group(cache);
3178         }
3179
3180         btrfs_free_path(path);
3181         return ret;
3182 }
3183
3184 int btrfs_update_block_group(struct btrfs_trans_handle *trans,
3185                              u64 bytenr, u64 num_bytes, bool alloc)
3186 {
3187         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
3188         struct btrfs_block_group *cache = NULL;
3189         u64 total = num_bytes;
3190         u64 old_val;
3191         u64 byte_in_group;
3192         int factor;
3193         int ret = 0;
3194
3195         /* Block accounting for super block */
3196         spin_lock(&info->delalloc_root_lock);
3197         old_val = btrfs_super_bytes_used(info->super_copy);
3198         if (alloc)
3199                 old_val += num_bytes;
3200         else
3201                 old_val -= num_bytes;
3202         btrfs_set_super_bytes_used(info->super_copy, old_val);
3203         spin_unlock(&info->delalloc_root_lock);
3204
3205         while (total) {
3206                 cache = btrfs_lookup_block_group(info, bytenr);
3207                 if (!cache) {
3208                         ret = -ENOENT;
3209                         break;
3210                 }
3211                 factor = btrfs_bg_type_to_factor(cache->flags);
3212
3213                 /*
3214                  * If this block group has free space cache written out, we
3215                  * need to make sure to load it if we are removing space.  This
3216                  * is because we need the unpinning stage to actually add the
3217                  * space back to the block group, otherwise we will leak space.
3218                  */
3219                 if (!alloc && !btrfs_block_group_done(cache))
3220                         btrfs_cache_block_group(cache, 1);
3221
3222                 byte_in_group = bytenr - cache->start;
3223                 WARN_ON(byte_in_group > cache->length);
3224
3225                 spin_lock(&cache->space_info->lock);
3226                 spin_lock(&cache->lock);
3227
3228                 if (btrfs_test_opt(info, SPACE_CACHE) &&
3229                     cache->disk_cache_state < BTRFS_DC_CLEAR)
3230                         cache->disk_cache_state = BTRFS_DC_CLEAR;
3231
3232                 old_val = cache->used;
3233                 num_bytes = min(total, cache->length - byte_in_group);
3234                 if (alloc) {
3235                         old_val += num_bytes;
3236                         cache->used = old_val;
3237                         cache->reserved -= num_bytes;
3238                         cache->space_info->bytes_reserved -= num_bytes;
3239                         cache->space_info->bytes_used += num_bytes;
3240                         cache->space_info->disk_used += num_bytes * factor;
3241                         spin_unlock(&cache->lock);
3242                         spin_unlock(&cache->space_info->lock);
3243                 } else {
3244                         old_val -= num_bytes;
3245                         cache->used = old_val;
3246                         cache->pinned += num_bytes;
3247                         btrfs_space_info_update_bytes_pinned(info,
3248                                         cache->space_info, num_bytes);
3249                         cache->space_info->bytes_used -= num_bytes;
3250                         cache->space_info->disk_used -= num_bytes * factor;
3251                         spin_unlock(&cache->lock);
3252                         spin_unlock(&cache->space_info->lock);
3253
3254                         set_extent_dirty(&trans->transaction->pinned_extents,
3255                                          bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
3256                                          GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
3257                 }
3258
3259                 spin_lock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
3260                 if (list_empty(&cache->dirty_list)) {
3261                         list_add_tail(&cache->dirty_list,
3262                                       &trans->transaction->dirty_bgs);
3263                         trans->delayed_ref_updates++;
3264                         btrfs_get_block_group(cache);
3265                 }
3266                 spin_unlock(&trans->transaction->dirty_bgs_lock);
3267
3268                 /*
3269                  * No longer have used bytes in this block group, queue it for
3270                  * deletion. We do this after adding the block group to the
3271                  * dirty list to avoid races between cleaner kthread and space
3272                  * cache writeout.
3273                  */
3274                 if (!alloc && old_val == 0) {
3275                         if (!btrfs_test_opt(info, DISCARD_ASYNC))
3276                                 btrfs_mark_bg_unused(cache);
3277                 }
3278
3279                 btrfs_put_block_group(cache);
3280                 total -= num_bytes;
3281                 bytenr += num_bytes;
3282         }
3283
3284         /* Modified block groups are accounted for in the delayed_refs_rsv. */
3285         btrfs_update_delayed_refs_rsv(trans);
3286         return ret;
3287 }
3288
3289 /**
3290  * btrfs_add_reserved_bytes - update the block_group and space info counters
3291  * @cache:      The cache we are manipulating
3292  * @ram_bytes:  The number of bytes of file content, and will be same to
3293  *              @num_bytes except for the compress path.
