fs/btrfs/zoned.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/bitops.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/blkdev.h>
   6 #include <linux/sched/mm.h>
   7 #include <linux/atomic.h>
   8 #include <linux/vmalloc.h>
   9 #include "ctree.h"
  10 #include "volumes.h"
  11 #include "zoned.h"
  12 #include "rcu-string.h"
  13 #include "disk-io.h"
  14 #include "block-group.h"
  15 #include "transaction.h"
  16 #include "dev-replace.h"
  17 #include "space-info.h"
  18
  19 /* Maximum number of zones to report per blkdev_report_zones() call */
  20 #define BTRFS_REPORT_NR_ZONES   4096
  21 /* Invalid allocation pointer value for missing devices */
  22 #define WP_MISSING_DEV ((u64)-1)
  23 /* Pseudo write pointer value for conventional zone */
  24 #define WP_CONVENTIONAL ((u64)-2)
  25
  26 /*
  27  * Location of the first zone of superblock logging zone pairs.
  28  *
  29  * - primary superblock:    0B (zone 0)
  30  * - first copy:          512G (zone starting at that offset)
  31  * - second copy:           4T (zone starting at that offset)
  32  */
  33 #define BTRFS_SB_LOG_PRIMARY_OFFSET     (0ULL)
  34 #define BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET       (512ULL * SZ_1G)
  35 #define BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET      (4096ULL * SZ_1G)
  36
  37 #define BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT        const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET)
  38 #define BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT       const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET)
  39
  40 /* Number of superblock log zones */
  41 #define BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES 2
  42
  43 /*
  44  * Minimum of active zones we need:
  45  *
  46  * - BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX zones for superblock mirrors
  47  * - 3 zones to ensure at least one zone per SYSTEM, META and DATA block group
  48  * - 1 zone for tree-log dedicated block group
  49  * - 1 zone for relocation
  50  */
  51 #define BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES          (BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX + 5)
  52
  53 /*
  54  * Minimum / maximum supported zone size. Currently, SMR disks have a zone
  55  * size of 256MiB, and we are expecting ZNS drives to be in the 1-4GiB range.
  56  * We do not expect the zone size to become larger than 8GiB or smaller than
  57  * 4MiB in the near future.
  58  */
  59 #define BTRFS_MAX_ZONE_SIZE             SZ_8G
  60 #define BTRFS_MIN_ZONE_SIZE             SZ_4M
  61
  62 #define SUPER_INFO_SECTORS      ((u64)BTRFS_SUPER_INFO_SIZE >> SECTOR_SHIFT)
  63
  64 static inline bool sb_zone_is_full(const struct blk_zone *zone)
  65 {
  66         return (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL) ||
  67                 (zone->wp + SUPER_INFO_SECTORS > zone->start + zone->capacity);
  68 }
  69
  70 static int copy_zone_info_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx, void *data)
  71 {
  72         struct blk_zone *zones = data;
  73
  74         memcpy(&zones[idx], zone, sizeof(*zone));
  75
  76         return 0;
  77 }
  78
  79 static int sb_write_pointer(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
  80                             u64 *wp_ret)
  81 {
  82         bool empty[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  83         bool full[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  84         sector_t sector;
  85         int i;
  86
  87         for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
  88                 ASSERT(zones[i].type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL);
  89                 empty[i] = (zones[i].cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY);
  90                 full[i] = sb_zone_is_full(&zones[i]);
  91         }
  92
  93         /*
  94          * Possible states of log buffer zones
  95          *
  96          *           Empty[0]  In use[0]  Full[0]
  97          * Empty[1]         *          x        0
  98          * In use[1]        0          x        0
  99          * Full[1]          1          1        C
 100          *
 101          * Log position:
 102          *   *: Special case, no superblock is written
 103          *   0: Use write pointer of zones[0]
 104          *   1: Use write pointer of zones[1]
 105          *   C: Compare super blocks from zones[0] and zones[1], use the latest
 106          *      one determined by generation
 107          *   x: Invalid state
 108          */
 109
 110         if (empty[0] && empty[1]) {
 111                 /* Special case to distinguish no superblock to read */
 112                 *wp_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
 113                 return -ENOENT;
 114         } else if (full[0] && full[1]) {
 115                 /* Compare two super blocks */
 116                 struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 117                 struct page *page[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 118                 struct btrfs_super_block *super[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 119                 int i;
 120
 121                 for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
 122                         u64 bytenr;
 123
 124                         bytenr = ((zones[i].start + zones[i].len)
 125                                    << SECTOR_SHIFT) - BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;
 126
 127                         page[i] = read_cache_page_gfp(mapping,
 128                                         bytenr >> PAGE_SHIFT, GFP_NOFS);
 129                         if (IS_ERR(page[i])) {
 130                                 if (i == 1)
 131                                         btrfs_release_disk_super(super[0]);
 132                                 return PTR_ERR(page[i]);
 133                         }
 134                         super[i] = page_address(page[i]);
 135                 }
 136
 137                 if (super[0]->generation > super[1]->generation)
 138                         sector = zones[1].start;
 139                 else
 140                         sector = zones[0].start;
 141
 142                 for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++)
 143                         btrfs_release_disk_super(super[i]);
 144         } else if (!full[0] && (empty[1] || full[1])) {
 145                 sector = zones[0].wp;
 146         } else if (full[0]) {
 147                 sector = zones[1].wp;
 148         } else {
 149                 return -EUCLEAN;
 150         }
 151         *wp_ret = sector << SECTOR_SHIFT;
 152         return 0;
 153 }
 154
 155 /*
 156  * Get the first zone number of the superblock mirror
 157  */
 158 static inline u32 sb_zone_number(int shift, int mirror)
 159 {
 160         u64 zone;
 161
 162         ASSERT(mirror < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX);
 163         switch (mirror) {
 164         case 0: zone = 0; break;
 165         case 1: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT - shift); break;
 166         case 2: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT - shift); break;
 167         }
 168
 169         ASSERT(zone <= U32_MAX);
 170
 171         return (u32)zone;
 172 }
 173
 174 static inline sector_t zone_start_sector(u32 zone_number,
 175                                          struct block_device *bdev)
 176 {
 177         return (sector_t)zone_number << ilog2(bdev_zone_sectors(bdev));
 178 }
 179
 180 static inline u64 zone_start_physical(u32 zone_number,
 181                                       struct btrfs_zoned_device_info *zone_info)
 182 {
 183         return (u64)zone_number << zone_info->zone_size_shift;
 184 }
 185
 186 /*
 187  * Emulate blkdev_report_zones() for a non-zoned device. It slices up the block
 188  * device into static sized chunks and fake a conventional zone on each of
 189  * them.
 190  */
 191 static int emulate_report_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 192                                 struct blk_zone *zones, unsigned int nr_zones)
 193 {
 194         const sector_t zone_sectors = device->fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 195         sector_t bdev_size = bdev_nr_sectors(device->bdev);
 196         unsigned int i;
 197
 198         pos >>= SECTOR_SHIFT;
 199         for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
 200                 zones[i].start = i * zone_sectors + pos;
 201                 zones[i].len = zone_sectors;
 202                 zones[i].capacity = zone_sectors;
 203                 zones[i].wp = zones[i].start + zone_sectors;
 204                 zones[i].type = BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL;
 205                 zones[i].cond = BLK_ZONE_COND_NOT_WP;
 206
 207                 if (zones[i].wp >= bdev_size) {
 208                         i++;
 209                         break;
 210                 }
 211         }
 212
 213         return i;
 214 }
 215
 216 static int btrfs_get_dev_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 217                                struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones)
 218 {
 219         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 220         u32 zno;
 221         int ret;
 222
 223         if (!*nr_zones)
 224                 return 0;
 225
 226         if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 227                 ret = emulate_report_zones(device, pos, zones, *nr_zones);
 228                 *nr_zones = ret;
 229                 return 0;
 230         }
 231
 232         /* Check cache */
 233         if (zinfo->zone_cache) {
 234                 unsigned int i;
 235
 236                 ASSERT(IS_ALIGNED(pos, zinfo->zone_size));
 237                 zno = pos >> zinfo->zone_size_shift;
 238                 /*
 239                  * We cannot report zones beyond the zone end. So, it is OK to
 240                  * cap *nr_zones to at the end.
