Merge 5.18-rc5 into tty-next
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / volumes.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/sched/mm.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/ratelimit.h>
12 #include <linux/kthread.h>
13 #include <linux/raid/pq.h>
14 #include <linux/semaphore.h>
15 #include <linux/uuid.h>
16 #include <linux/list_sort.h>
17 #include <linux/namei.h>
18 #include "misc.h"
19 #include "ctree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "disk-io.h"
22 #include "transaction.h"
23 #include "print-tree.h"
24 #include "volumes.h"
25 #include "raid56.h"
26 #include "async-thread.h"
27 #include "check-integrity.h"
28 #include "rcu-string.h"
29 #include "dev-replace.h"
30 #include "sysfs.h"
31 #include "tree-checker.h"
32 #include "space-info.h"
33 #include "block-group.h"
34 #include "discard.h"
35 #include "zoned.h"
36
37 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
38                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
39                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
40
41 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
42         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
43                 .sub_stripes    = 2,
44                 .dev_stripes    = 1,
45                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
46                 .devs_min       = 2,
47                 .tolerated_failures = 1,
48                 .devs_increment = 2,
49                 .ncopies        = 2,
50                 .nparity        = 0,
51                 .raid_name      = "raid10",
52                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
53                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
54         },
55         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
56                 .sub_stripes    = 1,
57                 .dev_stripes    = 1,
58                 .devs_max       = 2,
59                 .devs_min       = 2,
60                 .tolerated_failures = 1,
61                 .devs_increment = 2,
62                 .ncopies        = 2,
63                 .nparity        = 0,
64                 .raid_name      = "raid1",
65                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
66                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
67         },
68         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
69                 .sub_stripes    = 1,
70                 .dev_stripes    = 1,
71                 .devs_max       = 3,
72                 .devs_min       = 3,
73                 .tolerated_failures = 2,
74                 .devs_increment = 3,
75                 .ncopies        = 3,
76                 .nparity        = 0,
77                 .raid_name      = "raid1c3",
78                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
79                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
80         },
81         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
82                 .sub_stripes    = 1,
83                 .dev_stripes    = 1,
84                 .devs_max       = 4,
85                 .devs_min       = 4,
86                 .tolerated_failures = 3,
87                 .devs_increment = 4,
88                 .ncopies        = 4,
89                 .nparity        = 0,
90                 .raid_name      = "raid1c4",
91                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
92                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
93         },
94         [BTRFS_RAID_DUP] = {
95                 .sub_stripes    = 1,
96                 .dev_stripes    = 2,
97                 .devs_max       = 1,
98                 .devs_min       = 1,
99                 .tolerated_failures = 0,
100                 .devs_increment = 1,
101                 .ncopies        = 2,
102                 .nparity        = 0,
103                 .raid_name      = "dup",
104                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
105                 .mindev_error   = 0,
106         },
107         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
108                 .sub_stripes    = 1,
109                 .dev_stripes    = 1,
110                 .devs_max       = 0,
111                 .devs_min       = 1,
112                 .tolerated_failures = 0,
113                 .devs_increment = 1,
114                 .ncopies        = 1,
115                 .nparity        = 0,
116                 .raid_name      = "raid0",
117                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
118                 .mindev_error   = 0,
119         },
120         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
121                 .sub_stripes    = 1,
122                 .dev_stripes    = 1,
123                 .devs_max       = 1,
124                 .devs_min       = 1,
125                 .tolerated_failures = 0,
126                 .devs_increment = 1,
127                 .ncopies        = 1,
128                 .nparity        = 0,
129                 .raid_name      = "single",
130                 .bg_flag        = 0,
131                 .mindev_error   = 0,
132         },
133         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
134                 .sub_stripes    = 1,
135                 .dev_stripes    = 1,
136                 .devs_max       = 0,
137                 .devs_min       = 2,
138                 .tolerated_failures = 1,
139                 .devs_increment = 1,
140                 .ncopies        = 1,
141                 .nparity        = 1,
142                 .raid_name      = "raid5",
143                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
144                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
145         },
146         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
147                 .sub_stripes    = 1,
148                 .dev_stripes    = 1,
149                 .devs_max       = 0,
150                 .devs_min       = 3,
151                 .tolerated_failures = 2,
152                 .devs_increment = 1,
153                 .ncopies        = 1,
154                 .nparity        = 2,
155                 .raid_name      = "raid6",
156                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
157                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
158         },
159 };
160
161 /*
162  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
163  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
164  */
165 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
166 {
167         if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
168                 return BTRFS_RAID_RAID10;
169         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1)
170                 return BTRFS_RAID_RAID1;
171         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3)
172                 return BTRFS_RAID_RAID1C3;
173         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)
174                 return BTRFS_RAID_RAID1C4;
175         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)
176                 return BTRFS_RAID_DUP;
177         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
178                 return BTRFS_RAID_RAID0;
179         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
180                 return BTRFS_RAID_RAID5;
181         else if (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
182                 return BTRFS_RAID_RAID6;
183
184         return BTRFS_RAID_SINGLE; /* BTRFS_BLOCK_GROUP_SINGLE */
185 }
186
187 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
188 {
189         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
190
191         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
192                 return NULL;
193
194         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
195 }
196
197 /*
198  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
199  * bytes including terminating null byte.