3294  * @num_bytes:  The number of bytes in question
3295  * @delalloc:   The blocks are allocated for the delalloc write
3296  *
3297  * This is called by the allocator when it reserves space. If this is a
3298  * reservation and the block group has become read only we cannot make the
3299  * reservation and return -EAGAIN, otherwise this function always succeeds.
3300  */
3301 int btrfs_add_reserved_bytes(struct btrfs_block_group *cache,
3302                              u64 ram_bytes, u64 num_bytes, int delalloc)
3303 {
3304         struct btrfs_space_info *space_info = cache->space_info;
3305         int ret = 0;
3306
3307         spin_lock(&space_info->lock);
3308         spin_lock(&cache->lock);
3309         if (cache->ro) {
3310                 ret = -EAGAIN;
3311         } else {
3312                 cache->reserved += num_bytes;
3313                 space_info->bytes_reserved += num_bytes;
3314                 trace_btrfs_space_reservation(cache->fs_info, "space_info",
3315                                               space_info->flags, num_bytes, 1);
3316                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(cache->fs_info,
3317                                                       space_info, -ram_bytes);
3318                 if (delalloc)
3319                         cache->delalloc_bytes += num_bytes;
3320
3321                 /*
3322                  * Compression can use less space than we reserved, so wake
3323                  * tickets if that happens
3324                  */
3325                 if (num_bytes < ram_bytes)
3326                         btrfs_try_granting_tickets(cache->fs_info, space_info);
3327         }
3328         spin_unlock(&cache->lock);
3329         spin_unlock(&space_info->lock);
3330         return ret;
3331 }
3332
3333 /**
3334  * btrfs_free_reserved_bytes - update the block_group and space info counters
3335  * @cache:      The cache we are manipulating
3336  * @num_bytes:  The number of bytes in question
3337  * @delalloc:   The blocks are allocated for the delalloc write
3338  *
3339  * This is called by somebody who is freeing space that was never actually used
3340  * on disk.  For example if you reserve some space for a new leaf in transaction
3341  * A and before transaction A commits you free that leaf, you call this with
3342  * reserve set to 0 in order to clear the reservation.
3343  */
3344 void btrfs_free_reserved_bytes(struct btrfs_block_group *cache,
3345                                u64 num_bytes, int delalloc)
3346 {
3347         struct btrfs_space_info *space_info = cache->space_info;
3348
3349         spin_lock(&space_info->lock);
3350         spin_lock(&cache->lock);
3351         if (cache->ro)
3352                 space_info->bytes_readonly += num_bytes;
3353         cache->reserved -= num_bytes;
3354         space_info->bytes_reserved -= num_bytes;
3355         space_info->max_extent_size = 0;
3356
3357         if (delalloc)
3358                 cache->delalloc_bytes -= num_bytes;
3359         spin_unlock(&cache->lock);
3360
3361         btrfs_try_granting_tickets(cache->fs_info, space_info);
3362         spin_unlock(&space_info->lock);
3363 }
3364
3365 static void force_metadata_allocation(struct btrfs_fs_info *info)
3366 {
3367         struct list_head *head = &info->space_info;
3368         struct btrfs_space_info *found;
3369
3370         list_for_each_entry(found, head, list) {
3371                 if (found->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3372                         found->force_alloc = CHUNK_ALLOC_FORCE;
3373         }
3374 }
3375
3376 static int should_alloc_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3377                               struct btrfs_space_info *sinfo, int force)
3378 {
3379         u64 bytes_used = btrfs_space_info_used(sinfo, false);
3380         u64 thresh;
3381
3382         if (force == CHUNK_ALLOC_FORCE)
3383                 return 1;
3384
3385         /*
3386          * in limited mode, we want to have some free space up to
3387          * about 1% of the FS size.