 241                  */
 242                 *nr_zones = min_t(u32, *nr_zones, zinfo->nr_zones - zno);
 243
 244                 for (i = 0; i < *nr_zones; i++) {
 245                         struct blk_zone *zone_info;
 246
 247                         zone_info = &zinfo->zone_cache[zno + i];
 248                         if (!zone_info->len)
 249                                 break;
 250                 }
 251
 252                 if (i == *nr_zones) {
 253                         /* Cache hit on all the zones */
 254                         memcpy(zones, zinfo->zone_cache + zno,
 255                                sizeof(*zinfo->zone_cache) * *nr_zones);
 256                         return 0;
 257                 }
 258         }
 259
 260         ret = blkdev_report_zones(device->bdev, pos >> SECTOR_SHIFT, *nr_zones,
 261                                   copy_zone_info_cb, zones);
 262         if (ret < 0) {
 263                 btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 264                                  "zoned: failed to read zone %llu on %s (devid %llu)",
 265                                  pos, rcu_str_deref(device->name),
 266                                  device->devid);
 267                 return ret;
 268         }
 269         *nr_zones = ret;
 270         if (!ret)
 271                 return -EIO;
 272
 273         /* Populate cache */
 274         if (zinfo->zone_cache)
 275                 memcpy(zinfo->zone_cache + zno, zones,
 276                        sizeof(*zinfo->zone_cache) * *nr_zones);
 277
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 /* The emulated zone size is determined from the size of device extent */
 282 static int calculate_emulated_zone_size(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 283 {
 284         struct btrfs_path *path;
 285         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
 286         struct btrfs_key key;
 287         struct extent_buffer *leaf;
 288         struct btrfs_dev_extent *dext;
 289         int ret = 0;
 290
 291         key.objectid = 1;
 292         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
 293         key.offset = 0;
 294
 295         path = btrfs_alloc_path();
 296         if (!path)
 297                 return -ENOMEM;
 298
 299         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 300         if (ret < 0)
 301                 goto out;
 302
 303         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
 304                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
 305                 if (ret < 0)
 306                         goto out;
 307                 /* No dev extents at all? Not good */
 308                 if (ret > 0) {
 309                         ret = -EUCLEAN;
 310                         goto out;
 311                 }
 312         }
 313
 314         leaf = path->nodes[0];
 315         dext = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_extent);
 316         fs_info->zone_size = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
 317         ret = 0;
 318
 319 out:
 320         btrfs_free_path(path);
 321
 322         return ret;
 323 }
 324
 325 int btrfs_get_dev_zone_info_all_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 326 {
 327         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
 328         struct btrfs_device *device;
 329         int ret = 0;
 330
 331         /* fs_info->zone_size might not set yet. Use the incomapt flag here. */
 332         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
 333                 return 0;
 334
 335         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
 336         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
 337                 /* We can skip reading of zone info for missing devices */
 338                 if (!device->bdev)
 339                         continue;
 340
 341                 ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, true);
 342                 if (ret)
 343                         break;
 344         }
 345         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
 346
 347         return ret;
 348 }
 349
 350 int btrfs_get_dev_zone_info(struct btrfs_device *device, bool populate_cache)
 351 {
 352         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
 353         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = NULL;
 354         struct block_device *bdev = device->bdev;
 355         unsigned int max_active_zones;
 356         unsigned int nactive;
 357         sector_t nr_sectors;
 358         sector_t sector = 0;
 359         struct blk_zone *zones = NULL;
 360         unsigned int i, nreported = 0, nr_zones;
 361         sector_t zone_sectors;
 362         char *model, *emulated;
 363         int ret;
 364
 365         /*
 366          * Cannot use btrfs_is_zoned here, since fs_info::zone_size might not
 367          * yet be set.
 368          */
 369         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
 370                 return 0;
 371
 372         if (device->zone_info)
 373                 return 0;
 374
 375         zone_info = kzalloc(sizeof(*zone_info), GFP_KERNEL);
 376         if (!zone_info)
 377                 return -ENOMEM;
 378
 379         device->zone_info = zone_info;
 380
 381         if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
 382                 if (!fs_info->zone_size) {
 383                         ret = calculate_emulated_zone_size(fs_info);
 384                         if (ret)
 385                                 goto out;
 386                 }
 387
 388                 ASSERT(fs_info->zone_size);
 389                 zone_sectors = fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 390         } else {
 391                 zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 392         }
 393
 394         /* Check if it's power of 2 (see is_power_of_2) */
 395         ASSERT(zone_sectors != 0 && (zone_sectors & (zone_sectors - 1)) == 0);
 396         zone_info->zone_size = zone_sectors << SECTOR_SHIFT;
 397
 398         /* We reject devices with a zone size larger than 8GB */
 399         if (zone_info->zone_size > BTRFS_MAX_ZONE_SIZE) {
 400                 btrfs_err_in_rcu(fs_info,
 401                 "zoned: %s: zone size %llu larger than supported maximum %llu",
 402                                  rcu_str_deref(device->name),
 403                                  zone_info->zone_size, BTRFS_MAX_ZONE_SIZE);
 404                 ret = -EINVAL;
 405                 goto out;
 406         } else if (zone_info->zone_size < BTRFS_MIN_ZONE_SIZE) {
 407                 btrfs_err_in_rcu(fs_info,
 408                 "zoned: %s: zone size %llu smaller than supported minimum %u",
 409                                  rcu_str_deref(device->name),
 410                                  zone_info->zone_size, BTRFS_MIN_ZONE_SIZE);
 411                 ret = -EINVAL;
 412                 goto out;
 413         }
 414
 415         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 416         zone_info->zone_size_shift = ilog2(zone_info->zone_size);
 417         zone_info->nr_zones = nr_sectors >> ilog2(zone_sectors);
 418         if (!IS_ALIGNED(nr_sectors, zone_sectors))
 419                 zone_info->nr_zones++;
 420
 421         max_active_zones = bdev_max_active_zones(bdev);
 422         if (max_active_zones && max_active_zones < BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES) {
 423                 btrfs_err_in_rcu(fs_info,
 424 "zoned: %s: max active zones %u is too small, need at least %u active zones",
 425                                  rcu_str_deref(device->name), max_active_zones,
 426                                  BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES);
 427                 ret = -EINVAL;
 428                 goto out;
 429         }
 430         zone_info->max_active_zones = max_active_zones;
 431
 432         zone_info->seq_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 433         if (!zone_info->seq_zones) {
 434                 ret = -ENOMEM;
 435                 goto out;
 436         }
 437
 438         zone_info->empty_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 439         if (!zone_info->empty_zones) {
 440                 ret = -ENOMEM;
 441                 goto out;
 442         }
 443
 444         zone_info->active_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 445         if (!zone_info->active_zones) {
 446                 ret = -ENOMEM;
 447                 goto out;
 448         }
 449
 450         zones = kcalloc(BTRFS_REPORT_NR_ZONES, sizeof(struct blk_zone), GFP_KERNEL);
 451         if (!zones) {
 452                 ret = -ENOMEM;
 453                 goto out;
 454         }
 455
 456         /*
 457          * Enable zone cache only for a zoned device. On a non-zoned device, we
 458          * fill the zone info with emulated CONVENTIONAL zones, so no need to
 459          * use the cache.
 460          */
 461         if (populate_cache && bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 462                 zone_info->zone_cache = vzalloc(sizeof(struct blk_zone) *
 463                                                 zone_info->nr_zones);
 464                 if (!zone_info->zone_cache) {
 465                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 466                                 "zoned: failed to allocate zone cache for %s",
 467                                 rcu_str_deref(device->name));
 468                         ret = -ENOMEM;
 469                         goto out;
 470                 }
 471         }
 472
 473         /* Get zones type */
 474         nactive = 0;
 475         while (sector < nr_sectors) {
 476                 nr_zones = BTRFS_REPORT_NR_ZONES;
 477                 ret = btrfs_get_dev_zones(device, sector << SECTOR_SHIFT, zones,
 478                                           &nr_zones);
 479                 if (ret)
 480                         goto out;
 481
 482                 for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
 483                         if (zones[i].type == BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ)
 484                                 __set_bit(nreported, zone_info->seq_zones);
 485                         switch (zones[i].cond) {
 486                         case BLK_ZONE_COND_EMPTY:
 487                                 __set_bit(nreported, zone_info->empty_zones);
 488                                 break;
 489                         case BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN:
 490                         case BLK_ZONE_COND_EXP_OPEN:
 491                         case BLK_ZONE_COND_CLOSED:
 492                                 __set_bit(nreported, zone_info->active_zones);
 493                                 nactive++;
 494                                 break;
 495                         }
 496                         nreported++;
 497                 }
 498                 sector = zones[nr_zones - 1].start + zones[nr_zones - 1].len;
 499         }
 500
 501         if (nreported != zone_info->nr_zones) {
 502                 btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 503                                  "inconsistent number of zones on %s (%u/%u)",
 504                                  rcu_str_deref(device->name), nreported,
 505                                  zone_info->nr_zones);
 506                 ret = -EIO;
 507                 goto out;
 508         }
 509
 510         if (max_active_zones) {
 511                 if (nactive > max_active_zones) {
 512                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 513                         "zoned: %u active zones on %s exceeds max_active_zones %u",
 514                                          nactive, rcu_str_deref(device->name),
 515                                          max_active_zones);
 516                         ret = -EIO;
 517                         goto out;
 518                 }
 519                 atomic_set(&zone_info->active_zones_left,
 520                            max_active_zones - nactive);
 521         }
 522
 523         /* Validate superblock log */
 524         nr_zones = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES;
 525         for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
 526                 u32 sb_zone;
 527                 u64 sb_wp;
 528                 int sb_pos = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i;
 529
 530                 sb_zone = sb_zone_number(zone_info->zone_size_shift, i);
 531                 if (sb_zone + 1 >= zone_info->nr_zones)
 532                         continue;
 533
 534                 ret = btrfs_get_dev_zones(device,
 535                                           zone_start_physical(sb_zone, zone_info),
 536                                           &zone_info->sb_zones[sb_pos],
 537                                           &nr_zones);
 538                 if (ret)
 539                         goto out;
 540
 541                 if (nr_zones != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES) {
 542                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 543         "zoned: failed to read super block log zone info at devid %llu zone %u",
 544                                          device->devid, sb_zone);
 545                         ret = -EUCLEAN;
 546                         goto out;
 547                 }
 548
 549                 /*
 550                  * If zones[0] is conventional, always use the beginning of the
 551                  * zone to record superblock. No need to validate in that case.