200  */
201 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
202 {
203         int i;
204         int ret;
205         char *bp = buf;
206         u64 flags = bg_flags;
207         u32 size_bp = size_buf;
208
209         if (!flags) {
210                 strcpy(bp, "NONE");
211                 return;
212         }
213
214 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
215         do {                                                            \
216                 if (flags & (flag)) {                                   \
217                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
218                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
219                                 goto out_overflow;                      \
220                         size_bp -= ret;                                 \
221                         bp += ret;                                      \
222                         flags &= ~(flag);                               \
223                 }                                                       \
224         } while (0)
225
226         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
227         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
228         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
229
230         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
231         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
232                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
233                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
234 #undef DESCRIBE_FLAG
235
236         if (flags) {
237                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
238                 size_bp -= ret;
239         }
240
241         if (size_bp < size_buf)
242                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
243
244         /*
245          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
246          * large buffer
247          */
248 out_overflow:;
249 }
250
251 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
252 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
253 static void btrfs_dev_stat_print_on_error(struct btrfs_device *dev);
254 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
255 static int __btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
256                              enum btrfs_map_op op,
257                              u64 logical, u64 *length,
258                              struct btrfs_io_context **bioc_ret,
259                              int mirror_num, int need_raid_map);
260
261 /*
262  * Device locking
263  * ==============
264  *
265  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
266  * structures like chunks but not block groups, extents or files
267  *
268  * uuid_mutex (global lock)
269  * ------------------------
270  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
271  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
272  * device) or requested by the device= mount option
273  *
274  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
275  *
276  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
277  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
278  *
279  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
280  *
281  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
282  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
283  * scan ioctl
284  *
285  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
286  *
287  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
288  * ------------------------------------------------
289  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
290  *
291  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
292  *
293  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
294  * modifications to the list (see write_all_supers)
295  *
296  * Is not required at mount and close times, because our device list is
297  * protected by the uuid_mutex at that point.
298  *
299  * balance_mutex
300  * -------------
301  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
302  * several places (internally, ioctl)
303  *
304  * chunk_mutex
305  * -----------
306  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
307  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
308  * individual devices, since they can be added to the transaction's
309  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
310  *
311  * cleaner_mutex
312  * -------------
313  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
314  * cleaning together with relocation or delayed iputs
315  *
316  *
317  * Lock nesting
318  * ============
319  *
320  * uuid_mutex
321  *   device_list_mutex
322  *     chunk_mutex
323  *   balance_mutex
324  *
325  *
326  * Exclusive operations
327  * ====================
328  *
329  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
330  * whole filesystem and cannot run in parallel.
331  *
332  * - Balance (*)
333  * - Device add
334  * - Device remove
335  * - Device replace (*)
336  * - Resize
337  *
338  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
339  *
340  * - Running state
341  * - Paused state
342  * - Completed state
343  *
344  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
345  * following reasons:
346  *
347  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
348  * - filesystem remounted as read-only
349  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
350  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
351  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
352  *
353  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
354  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
355  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
356  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
357  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
358  * completed.