3388          */
3389         if (force == CHUNK_ALLOC_LIMITED) {
3390                 thresh = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
3391                 thresh = max_t(u64, SZ_64M, div_factor_fine(thresh, 1));
3392
3393                 if (sinfo->total_bytes - bytes_used < thresh)
3394                         return 1;
3395         }
3396
3397         if (bytes_used + SZ_2M < div_factor(sinfo->total_bytes, 8))
3398                 return 0;
3399         return 1;
3400 }
3401
3402 int btrfs_force_chunk_alloc(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 type)
3403 {
3404         u64 alloc_flags = btrfs_get_alloc_profile(trans->fs_info, type);
3405
3406         return btrfs_chunk_alloc(trans, alloc_flags, CHUNK_ALLOC_FORCE);
3407 }
3408
3409 static int do_chunk_alloc(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 flags)
3410 {
3411         struct btrfs_block_group *bg;
3412         int ret;
3413
3414         /*
3415          * Check if we have enough space in the system space info because we
3416          * will need to update device items in the chunk btree and insert a new
3417          * chunk item in the chunk btree as well. This will allocate a new
3418          * system block group if needed.
3419          */
3420         check_system_chunk(trans, flags);
3421
3422         bg = btrfs_create_chunk(trans, flags);
3423         if (IS_ERR(bg)) {
3424                 ret = PTR_ERR(bg);
3425                 goto out;
3426         }
3427
3428         ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, bg);
3429         /*
3430          * Normally we are not expected to fail with -ENOSPC here, since we have
3431          * previously reserved space in the system space_info and allocated one
3432          * new system chunk if necessary. However there are three exceptions:
3433          *
3434          * 1) We may have enough free space in the system space_info but all the
3435          *    existing system block groups have a profile which can not be used
3436          *    for extent allocation.
3437          *
3438          *    This happens when mounting in degraded mode. For example we have a
3439          *    RAID1 filesystem with 2 devices, lose one device and mount the fs
3440          *    using the other device in degraded mode. If we then allocate a chunk,
3441          *    we may have enough free space in the existing system space_info, but
3442          *    none of the block groups can be used for extent allocation since they
3443          *    have a RAID1 profile, and because we are in degraded mode with a
3444          *    single device, we are forced to allocate a new system chunk with a
3445          *    SINGLE profile. Making check_system_chunk() iterate over all system
3446          *    block groups and check if they have a usable profile and enough space
3447          *    can be slow on very large filesystems, so we tolerate the -ENOSPC and
3448          *    try again after forcing allocation of a new system chunk. Like this
3449          *    we avoid paying the cost of that search in normal circumstances, when
3450          *    we were not mounted in degraded mode;
3451          *
3452          * 2) We had enough free space info the system space_info, and one suitable
3453          *    block group to allocate from when we called check_system_chunk()
3454          *    above. However right after we called it, the only system block group
3455          *    with enough free space got turned into RO mode by a running scrub,
3456          *    and in this case we have to allocate a new one and retry. We only
3457          *    need do this allocate and retry once, since we have a transaction
3458          *    handle and scrub uses the commit root to search for block groups;
3459          *
3460          * 3) We had one system block group with enough free space when we called
3461          *    check_system_chunk(), but after that, right before we tried to
3462          *    allocate the last extent buffer we needed, a discard operation came
3463          *    in and it temporarily removed the last free space entry from the
3464          *    block group (discard removes a free space entry, discards it, and
3465          *    then adds back the entry to the block group cache).
3466          */
3467         if (ret == -ENOSPC) {
3468                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(trans->fs_info);
3469                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3470
3471                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3472                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3473                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3474                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3475                         goto out;
3476                 }
3477
3478                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3479                 if (ret) {
3480                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3481                         goto out;
3482                 }
3483
3484                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, bg);
3485                 if (ret) {
3486                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3487                         goto out;
3488                 }
3489         } else if (ret) {
3490                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3491                 goto out;
3492         }
3493 out:
3494         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3495
3496         return ret;
3497 }
3498
3499 /*
3500  * Chunk allocation is done in 2 phases:
3501  *
3502  * 1) Phase 1 - through btrfs_chunk_alloc() we allocate device extents for
3503  *    the chunk, the chunk mapping, create its block group and add the items
3504  *    that belong in the chunk btree to it - more specifically, we need to
3505  *    update device items in the chunk btree and add a new chunk item to it.
3506  *
3507  * 2) Phase 2 - through btrfs_create_pending_block_groups(), we add the block
3508  *    group item to the extent btree and the device extent items to the devices
3509  *    btree.
3510  *
3511  * This is done to prevent deadlocks. For example when COWing a node from the
3512  * extent btree we are holding a write lock on the node's parent and if we
3513  * trigger chunk allocation and attempted to insert the new block group item
3514  * in the extent btree right way, we could deadlock because the path for the
3515  * insertion can include that parent node. At first glance it seems impossible
3516  * to trigger chunk allocation after starting a transaction since tasks should
3517  * reserve enough transaction units (metadata space), however while that is true
3518  * most of the time, chunk allocation may still be triggered for several reasons:
3519  *
3520  * 1) When reserving metadata, we check if there is enough free space in the
3521  *    metadata space_info and therefore don't trigger allocation of a new chunk.
