fs/btrfs/root-tree.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
   4  */
   5
   6 #include <linux/err.h>
   7 #include <linux/uuid.h>
   8 #include "ctree.h"
   9 #include "transaction.h"
  10 #include "disk-io.h"
  11 #include "print-tree.h"
  12 #include "qgroup.h"
  13 #include "space-info.h"
  14
  15 /*
  16  * Read a root item from the tree. In case we detect a root item smaller then
  17  * sizeof(root_item), we know it's an old version of the root structure and
  18  * initialize all new fields to zero. The same happens if we detect mismatching
  19  * generation numbers as then we know the root was once mounted with an older
  20  * kernel that was not aware of the root item structure change.
  21  */
  22 static void btrfs_read_root_item(struct extent_buffer *eb, int slot,
  23                                 struct btrfs_root_item *item)
  24 {
  25         u32 len;
  26         int need_reset = 0;
  27
  28         len = btrfs_item_size(eb, slot);
  29         read_extent_buffer(eb, item, btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
  30                            min_t(u32, len, sizeof(*item)));
  31         if (len < sizeof(*item))
  32                 need_reset = 1;
  33         if (!need_reset && btrfs_root_generation(item)
  34                 != btrfs_root_generation_v2(item)) {
  35                 if (btrfs_root_generation_v2(item) != 0) {
  36                         btrfs_warn(eb->fs_info,
  37                                         "mismatching generation and generation_v2 found in root item. This root was probably mounted with an older kernel. Resetting all new fields.");
  38                 }
  39                 need_reset = 1;
  40         }
  41         if (need_reset) {
  42                 /* Clear all members from generation_v2 onwards. */
  43                 memset_startat(item, 0, generation_v2);
  44                 generate_random_guid(item->uuid);
  45         }
  46 }
  47
  48 /*
  49  * btrfs_find_root - lookup the root by the key.
  50  * root: the root of the root tree
  51  * search_key: the key to search
  52  * path: the path we search
  53  * root_item: the root item of the tree we look for
  54  * root_key: the root key of the tree we look for
  55  *
  56  * If ->offset of 'search_key' is -1ULL, it means we are not sure the offset
  57  * of the search key, just lookup the root with the highest offset for a
  58  * given objectid.
  59  *
  60  * If we find something return 0, otherwise > 0, < 0 on error.
  61  */
  62 int btrfs_find_root(struct btrfs_root *root, const struct btrfs_key *search_key,
  63                     struct btrfs_path *path, struct btrfs_root_item *root_item,
  64                     struct btrfs_key *root_key)
  65 {
  66         struct btrfs_key found_key;
  67         struct extent_buffer *l;
  68         int ret;
  69         int slot;
  70
  71         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, search_key, path, 0, 0);
  72         if (ret < 0)
  73                 return ret;
  74
  75         if (search_key->offset != -1ULL) {      /* the search key is exact */
  76                 if (ret > 0)
  77                         goto out;
  78         } else {
  79                 BUG_ON(ret == 0);               /* Logical error */
  80                 if (path->slots[0] == 0)
  81                         goto out;
  82                 path->slots[0]--;
  83                 ret = 0;
  84         }
  85
  86         l = path->nodes[0];
  87         slot = path->slots[0];
  88
  89         btrfs_item_key_to_cpu(l, &found_key, slot);
  90         if (found_key.objectid != search_key->objectid ||
  91             found_key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
  92                 ret = 1;
  93                 goto out;
  94         }
  95
  96         if (root_item)
  97                 btrfs_read_root_item(l, slot, root_item);
  98         if (root_key)
  99                 memcpy(root_key, &found_key, sizeof(found_key));
 100 out:
 101         btrfs_release_path(path);
 102         return ret;
 103 }
 104
 105 void btrfs_set_root_node(struct btrfs_root_item *item,
 106                          struct extent_buffer *node)
 107 {
 108         btrfs_set_root_bytenr(item, node->start);
 109         btrfs_set_root_level(item, btrfs_header_level(node));
 110         btrfs_set_root_generation(item, btrfs_header_generation(node));
 111 }
 112
 113 /*
 114  * copy the data in 'item' into the btree
 115  */
 116 int btrfs_update_root(struct btrfs_trans_handle *trans, struct btrfs_root
 117                       *root, struct btrfs_key *key, struct btrfs_root_item
 118                       *item)
 119 {
 120         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 121         struct btrfs_path *path;
 122         struct extent_buffer *l;
 123         int ret;
 124         int slot;
 125         unsigned long ptr;
 126         u32 old_len;
 127
 128         path = btrfs_alloc_path();
 129         if (!path)
 130                 return -ENOMEM;
 131
 132         ret = btrfs_search_slot(trans, root, key, path, 0, 1);
 133         if (ret < 0)
 134                 goto out;
 135
 136         if (ret > 0) {
 137                 btrfs_crit(fs_info,
 138                         "unable to find root key (%llu %u %llu) in tree %llu",
 139                         key->objectid, key->type, key->offset,
 140                         root->root_key.objectid);
 141                 ret = -EUCLEAN;
 142                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 143                 goto out;
 144         }
 145
 146         l = path->nodes[0];
 147         slot = path->slots[0];
 148         ptr = btrfs_item_ptr_offset(l, slot);
 149         old_len = btrfs_item_size(l, slot);
 150
 151         /*
 152          * If this is the first time we update the root item which originated
 153          * from an older kernel, we need to enlarge the item size to make room
 154          * for the added fields.