359  */
360
361 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
362 static LIST_HEAD(fs_uuids);
363 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
364 {
365         return &fs_uuids;
366 }
367
368 /*
369  * alloc_fs_devices - allocate struct btrfs_fs_devices
370  * @fsid:               if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid
371  * @metadata_fsid:      if not NULL, copy the UUID to fs_devices::metadata_fsid
372  *
373  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
374  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
375  * kfree() right away.
376  */
377 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid,
378                                                  const u8 *metadata_fsid)
379 {
380         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
381
382         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
383         if (!fs_devs)
384                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
385
386         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
387
388         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
389         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
390         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
391         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
392         if (fsid)
393                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
394
395         if (metadata_fsid)
396                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, metadata_fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
397         else if (fsid)
398                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
399
400         return fs_devs;
401 }
402
403 void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
404 {
405         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
406         rcu_string_free(device->name);
407         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
408         bio_put(device->flush_bio);
409         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
410         kfree(device);
411 }
412
413 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
414 {
415         struct btrfs_device *device;
416         WARN_ON(fs_devices->opened);
417         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
418                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
419                                     struct btrfs_device, dev_list);
420                 list_del(&device->dev_list);
421                 btrfs_free_device(device);
422         }
423         kfree(fs_devices);
424 }
425
426 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
427 {
428         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
429
430         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
431                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
432                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
433                 list_del(&fs_devices->fs_list);
434                 free_fs_devices(fs_devices);
435         }
436 }
437
438 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
439                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
440 {
441         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
442
443         ASSERT(fsid);
444
445         /* Handle non-split brain cases */
446         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
447                 if (metadata_fsid) {
448                         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0
449                             && memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid,
450                                       BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
451                                 return fs_devices;
452                 } else {
453                         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
454                                 return fs_devices;
455                 }
456         }
457         return NULL;
458 }
459
460 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_with_metadata_uuid(
461                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
462 {
463
464         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
465
466         /*
467          * Handle scanned device having completed its fsid change but
468          * belonging to a fs_devices that was created by first scanning
469          * a device which didn't have its fsid/metadata_uuid changed
470          * at all and the CHANGING_FSID_V2 flag set.
471          */
472         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
473                 if (fs_devices->fsid_change &&
474                     memcmp(disk_super->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
475                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
476                     memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
477                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0) {
478                         return fs_devices;
479                 }
480         }
481         /*
482          * Handle scanned device having completed its fsid change but
483          * belonging to a fs_devices that was created by a device that
484          * has an outdated pair of fsid/metadata_uuid and
485          * CHANGING_FSID_V2 flag set.
486          */
487         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
488                 if (fs_devices->fsid_change &&
489                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid,
490                            fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
491                     memcmp(disk_super->metadata_uuid, fs_devices->metadata_uuid,
492                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0) {
493                         return fs_devices;
494                 }
495         }
496
497         return find_fsid(disk_super->fsid, disk_super->metadata_uuid);
498 }
499
500
501 static int
502 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, fmode_t flags, void *holder,
503                       int flush, struct block_device **bdev,
504                       struct btrfs_super_block **disk_super)
505 {
506         int ret;
507
508         *bdev = blkdev_get_by_path(device_path, flags, holder);
509
510         if (IS_ERR(*bdev)) {
511                 ret = PTR_ERR(*bdev);
512                 goto error;
513         }
514
515         if (flush)
516                 sync_blockdev(*bdev);
517         ret = set_blocksize(*bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
518         if (ret) {
519                 blkdev_put(*bdev, flags);
520                 goto error;
521         }
522         invalidate_bdev(*bdev);
523         *disk_super = btrfs_read_dev_super(*bdev);
524         if (IS_ERR(*disk_super)) {
525                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
526                 blkdev_put(*bdev, flags);
527                 goto error;
528         }
529
530         return 0;
531
532 error:
533         *bdev = NULL;
534         return ret;
535 }
536
537 /**
538  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).