 552                  */
 553                 if (zone_info->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i].type ==
 554                     BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL)
 555                         continue;
 556
 557                 ret = sb_write_pointer(device->bdev,
 558                                        &zone_info->sb_zones[sb_pos], &sb_wp);
 559                 if (ret != -ENOENT && ret) {
 560                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 561                         "zoned: super block log zone corrupted devid %llu zone %u",
 562                                          device->devid, sb_zone);
 563                         ret = -EUCLEAN;
 564                         goto out;
 565                 }
 566         }
 567
 568
 569         kfree(zones);
 570
 571         switch (bdev_zoned_model(bdev)) {
 572         case BLK_ZONED_HM:
 573                 model = "host-managed zoned";
 574                 emulated = "";
 575                 break;
 576         case BLK_ZONED_HA:
 577                 model = "host-aware zoned";
 578                 emulated = "";
 579                 break;
 580         case BLK_ZONED_NONE:
 581                 model = "regular";
 582                 emulated = "emulated ";
 583                 break;
 584         default:
 585                 /* Just in case */
 586                 btrfs_err_in_rcu(fs_info, "zoned: unsupported model %d on %s",
 587                                  bdev_zoned_model(bdev),
 588                                  rcu_str_deref(device->name));
 589                 ret = -EOPNOTSUPP;
 590                 goto out_free_zone_info;
 591         }
 592
 593         btrfs_info_in_rcu(fs_info,
 594                 "%s block device %s, %u %szones of %llu bytes",
 595                 model, rcu_str_deref(device->name), zone_info->nr_zones,
 596                 emulated, zone_info->zone_size);
 597
 598         return 0;
 599
 600 out:
 601         kfree(zones);
 602 out_free_zone_info:
 603         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
 604
 605         return ret;
 606 }
 607
 608 void btrfs_destroy_dev_zone_info(struct btrfs_device *device)
 609 {
 610         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 611
 612         if (!zone_info)
 613                 return;
 614
 615         bitmap_free(zone_info->active_zones);
 616         bitmap_free(zone_info->seq_zones);
 617         bitmap_free(zone_info->empty_zones);
 618         vfree(zone_info->zone_cache);
 619         kfree(zone_info);
 620         device->zone_info = NULL;
 621 }
 622
 623 int btrfs_get_dev_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 624                        struct blk_zone *zone)
 625 {
 626         unsigned int nr_zones = 1;
 627         int ret;
 628
 629         ret = btrfs_get_dev_zones(device, pos, zone, &nr_zones);
 630         if (ret != 0 || !nr_zones)
 631                 return ret ? ret : -EIO;
 632
 633         return 0;
 634 }
 635
 636 int btrfs_check_zoned_mode(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 637 {
 638         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
 639         struct btrfs_device *device;
 640         u64 zoned_devices = 0;
 641         u64 nr_devices = 0;
 642         u64 zone_size = 0;
 643         const bool incompat_zoned = btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED);
 644         int ret = 0;
 645
 646         /* Count zoned devices */
 647         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
 648                 enum blk_zoned_model model;
 649
 650                 if (!device->bdev)
 651                         continue;
 652
 653                 model = bdev_zoned_model(device->bdev);
 654                 /*
 655                  * A Host-Managed zoned device must be used as a zoned device.
 656                  * A Host-Aware zoned device and a non-zoned devices can be
 657                  * treated as a zoned device, if ZONED flag is enabled in the
 658                  * superblock.
 659                  */
 660                 if (model == BLK_ZONED_HM ||
 661                     (model == BLK_ZONED_HA && incompat_zoned) ||
 662                     (model == BLK_ZONED_NONE && incompat_zoned)) {
 663                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
 664
 665                         zone_info = device->zone_info;
 666                         zoned_devices++;
 667                         if (!zone_size) {
 668                                 zone_size = zone_info->zone_size;
 669                         } else if (zone_info->zone_size != zone_size) {
 670                                 btrfs_err(fs_info,
 671                 "zoned: unequal block device zone sizes: have %llu found %llu",
 672                                           device->zone_info->zone_size,
 673                                           zone_size);
 674                                 ret = -EINVAL;
 675                                 goto out;
 676                         }
 677                 }
 678                 nr_devices++;
 679         }
 680
 681         if (!zoned_devices && !incompat_zoned)
 682                 goto out;
 683
 684         if (!zoned_devices && incompat_zoned) {
 685                 /* No zoned block device found on ZONED filesystem */
 686                 btrfs_err(fs_info,
 687                           "zoned: no zoned devices found on a zoned filesystem");
 688                 ret = -EINVAL;
 689                 goto out;
 690         }
 691
 692         if (zoned_devices && !incompat_zoned) {
 693                 btrfs_err(fs_info,
 694                           "zoned: mode not enabled but zoned device found");
 695                 ret = -EINVAL;
 696                 goto out;
 697         }
 698
 699         if (zoned_devices != nr_devices) {
 700                 btrfs_err(fs_info,
 701                           "zoned: cannot mix zoned and regular devices");
 702                 ret = -EINVAL;
 703                 goto out;
 704         }
 705
 706         /*
 707          * stripe_size is always aligned to BTRFS_STRIPE_LEN in
 708          * btrfs_create_chunk(). Since we want stripe_len == zone_size,
 709          * check the alignment here.
 710          */
 711         if (!IS_ALIGNED(zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN)) {
 712                 btrfs_err(fs_info,
 713                           "zoned: zone size %llu not aligned to stripe %u",
 714                           zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
 715                 ret = -EINVAL;
 716                 goto out;
 717         }
 718
 719         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, MIXED_GROUPS)) {
 720                 btrfs_err(fs_info, "zoned: mixed block groups not supported");
 721                 ret = -EINVAL;
 722                 goto out;
 723         }
 724
 725         fs_info->zone_size = zone_size;
 726         fs_info->fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED;
 727
 728         /*
 729          * Check mount options here, because we might change fs_info->zoned
 730          * from fs_info->zone_size.
 731          */
 732         ret = btrfs_check_mountopts_zoned(fs_info);
 733         if (ret)
 734                 goto out;
 735
 736         btrfs_info(fs_info, "zoned mode enabled with zone size %llu", zone_size);
 737 out:
 738         return ret;
 739 }
 740
 741 int btrfs_check_mountopts_zoned(struct btrfs_fs_info *info)
 742 {
 743         if (!btrfs_is_zoned(info))
 744                 return 0;
 745
 746         /*
 747          * Space cache writing is not COWed. Disable that to avoid write errors
 748          * in sequential zones.
 749          */
 750         if (btrfs_test_opt(info, SPACE_CACHE)) {
 751                 btrfs_err(info, "zoned: space cache v1 is not supported");
 752                 return -EINVAL;
 753         }
 754
 755         if (btrfs_test_opt(info, NODATACOW)) {
 756                 btrfs_err(info, "zoned: NODATACOW not supported");
 757                 return -EINVAL;
 758         }
 759
 760         return 0;
 761 }
 762
 763 static int sb_log_location(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
 764                            int rw, u64 *bytenr_ret)
 765 {
 766         u64 wp;
 767         int ret;
 768
 769         if (zones[0].type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
 770                 *bytenr_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
 771                 return 0;
 772         }
 773
 774         ret = sb_write_pointer(bdev, zones, &wp);
 775         if (ret != -ENOENT && ret < 0)
 776                 return ret;
 777
 778         if (rw == WRITE) {
 779                 struct blk_zone *reset = NULL;
 780
 781                 if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
 782                         reset = &zones[0];
 783                 else if (wp == zones[1].start << SECTOR_SHIFT)
 784                         reset = &zones[1];
 785
 786                 if (reset && reset->cond != BLK_ZONE_COND_EMPTY) {
 787                         ASSERT(sb_zone_is_full(reset));
 788
 789                         ret = blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
 790                                                reset->start, reset->len,
 791                                                GFP_NOFS);
 792                         if (ret)
 793                                 return ret;
 794
 795                         reset->cond = BLK_ZONE_COND_EMPTY;
 796                         reset->wp = reset->start;
 797                 }
 798         } else if (ret != -ENOENT) {
 799                 /*
 800                  * For READ, we want the previous one. Move write pointer to
 801                  * the end of a zone, if it is at the head of a zone.