 155          */
 156         if (old_len < sizeof(*item)) {
 157                 btrfs_release_path(path);
 158                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, key, path,
 159                                 -1, 1);
 160                 if (ret < 0) {
 161                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 162                         goto out;
 163                 }
 164
 165                 ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
 166                 if (ret < 0) {
 167                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 168                         goto out;
 169                 }
 170                 btrfs_release_path(path);
 171                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path,
 172                                 key, sizeof(*item));
 173                 if (ret < 0) {
 174                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 175                         goto out;
 176                 }
 177                 l = path->nodes[0];
 178                 slot = path->slots[0];
 179                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(l, slot);
 180         }
 181
 182         /*
 183          * Update generation_v2 so at the next mount we know the new root
 184          * fields are valid.
 185          */
 186         btrfs_set_root_generation_v2(item, btrfs_root_generation(item));
 187
 188         write_extent_buffer(l, item, ptr, sizeof(*item));
 189         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
 190 out:
 191         btrfs_free_path(path);
 192         return ret;
 193 }
 194
 195 int btrfs_insert_root(struct btrfs_trans_handle *trans, struct btrfs_root *root,
 196                       const struct btrfs_key *key, struct btrfs_root_item *item)
 197 {
 198         /*
 199          * Make sure generation v1 and v2 match. See update_root for details.
 200          */
 201         btrfs_set_root_generation_v2(item, btrfs_root_generation(item));
 202         return btrfs_insert_item(trans, root, key, item, sizeof(*item));
 203 }
 204
 205 int btrfs_find_orphan_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 206 {
 207         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
 208         struct extent_buffer *leaf;
 209         struct btrfs_path *path;
 210         struct btrfs_key key;
 211         struct btrfs_root *root;
 212         int err = 0;
 213         int ret;
 214
 215         path = btrfs_alloc_path();
 216         if (!path)
 217                 return -ENOMEM;
 218
 219         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
 220         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
 221         key.offset = 0;
 222
 223         while (1) {
 224                 u64 root_objectid;
 225
 226                 ret = btrfs_search_slot(NULL, tree_root, &key, path, 0, 0);
 227                 if (ret < 0) {
 228                         err = ret;
 229                         break;
 230                 }
 231
 232                 leaf = path->nodes[0];
 233                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
 234                         ret = btrfs_next_leaf(tree_root, path);
 235                         if (ret < 0)
 236                                 err = ret;
 237                         if (ret != 0)
 238                                 break;
 239                         leaf = path->nodes[0];
 240                 }
 241
 242                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
 243                 btrfs_release_path(path);
 244
 245                 if (key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID ||
 246                     key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
 247                         break;
 248
 249                 root_objectid = key.offset;
 250                 key.offset++;
 251
 252                 root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root_objectid, false);
 253                 err = PTR_ERR_OR_ZERO(root);
 254                 if (err && err != -ENOENT) {
 255                         break;
 256                 } else if (err == -ENOENT) {
 257                         struct btrfs_trans_handle *trans;
 258
 259                         btrfs_release_path(path);
 260
 261                         trans = btrfs_join_transaction(tree_root);
 262                         if (IS_ERR(trans)) {
 263                                 err = PTR_ERR(trans);
 264                                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, err,
 265                                             "Failed to start trans to delete orphan item");
 266                                 break;
 267                         }
 268                         err = btrfs_del_orphan_item(trans, tree_root,
 269                                                     root_objectid);
 270                         btrfs_end_transaction(trans);
 271                         if (err) {
 272                                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, err,
 273                                             "Failed to delete root orphan item");
 274                                 break;
 275                         }
 276                         continue;
 277                 }
 278
 279                 WARN_ON(!test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state));
 280                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
 281                         set_bit(BTRFS_ROOT_DEAD_TREE, &root->state);
 282                         btrfs_add_dead_root(root);
 283                 }
 284                 btrfs_put_root(root);
 285         }
 286
 287         btrfs_free_path(path);
 288         return err;
 289 }
 290
 291 /* drop the root item for 'key' from the tree root */
 292 int btrfs_del_root(struct btrfs_trans_handle *trans,