539  *  When both inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
540  *
541  *  @devt:      Optional. When provided will it release all unmounted devices
542  *              matching this devt only.
543  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
544  *              devices.
545  *
546  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
547  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
548  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
549  */
550 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
551 {
552         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
553         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
554         int ret = 0;
555
556         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
557
558         if (devt)
559                 ret = -ENOENT;
560
561         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
562
563                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
564                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
565                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
566                         if (skip_device && skip_device == device)
567                                 continue;
568                         if (devt && devt != device->devt)
569                                 continue;
570                         if (fs_devices->opened) {
571                                 /* for an already deleted device return 0 */
572                                 if (devt && ret != 0)
573                                         ret = -EBUSY;
574                                 break;
575                         }
576
577                         /* delete the stale device */
578                         fs_devices->num_devices--;
579                         list_del(&device->dev_list);
580                         btrfs_free_device(device);
581
582                         ret = 0;
583                 }
584                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
585
586                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
587                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
588                         list_del(&fs_devices->fs_list);
589                         free_fs_devices(fs_devices);
590                 }
591         }
592
593         return ret;
594 }
595
596 /*
597  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
598  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
599  * fs_devices->device_list_mutex here.
600  */
601 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
602                         struct btrfs_device *device, fmode_t flags,
603                         void *holder)
604 {
605         struct block_device *bdev;
606         struct btrfs_super_block *disk_super;
607         u64 devid;
608         int ret;
609
610         if (device->bdev)
611                 return -EINVAL;
612         if (!device->name)
613                 return -EINVAL;
614
615         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
616                                     &bdev, &disk_super);
617         if (ret)
618                 return ret;
619
620         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
621         if (devid != device->devid)
622                 goto error_free_page;
623
624         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
625                 goto error_free_page;
626
627         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
628
629         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
630                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
631                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
632                         pr_err(
633                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
634                         goto error_free_page;
635                 }
636
637                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
638                 fs_devices->seeding = true;
639         } else {
640                 if (bdev_read_only(bdev))
641                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
642                 else
643                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
644         }
645
646         if (!blk_queue_nonrot(bdev_get_queue(bdev)))
647                 fs_devices->rotating = true;
648
649         device->bdev = bdev;
650         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
651         device->mode = flags;
652
653         fs_devices->open_devices++;
654         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
655             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
656                 fs_devices->rw_devices++;
657                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
658         }
659         btrfs_release_disk_super(disk_super);
660
661         return 0;
662
663 error_free_page:
664         btrfs_release_disk_super(disk_super);
665         blkdev_put(bdev, flags);
666
667         return -EINVAL;
668 }
669
670 /*
671  * Handle scanned device having its CHANGING_FSID_V2 flag set and the fs_devices
672  * being created with a disk that has already completed its fsid change. Such
673  * disk can belong to an fs which has its FSID changed or to one which doesn't.
674  * Handle both cases here.
675  */
676 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_inprogress(
677                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
678 {
679         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
680
681         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
682                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
683                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
684                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->fsid,
685                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 && !fs_devices->fsid_change) {
686                         return fs_devices;
687                 }
688         }
689
690         return find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
691 }
692
693
694 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_changed(
695                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
696 {
697         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
698
699         /*
700          * Handles the case where scanned device is part of an fs that had
701          * multiple successful changes of FSID but currently device didn't
702          * observe it. Meaning our fsid will be different than theirs. We need
703          * to handle two subcases :
704          *  1 - The fs still continues to have different METADATA/FSID uuids.
705          *  2 - The fs is switched back to its original FSID (METADATA/FSID
706          *  are equal).
707          */
708         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
709                 /* Changed UUIDs */
710                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
711                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
712                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->metadata_uuid,
713                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
714                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
715                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
716                         return fs_devices;
717
718                 /* Unchanged UUIDs */
719                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
720                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
721                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->metadata_uuid,
722                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
723                         return fs_devices;
724         }
725
726         return NULL;
727 }
728
729 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_reverted_metadata(
730                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
731 {
732         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
733
734         /*
735          * Handle the case where the scanned device is part of an fs whose last
736          * metadata UUID change reverted it to the original FSID. At the same
737          * time * fs_devices was first created by another constitutent device
738          * which didn't fully observe the operation. This results in an
739          * btrfs_fs_devices created with metadata/fsid different AND
740          * btrfs_fs_devices::fsid_change set AND the metadata_uuid of the
741          * fs_devices equal to the FSID of the disk.