 802                  */
 803                 u64 zone_end = 0;
 804
 805                 if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
 806                         zone_end = zones[1].start + zones[1].capacity;
 807                 else if (wp == zones[1].start << SECTOR_SHIFT)
 808                         zone_end = zones[0].start + zones[0].capacity;
 809                 if (zone_end)
 810                         wp = ALIGN_DOWN(zone_end << SECTOR_SHIFT,
 811                                         BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
 812
 813                 wp -= BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;
 814         }
 815
 816         *bytenr_ret = wp;
 817         return 0;
 818
 819 }
 820
 821 int btrfs_sb_log_location_bdev(struct block_device *bdev, int mirror, int rw,
 822                                u64 *bytenr_ret)
 823 {
 824         struct blk_zone zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 825         sector_t zone_sectors;
 826         u32 sb_zone;
 827         int ret;
 828         u8 zone_sectors_shift;
 829         sector_t nr_sectors;
 830         u32 nr_zones;
 831
 832         if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
 833                 *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 834                 return 0;
 835         }
 836
 837         ASSERT(rw == READ || rw == WRITE);
 838
 839         zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 840         if (!is_power_of_2(zone_sectors))
 841                 return -EINVAL;
 842         zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 843         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 844         nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;
 845
 846         sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 847         if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
 848                 return -ENOENT;
 849
 850         ret = blkdev_report_zones(bdev, zone_start_sector(sb_zone, bdev),
 851                                   BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, copy_zone_info_cb,
 852                                   zones);
 853         if (ret < 0)
 854                 return ret;
 855         if (ret != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES)
 856                 return -EIO;
 857
 858         return sb_log_location(bdev, zones, rw, bytenr_ret);
 859 }
 860
 861 int btrfs_sb_log_location(struct btrfs_device *device, int mirror, int rw,
 862                           u64 *bytenr_ret)
 863 {
 864         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 865         u32 zone_num;
 866
 867         /*
 868          * For a zoned filesystem on a non-zoned block device, use the same
 869          * super block locations as regular filesystem. Doing so, the super
 870          * block can always be retrieved and the zoned flag of the volume
 871          * detected from the super block information.
 872          */
 873         if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 874                 *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 875                 return 0;
 876         }
 877
 878         zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 879         if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
 880                 return -ENOENT;
 881
 882         return sb_log_location(device->bdev,
 883                                &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror],
 884                                rw, bytenr_ret);
 885 }
 886
 887 static inline bool is_sb_log_zone(struct btrfs_zoned_device_info *zinfo,
 888                                   int mirror)
 889 {
 890         u32 zone_num;
 891
 892         if (!zinfo)
 893                 return false;
 894
 895         zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 896         if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
 897                 return false;
 898
 899         if (!test_bit(zone_num, zinfo->seq_zones))
 900                 return false;
 901
 902         return true;
 903 }
 904
 905 int btrfs_advance_sb_log(struct btrfs_device *device, int mirror)
 906 {
 907         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 908         struct blk_zone *zone;
 909         int i;
 910
 911         if (!is_sb_log_zone(zinfo, mirror))
 912                 return 0;
 913
 914         zone = &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror];
 915         for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
 916                 /* Advance the next zone */
 917                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL) {
 918                         zone++;
 919                         continue;
 920                 }
 921
 922                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
 923                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN;
 924
 925                 zone->wp += SUPER_INFO_SECTORS;
 926
 927                 if (sb_zone_is_full(zone)) {
 928                         /*
 929                          * No room left to write new superblock. Since
 930                          * superblock is written with REQ_SYNC, it is safe to
 931                          * finish the zone now.
 932                          *
 933                          * If the write pointer is exactly at the capacity,
 934                          * explicit ZONE_FINISH is not necessary.
 935                          */
 936                         if (zone->wp != zone->start + zone->capacity) {
 937                                 int ret;
 938
 939                                 ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev,
 940                                                 REQ_OP_ZONE_FINISH, zone->start,
 941                                                 zone->len, GFP_NOFS);
 942                                 if (ret)
 943                                         return ret;
 944                         }
 945
 946                         zone->wp = zone->start + zone->len;
 947                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_FULL;
 948                 }
 949                 return 0;
 950         }
 951
 952         /* All the zones are FULL. Should not reach here. */
 953         ASSERT(0);
 954         return -EIO;
 955 }
 956
 957 int btrfs_reset_sb_log_zones(struct block_device *bdev, int mirror)
 958 {
 959         sector_t zone_sectors;
 960         sector_t nr_sectors;
 961         u8 zone_sectors_shift;
 962         u32 sb_zone;
 963         u32 nr_zones;
 964
 965         zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 966         zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 967         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 968         nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;
 969
 970         sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 971         if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
 972                 return -ENOENT;
 973
 974         return blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
 975                                 zone_start_sector(sb_zone, bdev),
 976                                 zone_sectors * BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, GFP_NOFS);
 977 }
 978
 979 /**
 980  * btrfs_find_allocatable_zones - find allocatable zones within a given region
 981  *
 982  * @device:     the device to allocate a region on
 983  * @hole_start: the position of the hole to allocate the region
 984  * @num_bytes:  size of wanted region
 985  * @hole_end:   the end of the hole
 986  * @return:     position of allocatable zones
 987  *
 988  * Allocatable region should not contain any superblock locations.
 989  */
 990 u64 btrfs_find_allocatable_zones(struct btrfs_device *device, u64 hole_start,
 991                                  u64 hole_end, u64 num_bytes)
 992 {
 993         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 994         const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
 995         u64 nzones = num_bytes >> shift;
 996         u64 pos = hole_start;
 997         u64 begin, end;
 998         bool have_sb;
 999         int i;
1000
1001         ASSERT(IS_ALIGNED(hole_start, zinfo->zone_size));
1002         ASSERT(IS_ALIGNED(num_bytes, zinfo->zone_size));
1003
1004         while (pos < hole_end) {
1005                 begin = pos >> shift;
1006                 end = begin + nzones;
1007
1008                 if (end > zinfo->nr_zones)
1009                         return hole_end;
1010
1011                 /* Check if zones in the region are all empty */
1012                 if (btrfs_dev_is_sequential(device, pos) &&
1013                     find_next_zero_bit(zinfo->empty_zones, end, begin) != end) {
1014                         pos += zinfo->zone_size;
1015                         continue;
1016                 }
1017
1018                 have_sb = false;
1019                 for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
1020                         u32 sb_zone;
1021                         u64 sb_pos;
1022
1023                         sb_zone = sb_zone_number(shift, i);
1024                         if (!(end <= sb_zone ||
1025                               sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES <= begin)) {
1026                                 have_sb = true;
1027                                 pos = zone_start_physical(
1028                                         sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, zinfo);
1029                                 break;
1030                         }
1031
1032                         /* We also need to exclude regular superblock positions */
1033                         sb_pos = btrfs_sb_offset(i);
1034                         if (!(pos + num_bytes <= sb_pos ||
1035                               sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= pos)) {
1036                                 have_sb = true;
1037                                 pos = ALIGN(sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE,
1038                                             zinfo->zone_size);
1039                                 break;
1040                         }
1041                 }
1042                 if (!have_sb)
1043                         break;
1044         }
1045
1046         return pos;
1047 }
1048
1049 static bool btrfs_dev_set_active_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos)
1050 {