3522  *    However later when the task actually tries to COW an extent buffer from
3523  *    the extent btree or from the device btree for example, it is forced to
3524  *    allocate a new block group (chunk) because the only one that had enough
3525  *    free space was just turned to RO mode by a running scrub for example (or
3526  *    device replace, block group reclaim thread, etc), so we can not use it
3527  *    for allocating an extent and end up being forced to allocate a new one;
3528  *
3529  * 2) Because we only check that the metadata space_info has enough free bytes,
3530  *    we end up not allocating a new metadata chunk in that case. However if
3531  *    the filesystem was mounted in degraded mode, none of the existing block
3532  *    groups might be suitable for extent allocation due to their incompatible
3533  *    profile (for e.g. mounting a 2 devices filesystem, where all block groups
3534  *    use a RAID1 profile, in degraded mode using a single device). In this case
3535  *    when the task attempts to COW some extent buffer of the extent btree for
3536  *    example, it will trigger allocation of a new metadata block group with a
3537  *    suitable profile (SINGLE profile in the example of the degraded mount of
3538  *    the RAID1 filesystem);
3539  *
3540  * 3) The task has reserved enough transaction units / metadata space, but when
3541  *    it attempts to COW an extent buffer from the extent or device btree for
3542  *    example, it does not find any free extent in any metadata block group,
3543  *    therefore forced to try to allocate a new metadata block group.
3544  *    This is because some other task allocated all available extents in the
3545  *    meanwhile - this typically happens with tasks that don't reserve space
3546  *    properly, either intentionally or as a bug. One example where this is
3547  *    done intentionally is fsync, as it does not reserve any transaction units
3548  *    and ends up allocating a variable number of metadata extents for log
3549  *    tree extent buffers;
3550  *
3551  * 4) The task has reserved enough transaction units / metadata space, but right
3552  *    before it tries to allocate the last extent buffer it needs, a discard
3553  *    operation comes in and, temporarily, removes the last free space entry from
3554  *    the only metadata block group that had free space (discard starts by
3555  *    removing a free space entry from a block group, then does the discard
3556  *    operation and, once it's done, it adds back the free space entry to the
3557  *    block group).
3558  *
3559  * We also need this 2 phases setup when adding a device to a filesystem with
3560  * a seed device - we must create new metadata and system chunks without adding
3561  * any of the block group items to the chunk, extent and device btrees. If we
3562  * did not do it this way, we would get ENOSPC when attempting to update those
3563  * btrees, since all the chunks from the seed device are read-only.
3564  *
3565  * Phase 1 does the updates and insertions to the chunk btree because if we had
3566  * it done in phase 2 and have a thundering herd of tasks allocating chunks in
3567  * parallel, we risk having too many system chunks allocated by many tasks if
3568  * many tasks reach phase 1 without the previous ones completing phase 2. In the
3569  * extreme case this leads to exhaustion of the system chunk array in the
3570  * superblock. This is easier to trigger if using a btree node/leaf size of 64K
3571  * and with RAID filesystems (so we have more device items in the chunk btree).
3572  * This has happened before and commit eafa4fd0ad0607 ("btrfs: fix exhaustion of
3573  * the system chunk array due to concurrent allocations") provides more details.
3574  *
3575  * Allocation of system chunks does not happen through this function. A task that
3576  * needs to update the chunk btree (the only btree that uses system chunks), must
3577  * preallocate chunk space by calling either check_system_chunk() or
3578  * btrfs_reserve_chunk_metadata() - the former is used when allocating a data or
3579  * metadata chunk or when removing a chunk, while the later is used before doing
3580  * a modification to the chunk btree - use cases for the later are adding,
3581  * removing and resizing a device as well as relocation of a system chunk.
3582  * See the comment below for more details.
3583  *
3584  * The reservation of system space, done through check_system_chunk(), as well
3585  * as all the updates and insertions into the chunk btree must be done while
3586  * holding fs_info->chunk_mutex. This is important to guarantee that while COWing
3587  * an extent buffer from the chunks btree we never trigger allocation of a new
3588  * system chunk, which would result in a deadlock (trying to lock twice an
3589  * extent buffer of the chunk btree, first time before triggering the chunk
3590  * allocation and the second time during chunk allocation while attempting to
3591  * update the chunks btree). The system chunk array is also updated while holding
3592  * that mutex. The same logic applies to removing chunks - we must reserve system
3593  * space, update the chunk btree and the system chunk array in the superblock
3594  * while holding fs_info->chunk_mutex.