742          */
743         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
744                 if (memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
745                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
746                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->fsid,
747                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
748                     fs_devices->fsid_change)
749                         return fs_devices;
750         }
751
752         return NULL;
753 }
754 /*
755  * Add new device to list of registered devices
756  *
757  * Returns:
758  * device pointer which was just added or updated when successful
759  * error pointer when failed
760  */
761 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
762                            struct btrfs_super_block *disk_super,
763                            bool *new_device_added)
764 {
765         struct btrfs_device *device;
766         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
767         struct rcu_string *name;
768         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
769         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
770         dev_t path_devt;
771         int error;
772         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
773                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
774         bool fsid_change_in_progress = (btrfs_super_flags(disk_super) &
775                                         BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2);
776
777         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
778         if (error)
779                 return ERR_PTR(error);
780
781         if (fsid_change_in_progress) {
782                 if (!has_metadata_uuid)
783                         fs_devices = find_fsid_inprogress(disk_super);
784                 else
785                         fs_devices = find_fsid_changed(disk_super);
786         } else if (has_metadata_uuid) {
787                 fs_devices = find_fsid_with_metadata_uuid(disk_super);
788         } else {
789                 fs_devices = find_fsid_reverted_metadata(disk_super);
790                 if (!fs_devices)
791                         fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
792         }
793
794
795         if (!fs_devices) {
796                 if (has_metadata_uuid)
797                         fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid,
798                                                       disk_super->metadata_uuid);
799                 else
800                         fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid, NULL);
801
802                 if (IS_ERR(fs_devices))
803                         return ERR_CAST(fs_devices);
804
805                 fs_devices->fsid_change = fsid_change_in_progress;
806
807                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
808                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
809
810                 device = NULL;
811         } else {
812                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
813                         .devid = devid,
814                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
815                 };
816
817                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
818                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
819
820                 /*
821                  * If this disk has been pulled into an fs devices created by
822                  * a device which had the CHANGING_FSID_V2 flag then replace the
823                  * metadata_uuid/fsid values of the fs_devices.
824                  */
825                 if (fs_devices->fsid_change &&
826                     found_transid > fs_devices->latest_generation) {
827                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
828                                         BTRFS_FSID_SIZE);
829
830                         if (has_metadata_uuid)
831                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
832                                        disk_super->metadata_uuid,
833                                        BTRFS_FSID_SIZE);
834                         else
835                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
836                                        disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
837
838                         fs_devices->fsid_change = false;
839                 }
840         }
841
842         if (!device) {
843                 if (fs_devices->opened) {
844                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
845                         return ERR_PTR(-EBUSY);
846                 }
847
848                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
849                                             disk_super->dev_item.uuid);
850                 if (IS_ERR(device)) {
851                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
852                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
853                         return device;
854                 }
855
856                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
857                 if (!name) {
858                         btrfs_free_device(device);
859                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
860                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
861                 }
862                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
863                 device->devt = path_devt;
864
865                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
866                 fs_devices->num_devices++;
867
868                 device->fs_devices = fs_devices;
869                 *new_device_added = true;
870
871                 if (disk_super->label[0])
872                         pr_info(
873         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
874                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
875                                 current->comm, task_pid_nr(current));
876                 else
877                         pr_info(
878         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
879                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
880                                 current->comm, task_pid_nr(current));
881
882         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
883                 /*
884                  * When FS is already mounted.
885                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
886                  *    means this device was missing at time of FS mount.
887                  * 2. If you are here and if the device->name is different
888                  *    from 'path' that means either
889                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
890                  *         different name. or
891                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
892                  *         reappeared now.
893                  *
894                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
895                  * and unintentional.