1051         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
1052         unsigned int zno = (pos >> zone_info->zone_size_shift);
1053
1054         /* We can use any number of zones */
1055         if (zone_info->max_active_zones == 0)
1056                 return true;
1057
1058         if (!test_bit(zno, zone_info->active_zones)) {
1059                 /* Active zone left? */
1060                 if (atomic_dec_if_positive(&zone_info->active_zones_left) < 0)
1061                         return false;
1062                 if (test_and_set_bit(zno, zone_info->active_zones)) {
1063                         /* Someone already set the bit */
1064                         atomic_inc(&zone_info->active_zones_left);
1065                 }
1066         }
1067
1068         return true;
1069 }
1070
1071 static void btrfs_dev_clear_active_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos)
1072 {
1073         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
1074         unsigned int zno = (pos >> zone_info->zone_size_shift);
1075
1076         /* We can use any number of zones */
1077         if (zone_info->max_active_zones == 0)
1078                 return;
1079
1080         if (test_and_clear_bit(zno, zone_info->active_zones))
1081                 atomic_inc(&zone_info->active_zones_left);
1082 }
1083
1084 int btrfs_reset_device_zone(struct btrfs_device *device, u64 physical,
1085                             u64 length, u64 *bytes)
1086 {
1087         int ret;
1088
1089         *bytes = 0;
1090         ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
1091                                physical >> SECTOR_SHIFT, length >> SECTOR_SHIFT,
1092                                GFP_NOFS);
1093         if (ret)
1094                 return ret;
1095
1096         *bytes = length;
1097         while (length) {
1098                 btrfs_dev_set_zone_empty(device, physical);
1099                 btrfs_dev_clear_active_zone(device, physical);
1100                 physical += device->zone_info->zone_size;
1101                 length -= device->zone_info->zone_size;
1102         }
1103
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 int btrfs_ensure_empty_zones(struct btrfs_device *device, u64 start, u64 size)
1108 {
1109         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
1110         const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
1111         unsigned long begin = start >> shift;
1112         unsigned long end = (start + size) >> shift;
1113         u64 pos;
1114         int ret;
1115
1116         ASSERT(IS_ALIGNED(start, zinfo->zone_size));
1117         ASSERT(IS_ALIGNED(size, zinfo->zone_size));
1118
1119         if (end > zinfo->nr_zones)
1120                 return -ERANGE;
1121
1122         /* All the zones are conventional */
1123         if (find_next_bit(zinfo->seq_zones, begin, end) == end)
1124                 return 0;
1125
1126         /* All the zones are sequential and empty */
1127         if (find_next_zero_bit(zinfo->seq_zones, begin, end) == end &&
1128             find_next_zero_bit(zinfo->empty_zones, begin, end) == end)
1129                 return 0;
1130
1131         for (pos = start; pos < start + size; pos += zinfo->zone_size) {
1132                 u64 reset_bytes;
1133
1134                 if (!btrfs_dev_is_sequential(device, pos) ||
1135                     btrfs_dev_is_empty_zone(device, pos))
1136                         continue;
1137
1138                 /* Free regions should be empty */
1139                 btrfs_warn_in_rcu(
1140                         device->fs_info,
1141                 "zoned: resetting device %s (devid %llu) zone %llu for allocation",
1142                         rcu_str_deref(device->name), device->devid, pos >> shift);
1143                 WARN_ON_ONCE(1);
1144
1145                 ret = btrfs_reset_device_zone(device, pos, zinfo->zone_size,
1146                                               &reset_bytes);
1147                 if (ret)
1148                         return ret;
1149         }
1150
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Calculate an allocation pointer from the extent allocation information
1156  * for a block group consist of conventional zones. It is pointed to the
1157  * end of the highest addressed extent in the block group as an allocation
1158  * offset.
1159  */
1160 static int calculate_alloc_pointer(struct btrfs_block_group *cache,
1161                                    u64 *offset_ret)
1162 {
1163         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
1164         struct btrfs_root *root;
1165         struct btrfs_path *path;
1166         struct btrfs_key key;
1167         struct btrfs_key found_key;
1168         int ret;
1169         u64 length;
1170
1171         path = btrfs_alloc_path();
1172         if (!path)
1173                 return -ENOMEM;
1174
1175         key.objectid = cache->start + cache->length;
1176         key.type = 0;
1177         key.offset = 0;
1178
1179         root = btrfs_extent_root(fs_info, key.objectid);
1180         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
1181         /* We should not find the exact match */
1182         if (!ret)
1183                 ret = -EUCLEAN;
1184         if (ret < 0)
1185                 goto out;
1186
1187         ret = btrfs_previous_extent_item(root, path, cache->start);
1188         if (ret) {
1189                 if (ret == 1) {
1190                         ret = 0;
1191                         *offset_ret = 0;
1192                 }
1193                 goto out;
1194         }
1195
1196         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key, path->slots[0]);
1197
1198         if (found_key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY)
1199                 length = found_key.offset;
1200         else
1201                 length = fs_info->nodesize;
1202
1203         if (!(found_key.objectid >= cache->start &&
1204                found_key.objectid + length <= cache->start + cache->length)) {
1205                 ret = -EUCLEAN;
1206                 goto out;
1207         }
1208         *offset_ret = found_key.objectid + length - cache->start;
1209         ret = 0;
1210
1211 out:
1212         btrfs_free_path(path);
1213         return ret;
1214 }
1215
1216 int btrfs_load_block_group_zone_info(struct btrfs_block_group *cache, bool new)
1217 {
1218         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
1219         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1220         struct extent_map *em;
1221         struct map_lookup *map;
1222         struct btrfs_device *device;
1223         u64 logical = cache->start;
1224         u64 length = cache->length;
1225         int ret;
1226         int i;
1227         unsigned int nofs_flag;
1228         u64 *alloc_offsets = NULL;
1229         u64 *caps = NULL;
1230         u64 *physical = NULL;
1231         unsigned long *active = NULL;
1232         u64 last_alloc = 0;
1233         u32 num_sequential = 0, num_conventional = 0;
1234
1235         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1236                 return 0;
1237
1238         /* Sanity check */
1239         if (!IS_ALIGNED(length, fs_info->zone_size)) {
1240                 btrfs_err(fs_info,
1241                 "zoned: block group %llu len %llu unaligned to zone size %llu",
1242                           logical, length, fs_info->zone_size);
1243                 return -EIO;
1244         }
1245
1246         /* Get the chunk mapping */
1247         read_lock(&em_tree->lock);
1248         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
1249         read_unlock(&em_tree->lock);
1250
1251         if (!em)
1252                 return -EINVAL;
1253
1254         map = em->map_lookup;
1255
1256         cache->physical_map = kmemdup(map, map_lookup_size(map->num_stripes), GFP_NOFS);
1257         if (!cache->physical_map) {
1258                 ret = -ENOMEM;
1259                 goto out;
1260         }
1261
1262         alloc_offsets = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*alloc_offsets), GFP_NOFS);
1263         if (!alloc_offsets) {
1264                 ret = -ENOMEM;
1265                 goto out;
1266         }
1267
1268         caps = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*caps), GFP_NOFS);
1269         if (!caps) {
1270                 ret = -ENOMEM;
1271                 goto out;
1272         }
1273
1274         physical = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*physical), GFP_NOFS);
1275         if (!physical) {
1276                 ret = -ENOMEM;
1277                 goto out;
1278         }
1279
1280         active = bitmap_zalloc(map->num_stripes, GFP_NOFS);
1281         if (!active) {
1282                 ret = -ENOMEM;
1283                 goto out;
1284         }
1285
1286         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1287                 bool is_sequential;
1288                 struct blk_zone zone;
1289                 struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
1290                 int dev_replace_is_ongoing = 0;
1291
1292                 device = map->stripes[i].dev;
1293                 physical[i] = map->stripes[i].physical;
1294
1295                 if (device->bdev == NULL) {
1296                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1297                         continue;
1298                 }
1299
1300                 is_sequential = btrfs_dev_is_sequential(device, physical[i]);
1301                 if (is_sequential)
1302                         num_sequential++;
1303                 else
1304                         num_conventional++;
1305
1306                 if (!is_sequential) {
1307                         alloc_offsets[i] = WP_CONVENTIONAL;
1308                         continue;
1309                 }
1310
1311                 /*
1312                  * This zone will be used for allocation, so mark this zone
1313                  * non-empty.
1314                  */
1315                 btrfs_dev_clear_zone_empty(device, physical[i]);
1316
1317                 down_read(&dev_replace->rwsem);
1318                 dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
1319                 if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL)
1320                         btrfs_dev_clear_zone_empty(dev_replace->tgtdev, physical[i]);
1321                 up_read(&dev_replace->rwsem);
1322
1323                 /*
1324                  * The group is mapped to a sequential zone. Get the zone write
1325                  * pointer to determine the allocation offset within the zone.