3595  *
3596  * This function, btrfs_chunk_alloc(), belongs to phase 1.
3597  *
3598  * If @force is CHUNK_ALLOC_FORCE:
3599  *    - return 1 if it successfully allocates a chunk,
3600  *    - return errors including -ENOSPC otherwise.
3601  * If @force is NOT CHUNK_ALLOC_FORCE:
3602  *    - return 0 if it doesn't need to allocate a new chunk,
3603  *    - return 1 if it successfully allocates a chunk,
3604  *    - return errors including -ENOSPC otherwise.
3605  */
3606 int btrfs_chunk_alloc(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 flags,
3607                       enum btrfs_chunk_alloc_enum force)
3608 {
3609         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3610         struct btrfs_space_info *space_info;
3611         bool wait_for_alloc = false;
3612         bool should_alloc = false;
3613         int ret = 0;
3614
3615         /* Don't re-enter if we're already allocating a chunk */
3616         if (trans->allocating_chunk)
3617                 return -ENOSPC;
3618         /*
3619          * Allocation of system chunks can not happen through this path, as we
3620          * could end up in a deadlock if we are allocating a data or metadata
3621          * chunk and there is another task modifying the chunk btree.
3622          *
3623          * This is because while we are holding the chunk mutex, we will attempt
3624          * to add the new chunk item to the chunk btree or update an existing
3625          * device item in the chunk btree, while the other task that is modifying
3626          * the chunk btree is attempting to COW an extent buffer while holding a
3627          * lock on it and on its parent - if the COW operation triggers a system
3628          * chunk allocation, then we can deadlock because we are holding the
3629          * chunk mutex and we may need to access that extent buffer or its parent
3630          * in order to add the chunk item or update a device item.
3631          *
3632          * Tasks that want to modify the chunk tree should reserve system space
3633          * before updating the chunk btree, by calling either
3634          * btrfs_reserve_chunk_metadata() or check_system_chunk().
3635          * It's possible that after a task reserves the space, it still ends up
3636          * here - this happens in the cases described above at do_chunk_alloc().
3637          * The task will have to either retry or fail.
3638          */
3639         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3640                 return -ENOSPC;
3641
3642         space_info = btrfs_find_space_info(fs_info, flags);
3643         ASSERT(space_info);
3644
3645         do {
3646                 spin_lock(&space_info->lock);
3647                 if (force < space_info->force_alloc)
3648                         force = space_info->force_alloc;
3649                 should_alloc = should_alloc_chunk(fs_info, space_info, force);
3650                 if (space_info->full) {
3651                         /* No more free physical space */
3652                         if (should_alloc)
3653                                 ret = -ENOSPC;
3654                         else
3655                                 ret = 0;
3656                         spin_unlock(&space_info->lock);
3657                         return ret;
3658                 } else if (!should_alloc) {
3659                         spin_unlock(&space_info->lock);
3660                         return 0;
3661                 } else if (space_info->chunk_alloc) {
3662                         /*
3663                          * Someone is already allocating, so we need to block
3664                          * until this someone is finished and then loop to
3665                          * recheck if we should continue with our allocation
3666                          * attempt.
3667                          */
3668                         wait_for_alloc = true;
3669                         spin_unlock(&space_info->lock);
3670                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3671                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3672                 } else {
3673                         /* Proceed with allocation */
3674                         space_info->chunk_alloc = 1;
3675                         wait_for_alloc = false;
3676                         spin_unlock(&space_info->lock);
3677                 }
3678
3679                 cond_resched();
3680         } while (wait_for_alloc);
3681
3682         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3683         trans->allocating_chunk = true;
3684
3685         /*
3686          * If we have mixed data/metadata chunks we want to make sure we keep
3687          * allocating mixed chunks instead of individual chunks.
3688          */
3689         if (btrfs_mixed_space_info(space_info))
3690                 flags |= (BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA | BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA);
3691
3692         /*
3693          * if we're doing a data chunk, go ahead and make sure that
3694          * we keep a reasonable number of metadata chunks allocated in the
3695          * FS as well.