896                  *
897                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
898                  * would have missed some transaction when it was away and
899                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
900                  * 2b must not be allowed at all time.
901                  */
902
903                 /*
904                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
905                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
906                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
907                  * when we reject replacement on a mounted FS.
908                  */
909                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
910                         /*
911                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
912                          * are here, that means there is more than one
913                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
914                          * with larger generation number or the last-in if
915                          * generation are equal.
916                          */
917                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
918                         return ERR_PTR(-EEXIST);
919                 }
920
921                 /*
922                  * We are going to replace the device path for a given devid,
923                  * make sure it's the same device if the device is mounted
924                  *
925                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
926                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
927                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
928                  * torn down.
929                  */
930                 if (device->bdev) {
931                         if (device->devt != path_devt) {
932                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
933                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
934         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
935                                                   path, devid, found_transid,
936                                                   current->comm,
937                                                   task_pid_nr(current));
938                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
939                         }
940                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
941         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
942                                           devid, rcu_str_deref(device->name),
943                                           path, current->comm,
944                                           task_pid_nr(current));
945                 }
946
947                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
948                 if (!name) {
949                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
950                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
951                 }
952                 rcu_string_free(device->name);
953                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
954                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
955                         fs_devices->missing_devices--;
956                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
957                 }
958                 device->devt = path_devt;
959         }
960
961         /*
962          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
963          * generation along with most of the other members. So just update
964          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
965          * (as above).
966          */
967         if (!fs_devices->opened) {
968                 device->generation = found_transid;
969                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
970                                                 fs_devices->latest_generation);
971         }
972
973         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
974
975         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
976         return device;
977 }
978
979 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
980 {
981         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
982         struct btrfs_device *device;
983         struct btrfs_device *orig_dev;
984         int ret = 0;
985
986         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
987
988         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid, NULL);
989         if (IS_ERR(fs_devices))
990                 return fs_devices;
991
992         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
993
994         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
995                 struct rcu_string *name;
996
997                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
998                                             orig_dev->uuid);
999                 if (IS_ERR(device)) {
1000                         ret = PTR_ERR(device);
1001                         goto error;
1002                 }
1003
1004                 /*
1005                  * This is ok to do without rcu read locked because we hold the
1006                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
1007                  */
1008                 if (orig_dev->name) {
1009                         name = rcu_string_strdup(orig_dev->name->str,
1010                                         GFP_KERNEL);
1011                         if (!name) {
1012                                 btrfs_free_device(device);
1013                                 ret = -ENOMEM;
1014                                 goto error;
1015                         }
1016                         rcu_assign_pointer(device->name, name);
1017                 }
1018
1019                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
1020                 device->fs_devices = fs_devices;
1021                 fs_devices->num_devices++;
1022         }
1023         return fs_devices;
1024 error:
1025         free_fs_devices(fs_devices);
1026         return ERR_PTR(ret);
1027 }
1028
1029 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1030                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1031 {
1032         struct btrfs_device *device, *next;
1033
1034         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1035         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1036                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1037                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1038                                       &device->dev_state) &&
1039                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1040                                       &device->dev_state) &&
1041                             (!*latest_dev ||
1042                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1043                                 *latest_dev = device;
1044                         }
1045                         continue;
1046                 }
1047
1048                 /*
1049                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1050                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1051                  */
1052                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1053                         continue;
1054
1055                 if (device->bdev) {
1056                         blkdev_put(device->bdev, device->mode);
1057                         device->bdev = NULL;
1058                         fs_devices->open_devices--;
1059                 }
1060                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1061                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1062                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1063                         fs_devices->rw_devices--;
1064                 }
1065                 list_del_init(&device->dev_list);
1066                 fs_devices->num_devices--;
1067                 btrfs_free_device(device);
1068         }
1069
1070 }
1071
1072 /*
1073  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1074  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1075  */
1076 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1077 {
1078         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1079         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1080
1081         mutex_lock(&uuid_mutex);
1082         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1083
1084         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1085                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1086
1087         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1088
1089         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1090 }
1091
1092 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1093 {
1094         if (!device->bdev)
1095                 return;
1096
1097         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1098                 sync_blockdev(device->bdev);
1099                 invalidate_bdev(device->bdev);
1100         }
1101
1102         blkdev_put(device->bdev, device->mode);
1103 }
1104
1105 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1106 {
1107         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1108
1109         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1110             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1111                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1112                 fs_devices->rw_devices--;
1113         }
1114
1115         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1116                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1117
1118         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1119                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1120                 fs_devices->missing_devices--;
1121         }
1122
1123         btrfs_close_bdev(device);
1124         if (device->bdev) {
1125                 fs_devices->open_devices--;
1126                 device->bdev = NULL;
1127         }
1128         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1129         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1130
1131         device->fs_info = NULL;
1132         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1133         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1134
1135         /*
1136          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1137          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1138          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1139          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1140          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1141          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1142          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1143          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1144          * unsafe super blocks.