1326                  */
1327                 WARN_ON(!IS_ALIGNED(physical[i], fs_info->zone_size));
1328                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1329                 ret = btrfs_get_dev_zone(device, physical[i], &zone);
1330                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1331                 if (ret == -EIO || ret == -EOPNOTSUPP) {
1332                         ret = 0;
1333                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1334                         continue;
1335                 } else if (ret) {
1336                         goto out;
1337                 }
1338
1339                 if (zone.type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
1340                         btrfs_err_in_rcu(fs_info,
1341         "zoned: unexpected conventional zone %llu on device %s (devid %llu)",
1342                                 zone.start << SECTOR_SHIFT,
1343                                 rcu_str_deref(device->name), device->devid);
1344                         ret = -EIO;
1345                         goto out;
1346                 }
1347
1348                 caps[i] = (zone.capacity << SECTOR_SHIFT);
1349
1350                 switch (zone.cond) {
1351                 case BLK_ZONE_COND_OFFLINE:
1352                 case BLK_ZONE_COND_READONLY:
1353                         btrfs_err(fs_info,
1354                 "zoned: offline/readonly zone %llu on device %s (devid %llu)",
1355                                   physical[i] >> device->zone_info->zone_size_shift,
1356                                   rcu_str_deref(device->name), device->devid);
1357                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1358                         break;
1359                 case BLK_ZONE_COND_EMPTY:
1360                         alloc_offsets[i] = 0;
1361                         break;
1362                 case BLK_ZONE_COND_FULL:
1363                         alloc_offsets[i] = caps[i];
1364                         break;
1365                 default:
1366                         /* Partially used zone */
1367                         alloc_offsets[i] =
1368                                         ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);
1369                         __set_bit(i, active);
1370                         break;
1371                 }
1372
1373                 /*
1374                  * Consider a zone as active if we can allow any number of
1375                  * active zones.
1376                  */
1377                 if (!device->zone_info->max_active_zones)
1378                         __set_bit(i, active);
1379         }
1380
1381         if (num_sequential > 0)
1382                 cache->seq_zone = true;
1383
1384         if (num_conventional > 0) {
1385                 /*
1386                  * Avoid calling calculate_alloc_pointer() for new BG. It
1387                  * is no use for new BG. It must be always 0.
1388                  *
1389                  * Also, we have a lock chain of extent buffer lock ->
1390                  * chunk mutex.  For new BG, this function is called from
1391                  * btrfs_make_block_group() which is already taking the
1392                  * chunk mutex. Thus, we cannot call
1393                  * calculate_alloc_pointer() which takes extent buffer
1394                  * locks to avoid deadlock.
1395                  */
1396
1397                 /* Zone capacity is always zone size in emulation */
1398                 cache->zone_capacity = cache->length;
1399                 if (new) {
1400                         cache->alloc_offset = 0;
1401                         goto out;
1402                 }
1403                 ret = calculate_alloc_pointer(cache, &last_alloc);
1404                 if (ret || map->num_stripes == num_conventional) {
1405                         if (!ret)
1406                                 cache->alloc_offset = last_alloc;
1407                         else
1408                                 btrfs_err(fs_info,
1409                         "zoned: failed to determine allocation offset of bg %llu",
1410                                           cache->start);
1411                         goto out;
1412                 }
1413         }
1414
1415         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
1416         case 0: /* single */
1417                 if (alloc_offsets[0] == WP_MISSING_DEV) {
1418                         btrfs_err(fs_info,
1419                         "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
1420                                 physical[0]);
1421                         ret = -EIO;
1422                         goto out;
1423                 }
1424                 cache->alloc_offset = alloc_offsets[0];
1425                 cache->zone_capacity = caps[0];
1426                 cache->zone_is_active = test_bit(0, active);
1427                 break;
1428         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
1429                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
1430                         btrfs_err(fs_info, "zoned: profile DUP not yet supported on data bg");
1431                         ret = -EINVAL;
1432                         goto out;
1433                 }
1434                 if (alloc_offsets[0] == WP_MISSING_DEV) {
1435                         btrfs_err(fs_info,
1436                         "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
1437                                 physical[0]);
1438                         ret = -EIO;
1439                         goto out;
1440                 }
1441                 if (alloc_offsets[1] == WP_MISSING_DEV) {
1442                         btrfs_err(fs_info,
1443                         "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
1444                                 physical[1]);
1445                         ret = -EIO;
1446                         goto out;
1447                 }
1448                 if (alloc_offsets[0] != alloc_offsets[1]) {
1449                         btrfs_err(fs_info,
1450                         "zoned: write pointer offset mismatch of zones in DUP profile");
1451                         ret = -EIO;
1452                         goto out;
1453                 }
1454                 if (test_bit(0, active) != test_bit(1, active)) {
1455                         if (!btrfs_zone_activate(cache)) {
1456                                 ret = -EIO;
1457                                 goto out;
1458                         }
1459                 } else {
1460                         cache->zone_is_active = test_bit(0, active);
1461                 }
1462                 cache->alloc_offset = alloc_offsets[0];
1463                 cache->zone_capacity = min(caps[0], caps[1]);
1464                 break;
1465         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
1466         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
1467         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
1468         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
1469         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
1470                 /* non-single profiles are not supported yet */
1471         default:
1472                 btrfs_err(fs_info, "zoned: profile %s not yet supported",
1473                           btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
1474                 ret = -EINVAL;
1475                 goto out;
1476         }
1477
1478         if (cache->zone_is_active) {
1479                 btrfs_get_block_group(cache);
1480                 spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1481                 list_add_tail(&cache->active_bg_list, &fs_info->zone_active_bgs);
1482                 spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1483         }
1484
1485 out:
1486         if (cache->alloc_offset > fs_info->zone_size) {
1487                 btrfs_err(fs_info,
1488                         "zoned: invalid write pointer %llu in block group %llu",
1489                         cache->alloc_offset, cache->start);
1490                 ret = -EIO;
1491         }
1492
1493         if (cache->alloc_offset > cache->zone_capacity) {
1494                 btrfs_err(fs_info,
1495 "zoned: invalid write pointer %llu (larger than zone capacity %llu) in block group %llu",
1496                           cache->alloc_offset, cache->zone_capacity,
1497                           cache->start);
1498                 ret = -EIO;
1499         }
1500
1501         /* An extent is allocated after the write pointer */
1502         if (!ret && num_conventional && last_alloc > cache->alloc_offset) {
1503                 btrfs_err(fs_info,
1504                           "zoned: got wrong write pointer in BG %llu: %llu > %llu",
1505                           logical, last_alloc, cache->alloc_offset);
1506                 ret = -EIO;
1507         }
1508
1509         if (!ret)
1510                 cache->meta_write_pointer = cache->alloc_offset + cache->start;
1511
1512         if (ret) {
1513                 kfree(cache->physical_map);
1514                 cache->physical_map = NULL;
1515         }
1516         bitmap_free(active);
1517         kfree(physical);
1518         kfree(caps);
1519         kfree(alloc_offsets);
1520         free_extent_map(em);
1521
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 void btrfs_calc_zone_unusable(struct btrfs_block_group *cache)
1526 {
1527         u64 unusable, free;
1528
1529         if (!btrfs_is_zoned(cache->fs_info))
1530                 return;
1531
1532         WARN_ON(cache->bytes_super != 0);
1533         unusable = (cache->alloc_offset - cache->used) +
1534                    (cache->length - cache->zone_capacity);
1535         free = cache->zone_capacity - cache->alloc_offset;
1536
1537         /* We only need ->free_space in ALLOC_SEQ block groups */
1538         cache->last_byte_to_unpin = (u64)-1;
1539         cache->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
1540         cache->free_space_ctl->free_space = free;
1541         cache->zone_unusable = unusable;
1542 }
1543
1544 void btrfs_redirty_list_add(struct btrfs_transaction *trans,
1545                             struct extent_buffer *eb)
1546 {
1547         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1548
1549         if (!btrfs_is_zoned(fs_info) ||
1550             btrfs_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN) ||
1551             !list_empty(&eb->release_list))
1552                 return;
1553
1554         set_extent_buffer_dirty(eb);
1555         set_extent_bits_nowait(&trans->dirty_pages, eb->start,
1556                                eb->start + eb->len - 1, EXTENT_DIRTY);
1557         memzero_extent_buffer(eb, 0, eb->len);
1558         set_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags);
1559
1560         spin_lock(&trans->releasing_ebs_lock);
1561         list_add_tail(&eb->release_list, &trans->releasing_ebs);
1562         spin_unlock(&trans->releasing_ebs_lock);
1563         atomic_inc(&eb->refs);
1564 }
1565
1566 void btrfs_free_redirty_list(struct btrfs_transaction *trans)
1567 {
1568         spin_lock(&trans->releasing_ebs_lock);
1569         while (!list_empty(&trans->releasing_ebs)) {
1570                 struct extent_buffer *eb;
1571
1572                 eb = list_first_entry(&trans->releasing_ebs,
1573                                       struct extent_buffer, release_list);
1574                 list_del_init(&eb->release_list);
1575                 free_extent_buffer(eb);
1576         }
1577         spin_unlock(&trans->releasing_ebs_lock);
1578 }
1579
1580 bool btrfs_use_zone_append(struct btrfs_inode *inode, u64 start)
1581 {
1582         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1583         struct btrfs_block_group *cache;
1584         bool ret = false;
1585
1586         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1587                 return false;
1588
1589         if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode))
1590                 return false;
1591
1592         /*
1593          * Using REQ_OP_ZONE_APPNED for relocation can break assumptions on the
1594          * extent layout the relocation code has.