3696          */
3697         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA && fs_info->metadata_ratio) {
3698                 fs_info->data_chunk_allocations++;
3699                 if (!(fs_info->data_chunk_allocations %
3700                       fs_info->metadata_ratio))
3701                         force_metadata_allocation(fs_info);
3702         }
3703
3704         ret = do_chunk_alloc(trans, flags);
3705         trans->allocating_chunk = false;
3706
3707         spin_lock(&space_info->lock);
3708         if (ret < 0) {
3709                 if (ret == -ENOSPC)
3710                         space_info->full = 1;
3711                 else
3712                         goto out;
3713         } else {
3714                 ret = 1;
3715                 space_info->max_extent_size = 0;
3716         }
3717
3718         space_info->force_alloc = CHUNK_ALLOC_NO_FORCE;
3719 out:
3720         space_info->chunk_alloc = 0;
3721         spin_unlock(&space_info->lock);
3722         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3723
3724         return ret;
3725 }
3726
3727 static u64 get_profile_num_devs(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 type)
3728 {
3729         u64 num_dev;
3730
3731         num_dev = btrfs_raid_array[btrfs_bg_flags_to_raid_index(type)].devs_max;
3732         if (!num_dev)
3733                 num_dev = fs_info->fs_devices->rw_devices;
3734
3735         return num_dev;
3736 }
3737
3738 static void reserve_chunk_space(struct btrfs_trans_handle *trans,
3739                                 u64 bytes,
3740                                 u64 type)
3741 {
3742         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3743         struct btrfs_space_info *info;
3744         u64 left;
3745         int ret = 0;
3746
3747         /*
3748          * Needed because we can end up allocating a system chunk and for an
3749          * atomic and race free space reservation in the chunk block reserve.
3750          */
3751         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
3752
3753         info = btrfs_find_space_info(fs_info, BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM);
3754         spin_lock(&info->lock);
3755         left = info->total_bytes - btrfs_space_info_used(info, true);
3756         spin_unlock(&info->lock);
3757
3758         if (left < bytes && btrfs_test_opt(fs_info, ENOSPC_DEBUG)) {
3759                 btrfs_info(fs_info, "left=%llu, need=%llu, flags=%llu",
3760                            left, bytes, type);
3761                 btrfs_dump_space_info(fs_info, info, 0, 0);
3762         }
3763
3764         if (left < bytes) {
3765                 u64 flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3766                 struct btrfs_block_group *bg;
3767
3768                 /*
3769                  * Ignore failure to create system chunk. We might end up not
3770                  * needing it, as we might not need to COW all nodes/leafs from
3771                  * the paths we visit in the chunk tree (they were already COWed
3772                  * or created in the current transaction for example).
3773                  */
3774                 bg = btrfs_create_chunk(trans, flags);
3775                 if (IS_ERR(bg)) {
3776                         ret = PTR_ERR(bg);
3777                 } else {
3778                         /*
3779                          * If we fail to add the chunk item here, we end up
3780                          * trying again at phase 2 of chunk allocation, at
3781                          * btrfs_create_pending_block_groups(). So ignore
3782                          * any error here. An ENOSPC here could happen, due to
3783                          * the cases described at do_chunk_alloc() - the system
3784                          * block group we just created was just turned into RO
3785                          * mode by a scrub for example, or a running discard
3786                          * temporarily removed its free space entries, etc.
3787                          */
3788                         btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, bg);
3789                 }
3790         }
3791
3792         if (!ret) {
3793                 ret = btrfs_block_rsv_add(fs_info->chunk_root,
3794                                           &fs_info->chunk_block_rsv,
3795                                           bytes, BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH);
3796                 if (!ret)
3797                         trans->chunk_bytes_reserved += bytes;
3798         }
3799 }
3800
3801 /*
3802  * Reserve space in the system space for allocating or removing a chunk.
3803  * The caller must be holding fs_info->chunk_mutex.
3804  */
3805 void check_system_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 type)
3806 {
3807         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3808         const u64 num_devs = get_profile_num_devs(fs_info, type);
3809         u64 bytes;
3810
3811         /* num_devs device items to update and 1 chunk item to add or remove. */
3812         bytes = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, num_devs) +
3813                 btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
3814
3815         reserve_chunk_space(trans, bytes, type);
3816 }
3817
3818 /*
3819  * Reserve space in the system space, if needed, for doing a modification to the
3820  * chunk btree.
3821  *
3822  * @trans:              A transaction handle.
3823  * @is_item_insertion:  Indicate if the modification is for inserting a new item
3824  *                      in the chunk btree or if it's for the deletion or update
3825  *                      of an existing item.