1145          */
1146         device->last_flush_error = 0;
1147
1148         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1149         ASSERT(!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1150         ASSERT(!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1151         ASSERT(list_empty(&device->dev_alloc_list));
1152         ASSERT(list_empty(&device->post_commit_list));
1153 }
1154
1155 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1156 {
1157         struct btrfs_device *device, *tmp;
1158
1159         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1160
1161         if (--fs_devices->opened > 0)
1162                 return;
1163
1164         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1165                 btrfs_close_one_device(device);
1166
1167         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1168         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1169         fs_devices->opened = 0;
1170         fs_devices->seeding = false;
1171         fs_devices->fs_info = NULL;
1172 }
1173
1174 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1175 {
1176         LIST_HEAD(list);
1177         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1178
1179         mutex_lock(&uuid_mutex);
1180         close_fs_devices(fs_devices);
1181         if (!fs_devices->opened)
1182                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1183
1184         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1185                 close_fs_devices(fs_devices);
1186                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1187                 free_fs_devices(fs_devices);
1188         }
1189         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1190 }
1191
1192 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1193                                 fmode_t flags, void *holder)
1194 {
1195         struct btrfs_device *device;
1196         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1197         struct btrfs_device *tmp_device;
1198
1199         flags |= FMODE_EXCL;
1200
1201         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1202                                  dev_list) {
1203                 int ret;
1204
1205                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1206                 if (ret == 0 &&
1207                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1208                         latest_dev = device;
1209                 } else if (ret == -ENODATA) {
1210                         fs_devices->num_devices--;
1211                         list_del(&device->dev_list);
1212                         btrfs_free_device(device);
1213                 }
1214         }
1215         if (fs_devices->open_devices == 0)
1216                 return -EINVAL;
1217
1218         fs_devices->opened = 1;
1219         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1220         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1221         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1222         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1223
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1228                      const struct list_head *b)
1229 {
1230         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1231
1232         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1233         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1234
1235         if (dev1->devid < dev2->devid)
1236                 return -1;
1237         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1238                 return 1;
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1243                        fmode_t flags, void *holder)
1244 {
1245         int ret;
1246
1247         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1248         /*
1249          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1250          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1251          *
1252          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1253          * exclusion is provided by uuid_mutex
1254          */
1255
1256         if (fs_devices->opened) {
1257                 fs_devices->opened++;
1258                 ret = 0;
1259         } else {
1260                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1261                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1262         }
1263
1264         return ret;
1265 }
1266
1267 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1268 {
1269         struct page *page = virt_to_page(super);
1270
1271         put_page(page);
1272 }
1273
1274 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1275                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1276 {
1277         struct btrfs_super_block *disk_super;
1278         struct page *page;
1279         void *p;
1280         pgoff_t index;
1281
1282         /* make sure our super fits in the device */
1283         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1284                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1285
1286         /* make sure our super fits in the page */
1287         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1288                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1289
1290         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1291         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1292         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1293                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1294
1295         /* pull in the page with our super */
1296         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1297
1298         if (IS_ERR(page))
1299                 return ERR_CAST(page);
1300
1301         p = page_address(page);
1302
1303         /* align our pointer to the offset of the super block */
1304         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1305
1306         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1307             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1308                 btrfs_release_disk_super(p);
1309                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1310         }
1311
1312         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1313                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1314
1315         return disk_super;
1316 }
1317
1318 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1319 {
1320         int ret;
1321
1322         mutex_lock(&uuid_mutex);
1323         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1324         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1325