1595          * Furthermore we have set aside own block-group from which only the
1596          * relocation "process" can allocate and make sure only one process at a
1597          * time can add pages to an extent that gets relocated, so it's safe to
1598          * use regular REQ_OP_WRITE for this special case.
1599          */
1600         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root))
1601                 return false;
1602
1603         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
1604         ASSERT(cache);
1605         if (!cache)
1606                 return false;
1607
1608         ret = cache->seq_zone;
1609         btrfs_put_block_group(cache);
1610
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 void btrfs_record_physical_zoned(struct inode *inode, u64 file_offset,
1615                                  struct bio *bio)
1616 {
1617         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1618         const u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
1619
1620         if (bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND)
1621                 return;
1622
1623         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(BTRFS_I(inode), file_offset);
1624         if (WARN_ON(!ordered))
1625                 return;
1626
1627         ordered->physical = physical;
1628         ordered->bdev = bio->bi_bdev;
1629
1630         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1631 }
1632
1633 void btrfs_rewrite_logical_zoned(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
1634 {
1635         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered->inode);
1636         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1637         struct extent_map_tree *em_tree;
1638         struct extent_map *em;
1639         struct btrfs_ordered_sum *sum;
1640         u64 orig_logical = ordered->disk_bytenr;
1641         u64 *logical = NULL;
1642         int nr, stripe_len;
1643
1644         /* Zoned devices should not have partitions. So, we can assume it is 0 */
1645         ASSERT(!bdev_is_partition(ordered->bdev));
1646         if (WARN_ON(!ordered->bdev))
1647                 return;
1648
1649         if (WARN_ON(btrfs_rmap_block(fs_info, orig_logical, ordered->bdev,
1650                                      ordered->physical, &logical, &nr,
1651                                      &stripe_len)))
1652                 goto out;
1653
1654         WARN_ON(nr != 1);
1655
1656         if (orig_logical == *logical)
1657                 goto out;
1658
1659         ordered->disk_bytenr = *logical;
1660
1661         em_tree = &inode->extent_tree;
1662         write_lock(&em_tree->lock);
1663         em = search_extent_mapping(em_tree, ordered->file_offset,
1664                                    ordered->num_bytes);
1665         em->block_start = *logical;
1666         free_extent_map(em);
1667         write_unlock(&em_tree->lock);
1668
1669         list_for_each_entry(sum, &ordered->list, list) {
1670                 if (*logical < orig_logical)
1671                         sum->bytenr -= orig_logical - *logical;
1672                 else
1673                         sum->bytenr += *logical - orig_logical;
1674         }
1675
1676 out:
1677         kfree(logical);
1678 }
1679
1680 bool btrfs_check_meta_write_pointer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1681                                     struct extent_buffer *eb,
1682                                     struct btrfs_block_group **cache_ret)
1683 {
1684         struct btrfs_block_group *cache;
1685         bool ret = true;
1686
1687         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1688                 return true;
1689
1690         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, eb->start);
1691         if (!cache)
1692                 return true;
1693
1694         if (cache->meta_write_pointer != eb->start) {
1695                 btrfs_put_block_group(cache);
1696                 cache = NULL;
1697                 ret = false;
1698         } else {
1699                 cache->meta_write_pointer = eb->start + eb->len;
1700         }
1701
1702         *cache_ret = cache;
1703
1704         return ret;
1705 }
1706
1707 void btrfs_revert_meta_write_pointer(struct btrfs_block_group *cache,
1708                                      struct extent_buffer *eb)
1709 {
1710         if (!btrfs_is_zoned(eb->fs_info) || !cache)
1711                 return;
1712
1713         ASSERT(cache->meta_write_pointer == eb->start + eb->len);
1714         cache->meta_write_pointer = eb->start;
1715 }
1716
1717 int btrfs_zoned_issue_zeroout(struct btrfs_device *device, u64 physical, u64 length)
1718 {
1719         if (!btrfs_dev_is_sequential(device, physical))
1720                 return -EOPNOTSUPP;
1721
1722         return blkdev_issue_zeroout(device->bdev, physical >> SECTOR_SHIFT,
1723                                     length >> SECTOR_SHIFT, GFP_NOFS, 0);
1724 }
1725
1726 static int read_zone_info(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
1727                           struct blk_zone *zone)
1728 {
1729         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
1730         u64 mapped_length = PAGE_SIZE;
1731         unsigned int nofs_flag;
1732         int nmirrors;
1733         int i, ret;
1734
1735         ret = btrfs_map_sblock(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS, logical,
1736                                &mapped_length, &bioc);
1737         if (ret || !bioc || mapped_length < PAGE_SIZE) {
1738                 ret = -EIO;
1739                 goto out_put_bioc;
1740         }
1741
1742         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
1743                 ret = -EINVAL;
1744                 goto out_put_bioc;
1745         }
1746
1747         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1748         nmirrors = (int)bioc->num_stripes;
1749         for (i = 0; i < nmirrors; i++) {
1750                 u64 physical = bioc->stripes[i].physical;
1751                 struct btrfs_device *dev = bioc->stripes[i].dev;
1752
1753                 /* Missing device */
1754                 if (!dev->bdev)
1755                         continue;
1756
1757                 ret = btrfs_get_dev_zone(dev, physical, zone);
1758                 /* Failing device */
1759                 if (ret == -EIO || ret == -EOPNOTSUPP)
1760                         continue;
1761                 break;
1762         }
1763         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1764 out_put_bioc:
1765         btrfs_put_bioc(bioc);
1766         return ret;
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Synchronize write pointer in a zone at @physical_start on @tgt_dev, by
1771  * filling zeros between @physical_pos to a write pointer of dev-replace
1772  * source device.
1773  */
1774 int btrfs_sync_zone_write_pointer(struct btrfs_device *tgt_dev, u64 logical,
1775                                     u64 physical_start, u64 physical_pos)
1776 {
1777         struct btrfs_fs_info *fs_info = tgt_dev->fs_info;
1778         struct blk_zone zone;
1779         u64 length;
1780         u64 wp;
1781         int ret;
1782
1783         if (!btrfs_dev_is_sequential(tgt_dev, physical_pos))
1784                 return 0;
1785
1786         ret = read_zone_info(fs_info, logical, &zone);
1787         if (ret)
1788                 return ret;
1789
1790         wp = physical_start + ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);
1791
1792         if (physical_pos == wp)
1793                 return 0;
1794
1795         if (physical_pos > wp)
1796                 return -EUCLEAN;
1797
1798         length = wp - physical_pos;
1799         return btrfs_zoned_issue_zeroout(tgt_dev, physical_pos, length);
1800 }
1801
1802 struct btrfs_device *btrfs_zoned_get_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1803                                             u64 logical, u64 length)
1804 {
1805         struct btrfs_device *device;
1806         struct extent_map *em;
1807         struct map_lookup *map;
1808
1809         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
1810         if (IS_ERR(em))
1811                 return ERR_CAST(em);
1812
1813         map = em->map_lookup;
1814         /* We only support single profile for now */
1815         device = map->stripes[0].dev;
1816
1817         free_extent_map(em);
1818
1819         return device;
1820 }
1821
1822 /**
1823  * Activate block group and underlying device zones
1824  *
1825  * @block_group: the block group to activate
1826  *
1827  * Return: true on success, false otherwise
1828  */
1829 bool btrfs_zone_activate(struct btrfs_block_group *block_group)
1830 {
1831         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
1832         struct map_lookup *map;
1833         struct btrfs_device *device;
1834         u64 physical;
1835         bool ret;
1836         int i;
1837
1838         if (!btrfs_is_zoned(block_group->fs_info))
1839                 return true;
1840
1841         map = block_group->physical_map;
1842
1843         spin_lock(&block_group->lock);
1844         if (block_group->zone_is_active) {
1845                 ret = true;
1846                 goto out_unlock;
1847         }
1848
1849         /* No space left */
1850         if (btrfs_zoned_bg_is_full(block_group)) {
1851                 ret = false;
1852                 goto out_unlock;
1853         }
1854
1855         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1856                 device = map->stripes[i].dev;
1857                 physical = map->stripes[i].physical;
1858
1859                 if (device->zone_info->max_active_zones == 0)
1860                         continue;
1861
1862                 if (!btrfs_dev_set_active_zone(device, physical)) {
1863                         /* Cannot activate the zone */
1864                         ret = false;
1865                         goto out_unlock;
1866                 }
1867         }
1868
1869         /* Successfully activated all the zones */
1870         block_group->zone_is_active = 1;
1871         spin_unlock(&block_group->lock);
1872
1873         /* For the active block group list */
1874         btrfs_get_block_group(block_group);
1875
1876         spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1877         list_add_tail(&block_group->active_bg_list, &fs_info->zone_active_bgs);
1878         spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1879
1880         return true;
1881
1882 out_unlock:
1883         spin_unlock(&block_group->lock);
1884         return ret;
1885 }
1886
1887 static int do_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group, bool fully_written)
1888 {
1889         struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
1890         struct map_lookup *map;
1891         int ret = 0;
1892         int i;
1893
1894         spin_lock(&block_group->lock);
1895         if (!block_group->zone_is_active) {
1896                 spin_unlock(&block_group->lock);
1897                 return 0;
1898         }
1899
1900         /* Check if we have unwritten allocated space */
1901         if ((block_group->flags &
1902              (BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA | BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)) &&
1903             block_group->start + block_group->alloc_offset > block_group->meta_write_pointer) {
1904                 spin_unlock(&block_group->lock);
1905                 return -EAGAIN;
1906         }
1907
1908         /*
1909          * If we are sure that the block group is full (= no more room left for
1910          * new allocation) and the IO for the last usable block is completed, we
1911          * don't need to wait for the other IOs. This holds because we ensure
1912          * the sequential IO submissions using the ZONE_APPEND command for data
1913          * and block_group->meta_write_pointer for metadata.