3826  *
3827  * This is used in a context where we need to update the chunk btree outside
3828  * block group allocation and removal, to avoid a deadlock with a concurrent
3829  * task that is allocating a metadata or data block group and therefore needs to
3830  * update the chunk btree while holding the chunk mutex. After the update to the
3831  * chunk btree is done, btrfs_trans_release_chunk_metadata() should be called.
3832  *
3833  */
3834 void btrfs_reserve_chunk_metadata(struct btrfs_trans_handle *trans,
3835                                   bool is_item_insertion)
3836 {
3837         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3838         u64 bytes;
3839
3840         if (is_item_insertion)
3841                 bytes = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
3842         else
3843                 bytes = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
3844
3845         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3846         reserve_chunk_space(trans, bytes, BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM);
3847         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3848 }
3849
3850 void btrfs_put_block_group_cache(struct btrfs_fs_info *info)
3851 {
3852         struct btrfs_block_group *block_group;
3853         u64 last = 0;
3854
3855         while (1) {
3856                 struct inode *inode;
3857
3858                 block_group = btrfs_lookup_first_block_group(info, last);
3859                 while (block_group) {
3860                         btrfs_wait_block_group_cache_done(block_group);
3861                         spin_lock(&block_group->lock);
3862                         if (block_group->iref)
3863                                 break;
3864                         spin_unlock(&block_group->lock);
3865                         block_group = btrfs_next_block_group(block_group);
3866                 }
3867                 if (!block_group) {
3868                         if (last == 0)
3869                                 break;
3870                         last = 0;
3871                         continue;
3872                 }
3873
3874                 inode = block_group->inode;
3875                 block_group->iref = 0;
3876                 block_group->inode = NULL;
3877                 spin_unlock(&block_group->lock);
3878                 ASSERT(block_group->io_ctl.inode == NULL);
3879                 iput(inode);
3880                 last = block_group->start + block_group->length;
3881                 btrfs_put_block_group(block_group);
3882         }
3883 }
3884
3885 /*
3886  * Must be called only after stopping all workers, since we could have block
3887  * group caching kthreads running, and therefore they could race with us if we
3888  * freed the block groups before stopping them.
3889  */
3890 int btrfs_free_block_groups(struct btrfs_fs_info *info)
3891 {
3892         struct btrfs_block_group *block_group;
3893         struct btrfs_space_info *space_info;
3894         struct btrfs_caching_control *caching_ctl;
3895         struct rb_node *n;
3896
3897         spin_lock(&info->block_group_cache_lock);
3898         while (!list_empty(&info->caching_block_groups)) {
3899                 caching_ctl = list_entry(info->caching_block_groups.next,
3900                                          struct btrfs_caching_control, list);
3901                 list_del(&caching_ctl->list);
3902                 btrfs_put_caching_control(caching_ctl);
3903         }
3904         spin_unlock(&info->block_group_cache_lock);
3905
3906         spin_lock(&info->unused_bgs_lock);
3907         while (!list_empty(&info->unused_bgs)) {
3908                 block_group = list_first_entry(&info->unused_bgs,
3909                                                struct btrfs_block_group,
3910                                                bg_list);
3911                 list_del_init(&block_group->bg_list);
3912                 btrfs_put_block_group(block_group);
3913         }
3914         spin_unlock(&info->unused_bgs_lock);
3915
3916         spin_lock(&info->unused_bgs_lock);
3917         while (!list_empty(&info->reclaim_bgs)) {
3918                 block_group = list_first_entry(&info->reclaim_bgs,
3919                                                struct btrfs_block_group,
3920                                                bg_list);
3921                 list_del_init(&block_group->bg_list);
3922                 btrfs_put_block_group(block_group);
3923         }
3924         spin_unlock(&info->unused_bgs_lock);
3925
3926         spin_lock(&info->zone_active_bgs_lock);
3927         while (!list_empty(&info->zone_active_bgs)) {
3928                 block_group = list_first_entry(&info->zone_active_bgs,
3929                                                struct btrfs_block_group,
3930                                                active_bg_list);
3931                 list_del_init(&block_group->active_bg_list);
3932                 btrfs_put_block_group(block_group);
3933         }
3934         spin_unlock(&info->zone_active_bgs_lock);
3935
3936         spin_lock(&info->block_group_cache_lock);
3937         while ((n = rb_last(&info->block_group_cache_tree)) != NULL) {
3938                 block_group = rb_entry(n, struct btrfs_block_group,
3939                                        cache_node);
3940                 rb_erase(&block_group->cache_node,
3941                          &info->block_group_cache_tree);
3942                 RB_CLEAR_NODE(&block_group->cache_node);
3943                 spin_unlock(&info->block_group_cache_lock);
3944
3945                 down_write(&block_group->space_info->groups_sem);
3946                 list_del(&block_group->list);
3947                 up_write(&block_group->space_info->groups_sem);
3948
3949                 /*
3950                  * We haven't cached this block group, which means we could
3951                  * possibly have excluded extents on this block group.