 293                    const struct btrfs_key *key)
 294 {
 295         struct btrfs_root *root = trans->fs_info->tree_root;
 296         struct btrfs_path *path;
 297         int ret;
 298
 299         path = btrfs_alloc_path();
 300         if (!path)
 301                 return -ENOMEM;
 302         ret = btrfs_search_slot(trans, root, key, path, -1, 1);
 303         if (ret < 0)
 304                 goto out;
 305
 306         BUG_ON(ret != 0);
 307
 308         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
 309 out:
 310         btrfs_free_path(path);
 311         return ret;
 312 }
 313
 314 int btrfs_del_root_ref(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 root_id,
 315                        u64 ref_id, u64 dirid, u64 *sequence, const char *name,
 316                        int name_len)
 317
 318 {
 319         struct btrfs_root *tree_root = trans->fs_info->tree_root;
 320         struct btrfs_path *path;
 321         struct btrfs_root_ref *ref;
 322         struct extent_buffer *leaf;
 323         struct btrfs_key key;
 324         unsigned long ptr;
 325         int err = 0;
 326         int ret;
 327
 328         path = btrfs_alloc_path();
 329         if (!path)
 330                 return -ENOMEM;
 331
 332         key.objectid = root_id;
 333         key.type = BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY;
 334         key.offset = ref_id;
 335 again:
 336         ret = btrfs_search_slot(trans, tree_root, &key, path, -1, 1);
 337         if (ret < 0)
 338                 goto out;
 339         if (ret == 0) {
 340                 leaf = path->nodes[0];
 341                 ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
 342                                      struct btrfs_root_ref);
 343                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
 344                 if ((btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != dirid) ||
 345                     (btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != name_len) ||
 346                     memcmp_extent_buffer(leaf, name, ptr, name_len)) {
 347                         err = -ENOENT;
 348                         goto out;
 349                 }
 350                 *sequence = btrfs_root_ref_sequence(leaf, ref);
 351
 352                 ret = btrfs_del_item(trans, tree_root, path);
 353                 if (ret) {
 354                         err = ret;
 355                         goto out;
 356                 }
 357         } else
 358                 err = -ENOENT;
 359
 360         if (key.type == BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY) {
 361                 btrfs_release_path(path);
 362                 key.objectid = ref_id;
 363                 key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
 364                 key.offset = root_id;
 365                 goto again;
 366         }
 367
 368 out:
 369         btrfs_free_path(path);
 370         return err;
 371 }
 372
 373 /*
 374  * add a btrfs_root_ref item.  type is either BTRFS_ROOT_REF_KEY
 375  * or BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY.
 376  *
 377  * The dirid, sequence, name and name_len refer to the directory entry
 378  * that is referencing the root.
 379  *
 380  * For a forward ref, the root_id is the id of the tree referencing
 381  * the root and ref_id is the id of the subvol  or snapshot.
 382  *
 383  * For a back ref the root_id is the id of the subvol or snapshot and
 384  * ref_id is the id of the tree referencing it.
 385  *
 386  * Will return 0, -ENOMEM, or anything from the CoW path
 387  */
 388 int btrfs_add_root_ref(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 root_id,
 389                        u64 ref_id, u64 dirid, u64 sequence, const char *name,
 390                        int name_len)
 391 {
 392         struct btrfs_root *tree_root = trans->fs_info->tree_root;
 393         struct btrfs_key key;
 394         int ret;
 395         struct btrfs_path *path;
 396         struct btrfs_root_ref *ref;
 397         struct extent_buffer *leaf;
 398         unsigned long ptr;
 399
 400         path = btrfs_alloc_path();
 401         if (!path)
 402                 return -ENOMEM;
 403
 404         key.objectid = root_id;
 405         key.type = BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY;
 406         key.offset = ref_id;
 407 again:
 408         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, tree_root, path, &key,
 409                                       sizeof(*ref) + name_len);
 410         if (ret) {
 411                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 412                 btrfs_free_path(path);
 413                 return ret;
 414         }
 415
 416         leaf = path->nodes[0];
 417         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
 418         btrfs_set_root_ref_dirid(leaf, ref, dirid);
 419         btrfs_set_root_ref_sequence(leaf, ref, sequence);
 420         btrfs_set_root_ref_name_len(leaf, ref, name_len);
 421         ptr = (unsigned long)(ref + 1);
 422         write_extent_buffer(leaf, name, ptr, name_len);
 423         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
 424
 425         if (key.type == BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY) {
 426                 btrfs_release_path(path);
 427                 key.objectid = ref_id;
 428                 key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
 429                 key.offset = root_id;
 430                 goto again;
 431         }
 432
 433         btrfs_free_path(path);
 434         return 0;
 435 }
 436
 437 /*
 438  * Old btrfs forgets to init root_item->flags and root_item->byte_limit
 439  * for subvolumes. To work around this problem, we steal a bit from
 440  * root_item->inode_item->flags, and use it to indicate if those fields
 441  * have been properly initialized.