1914          */
1915         if (!fully_written) {
1916                 spin_unlock(&block_group->lock);
1917
1918                 ret = btrfs_inc_block_group_ro(block_group, false);
1919                 if (ret)
1920                         return ret;
1921
1922                 /* Ensure all writes in this block group finish */
1923                 btrfs_wait_block_group_reservations(block_group);
1924                 /* No need to wait for NOCOW writers. Zoned mode does not allow that */
1925                 btrfs_wait_ordered_roots(fs_info, U64_MAX, block_group->start,
1926                                          block_group->length);
1927
1928                 spin_lock(&block_group->lock);
1929
1930                 /*
1931                  * Bail out if someone already deactivated the block group, or
1932                  * allocated space is left in the block group.
1933                  */
1934                 if (!block_group->zone_is_active) {
1935                         spin_unlock(&block_group->lock);
1936                         btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1937                         return 0;
1938                 }
1939
1940                 if (block_group->reserved) {
1941                         spin_unlock(&block_group->lock);
1942                         btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1943                         return -EAGAIN;
1944                 }
1945         }
1946
1947         block_group->zone_is_active = 0;
1948         block_group->alloc_offset = block_group->zone_capacity;
1949         block_group->free_space_ctl->free_space = 0;
1950         btrfs_clear_treelog_bg(block_group);
1951         btrfs_clear_data_reloc_bg(block_group);
1952         spin_unlock(&block_group->lock);
1953
1954         map = block_group->physical_map;
1955         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1956                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
1957                 const u64 physical = map->stripes[i].physical;
1958
1959                 if (device->zone_info->max_active_zones == 0)
1960                         continue;
1961
1962                 ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev, REQ_OP_ZONE_FINISH,
1963                                        physical >> SECTOR_SHIFT,
1964                                        device->zone_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT,
1965                                        GFP_NOFS);
1966
1967                 if (ret)
1968                         return ret;
1969
1970                 btrfs_dev_clear_active_zone(device, physical);
1971         }
1972
1973         if (!fully_written)
1974                 btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
1975
1976         spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1977         ASSERT(!list_empty(&block_group->active_bg_list));
1978         list_del_init(&block_group->active_bg_list);
1979         spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
1980
1981         /* For active_bg_list */
1982         btrfs_put_block_group(block_group);
1983
1984         return 0;
1985 }
1986
1987 int btrfs_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group)
1988 {
1989         if (!btrfs_is_zoned(block_group->fs_info))
1990                 return 0;
1991
1992         return do_zone_finish(block_group, false);
1993 }
1994
1995 bool btrfs_can_activate_zone(struct btrfs_fs_devices *fs_devices, u64 flags)
1996 {
1997         struct btrfs_fs_info *fs_info = fs_devices->fs_info;
1998         struct btrfs_device *device;
1999         bool ret = false;
2000
2001         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
2002                 return true;
2003
2004         /* Check if there is a device with active zones left */
2005         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2006         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
2007                 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
2008
2009                 if (!device->bdev)
2010                         continue;
2011
2012                 if (!zinfo->max_active_zones ||
2013                     atomic_read(&zinfo->active_zones_left)) {
2014                         ret = true;
2015                         break;
2016                 }
2017         }
2018         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2019
2020         return ret;
2021 }
2022
2023 void btrfs_zone_finish_endio(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 length)
2024 {
2025         struct btrfs_block_group *block_group;
2026         u64 min_alloc_bytes;
2027
2028         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
2029                 return;
2030
2031         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
2032         ASSERT(block_group);
2033
2034         /* No MIXED_BG on zoned btrfs. */
2035         if (block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
2036                 min_alloc_bytes = fs_info->sectorsize;
2037         else
2038                 min_alloc_bytes = fs_info->nodesize;
2039
2040         /* Bail out if we can allocate more data from this block group. */
2041         if (logical + length + min_alloc_bytes <=
2042             block_group->start + block_group->zone_capacity)
2043                 goto out;
2044
2045         do_zone_finish(block_group, true);
2046
2047 out:
2048         btrfs_put_block_group(block_group);
2049 }
2050
2051 static void btrfs_zone_finish_endio_workfn(struct work_struct *work)
2052 {
2053         struct btrfs_block_group *bg =
2054                 container_of(work, struct btrfs_block_group, zone_finish_work);
2055
2056         wait_on_extent_buffer_writeback(bg->last_eb);
2057         free_extent_buffer(bg->last_eb);
2058         btrfs_zone_finish_endio(bg->fs_info, bg->start, bg->length);
2059         btrfs_put_block_group(bg);
2060 }
2061
2062 void btrfs_schedule_zone_finish_bg(struct btrfs_block_group *bg,
2063                                    struct extent_buffer *eb)
2064 {
2065         if (!bg->seq_zone || eb->start + eb->len * 2 <= bg->start + bg->zone_capacity)
2066                 return;
2067
2068         if (WARN_ON(bg->zone_finish_work.func == btrfs_zone_finish_endio_workfn)) {
2069                 btrfs_err(bg->fs_info, "double scheduling of bg %llu zone finishing",
2070                           bg->start);
2071                 return;
2072         }
2073
2074         /* For the work */
2075         btrfs_get_block_group(bg);
2076         atomic_inc(&eb->refs);
2077         bg->last_eb = eb;
2078         INIT_WORK(&bg->zone_finish_work, btrfs_zone_finish_endio_workfn);
2079         queue_work(system_unbound_wq, &bg->zone_finish_work);
2080 }
2081
2082 void btrfs_clear_data_reloc_bg(struct btrfs_block_group *bg)
2083 {
2084         struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
2085
2086         spin_lock(&fs_info->relocation_bg_lock);
2087         if (fs_info->data_reloc_bg == bg->start)
2088                 fs_info->data_reloc_bg = 0;
2089         spin_unlock(&fs_info->relocation_bg_lock);
2090 }
2091
2092 void btrfs_free_zone_cache(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2093 {
2094         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2095         struct btrfs_device *device;
2096
2097         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
2098                 return;
2099
2100         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2101         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2102                 if (device->zone_info) {
2103                         vfree(device->zone_info->zone_cache);
2104                         device->zone_info->zone_cache = NULL;
2105                 }
2106         }
2107         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2108 }
2109
2110 bool btrfs_zoned_should_reclaim(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2111 {
2112         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2113         struct btrfs_device *device;
2114         u64 used = 0;
2115         u64 total = 0;
2116         u64 factor;
2117
2118         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
2119
2120         if (fs_info->bg_reclaim_threshold == 0)
2121                 return false;
2122
2123         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2124         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2125                 if (!device->bdev)
2126                         continue;
2127
2128                 total += device->disk_total_bytes;
2129                 used += device->bytes_used;
2130         }
2131         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2132
2133         factor = div64_u64(used * 100, total);
2134         return factor >= fs_info->bg_reclaim_threshold;
2135 }
2136
2137 void btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
2138                                        u64 length)
2139 {
2140         struct btrfs_block_group *block_group;
2141
2142         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
2143                 return;
2144
2145         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
2146         /* It should be called on a previous data relocation block group. */
2147         ASSERT(block_group && (block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA));
2148
2149         spin_lock(&block_group->lock);
2150         if (!block_group->zoned_data_reloc_ongoing)
2151                 goto out;
2152
2153         /* All relocation extents are written. */
2154         if (block_group->start + block_group->alloc_offset == logical + length) {
2155                 /* Now, release this block group for further allocations. */
2156                 block_group->zoned_data_reloc_ongoing = 0;
2157         }
2158
2159 out:
2160         spin_unlock(&block_group->lock);
2161         btrfs_put_block_group(block_group);
2162 }