3952                  */
3953                 if (block_group->cached == BTRFS_CACHE_NO ||
3954                     block_group->cached == BTRFS_CACHE_ERROR)
3955                         btrfs_free_excluded_extents(block_group);
3956
3957                 btrfs_remove_free_space_cache(block_group);
3958                 ASSERT(block_group->cached != BTRFS_CACHE_STARTED);
3959                 ASSERT(list_empty(&block_group->dirty_list));
3960                 ASSERT(list_empty(&block_group->io_list));
3961                 ASSERT(list_empty(&block_group->bg_list));
3962                 ASSERT(refcount_read(&block_group->refs) == 1);
3963                 ASSERT(block_group->swap_extents == 0);
3964                 btrfs_put_block_group(block_group);
3965
3966                 spin_lock(&info->block_group_cache_lock);
3967         }
3968         spin_unlock(&info->block_group_cache_lock);
3969
3970         btrfs_release_global_block_rsv(info);
3971
3972         while (!list_empty(&info->space_info)) {
3973                 space_info = list_entry(info->space_info.next,
3974                                         struct btrfs_space_info,
3975                                         list);
3976
3977                 /*
3978                  * Do not hide this behind enospc_debug, this is actually
3979                  * important and indicates a real bug if this happens.
3980                  */
3981                 if (WARN_ON(space_info->bytes_pinned > 0 ||
3982                             space_info->bytes_reserved > 0 ||
3983                             space_info->bytes_may_use > 0))
3984                         btrfs_dump_space_info(info, space_info, 0, 0);
3985                 WARN_ON(space_info->reclaim_size > 0);
3986                 list_del(&space_info->list);
3987                 btrfs_sysfs_remove_space_info(space_info);
3988         }
3989         return 0;
3990 }
3991
3992 void btrfs_freeze_block_group(struct btrfs_block_group *cache)
3993 {
3994         atomic_inc(&cache->frozen);
3995 }
3996
3997 void btrfs_unfreeze_block_group(struct btrfs_block_group *block_group)
3998 {
3999         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
4000         struct extent_map_tree *em_tree;
4001         struct extent_map *em;
4002         bool cleanup;
4003
4004         spin_lock(&block_group->lock);
4005         cleanup = (atomic_dec_and_test(&block_group->frozen) &&
4006                    block_group->removed);
4007         spin_unlock(&block_group->lock);
4008
4009         if (cleanup) {
4010                 em_tree = &fs_info->mapping_tree;
4011                 write_lock(&em_tree->lock);
4012                 em = lookup_extent_mapping(em_tree, block_group->start,
4013                                            1);
4014                 BUG_ON(!em); /* logic error, can't happen */
4015                 remove_extent_mapping(em_tree, em);
4016                 write_unlock(&em_tree->lock);
4017
4018                 /* once for us and once for the tree */
4019                 free_extent_map(em);
4020                 free_extent_map(em);
4021
4022                 /*
4023                  * We may have left one free space entry and other possible
4024                  * tasks trimming this block group have left 1 entry each one.
4025                  * Free them if any.
4026                  */
4027                 __btrfs_remove_free_space_cache(block_group->free_space_ctl);
4028         }
4029 }
4030
4031 bool btrfs_inc_block_group_swap_extents(struct btrfs_block_group *bg)
4032 {
4033         bool ret = true;
4034
4035         spin_lock(&bg->lock);
4036         if (bg->ro)
4037                 ret = false;
4038         else
4039                 bg->swap_extents++;
4040         spin_unlock(&bg->lock);
4041
4042         return ret;
4043 }
4044
4045 void btrfs_dec_block_group_swap_extents(struct btrfs_block_group *bg, int amount)
4046 {
4047         spin_lock(&bg->lock);
4048         ASSERT(!bg->ro);
4049         ASSERT(bg->swap_extents >= amount);
4050         bg->swap_extents -= amount;
4051         spin_unlock(&bg->lock);
4052 }