 442  */
 443 void btrfs_check_and_init_root_item(struct btrfs_root_item *root_item)
 444 {
 445         u64 inode_flags = btrfs_stack_inode_flags(&root_item->inode);
 446
 447         if (!(inode_flags & BTRFS_INODE_ROOT_ITEM_INIT)) {
 448                 inode_flags |= BTRFS_INODE_ROOT_ITEM_INIT;
 449                 btrfs_set_stack_inode_flags(&root_item->inode, inode_flags);
 450                 btrfs_set_root_flags(root_item, 0);
 451                 btrfs_set_root_limit(root_item, 0);
 452         }
 453 }
 454
 455 void btrfs_update_root_times(struct btrfs_trans_handle *trans,
 456                              struct btrfs_root *root)
 457 {
 458         struct btrfs_root_item *item = &root->root_item;
 459         struct timespec64 ct;
 460
 461         ktime_get_real_ts64(&ct);
 462         spin_lock(&root->root_item_lock);
 463         btrfs_set_root_ctransid(item, trans->transid);
 464         btrfs_set_stack_timespec_sec(&item->ctime, ct.tv_sec);
 465         btrfs_set_stack_timespec_nsec(&item->ctime, ct.tv_nsec);
 466         spin_unlock(&root->root_item_lock);
 467 }
 468
 469 /*
 470  * btrfs_subvolume_reserve_metadata() - reserve space for subvolume operation
 471  * root: the root of the parent directory
 472  * rsv: block reservation
 473  * items: the number of items that we need do reservation
 474  * use_global_rsv: allow fallback to the global block reservation
 475  *
 476  * This function is used to reserve the space for snapshot/subvolume
 477  * creation and deletion. Those operations are different with the
 478  * common file/directory operations, they change two fs/file trees
 479  * and root tree, the number of items that the qgroup reserves is
 480  * different with the free space reservation. So we can not use
 481  * the space reservation mechanism in start_transaction().
 482  */
 483 int btrfs_subvolume_reserve_metadata(struct btrfs_root *root,
 484                                      struct btrfs_block_rsv *rsv, int items,
 485                                      bool use_global_rsv)
 486 {
 487         u64 qgroup_num_bytes = 0;
 488         u64 num_bytes;
 489         int ret;
 490         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 491         struct btrfs_block_rsv *global_rsv = &fs_info->global_block_rsv;
 492
 493         if (test_bit(BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED, &fs_info->flags)) {
 494                 /* One for parent inode, two for dir entries */
 495                 qgroup_num_bytes = 3 * fs_info->nodesize;
 496                 ret = btrfs_qgroup_reserve_meta_prealloc(root,
 497                                 qgroup_num_bytes, true);
 498                 if (ret)
 499                         return ret;
 500         }
 501
 502         num_bytes = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, items);
 503         rsv->space_info = btrfs_find_space_info(fs_info,
 504                                             BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA);
 505         ret = btrfs_block_rsv_add(fs_info, rsv, num_bytes,
 506                                   BTRFS_RESERVE_FLUSH_ALL);
 507
 508         if (ret == -ENOSPC && use_global_rsv)
 509                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(global_rsv, rsv, num_bytes, true);
 510
 511         if (ret && qgroup_num_bytes)
 512                 btrfs_qgroup_free_meta_prealloc(root, qgroup_num_bytes);
 513
 514         if (!ret) {
 515                 spin_lock(&rsv->lock);
 516                 rsv->qgroup_rsv_reserved += qgroup_num_bytes;
 517                 spin_unlock(&rsv->lock);
 518         }
 519         return ret;
 520 }
 521
 522 void btrfs_subvolume_release_metadata(struct btrfs_root *root,
 523                                       struct btrfs_block_rsv *rsv)
 524 {
 525         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 526         u64 qgroup_to_release;
 527
 528         btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, (u64)-1, &qgroup_to_release);
 529         btrfs_qgroup_convert_reserved_meta(root, qgroup_to_release);
 530 }