1326         return ret;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1331  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1332  * is read via pagecache
1333  */
1334 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, fmode_t flags,
1335                                            void *holder)
1336 {
1337         struct btrfs_super_block *disk_super;
1338         bool new_device_added = false;
1339         struct btrfs_device *device = NULL;
1340         struct block_device *bdev;
1341         u64 bytenr, bytenr_orig;
1342         int ret;
1343
1344         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1345
1346         /*
1347          * we would like to check all the supers, but that would make
1348          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1349          * So, we need to add a special mount option to scan for
1350          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1351          */
1352         flags |= FMODE_EXCL;
1353
1354         bdev = blkdev_get_by_path(path, flags, holder);
1355         if (IS_ERR(bdev))
1356                 return ERR_CAST(bdev);
1357
1358         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1359         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev, 0, READ, &bytenr);
1360         if (ret) {
1361                 device = ERR_PTR(ret);
1362                 goto error_bdev_put;
1363         }
1364
1365         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr_orig);
1366         if (IS_ERR(disk_super)) {
1367                 device = ERR_CAST(disk_super);
1368                 goto error_bdev_put;
1369         }
1370
1371         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1372         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1373                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1374
1375         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1376
1377 error_bdev_put:
1378         blkdev_put(bdev, flags);
1379
1380         return device;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1385  * such is found, record the end of it in *start
1386  */
1387 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1388                                     u64 len)
1389 {
1390         u64 physical_start, physical_end;
1391
1392         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1393
1394         if (!find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1395                                    &physical_start, &physical_end,
1396                                    CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1397
1398                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1399                     in_range(*start, physical_start,
1400                              physical_end - physical_start)) {
1401                         *start = physical_end + 1;
1402                         return true;
1403                 }
1404         }
1405         return false;
1406 }
1407
1408 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device, u64 start)
1409 {
1410         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1411         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1412                 /*
1413                  * We don't want to overwrite the superblock on the drive nor
1414                  * any area used by the boot loader (grub for example), so we
1415                  * make sure to start at an offset of at least 1MB.
1416                  */
1417                 return max_t(u64, start, SZ_1M);
1418         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1419                 /*
1420                  * We don't care about the starting region like regular
1421                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1422                  * for superblock logging.
1423                  */
1424                 return ALIGN(start, device->zone_info->zone_size);
1425         default:
1426                 BUG();
1427         }
1428 }
1429
1430 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1431                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1432                                         u64 num_bytes)
1433 {
1434         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1435         u64 pos;
1436         int ret;
1437         bool changed = false;
1438
1439         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1440
1441         while (*hole_size > 0) {
1442                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1443                                                    *hole_start + *hole_size,
1444                                                    num_bytes);
1445                 if (pos != *hole_start) {
1446                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1447                         *hole_start = pos;
1448                         changed = true;
1449                         if (*hole_size < num_bytes)
1450                                 break;
1451                 }
1452
1453                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1454
1455                 /* Range is ensured to be empty */
1456                 if (!ret)
1457                         return changed;
1458
1459                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1460                 if (ret == -ERANGE) {
1461                         *hole_start += *hole_size;
1462                         *hole_size = 0;
1463                         return true;
1464                 }
1465
1466                 *hole_start += zone_size;
1467                 *hole_size -= zone_size;
1468                 changed = true;
1469         }
1470
1471         return changed;
1472 }
1473
1474 /**
1475  * dev_extent_hole_check - check if specified hole is suitable for allocation
1476  * @device:     the device which we have the hole
1477  * @hole_start: starting position of the hole
1478  * @hole_size:  the size of the hole
1479  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1480  *
1481  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1482  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1483  */
1484 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1485                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1486 {
1487         bool changed = false;
1488         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1489
1490         for (;;) {
1491                 /*
1492                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1493                  * sending back this offset anyway.
1494                  */
1495                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1496                         if (hole_end >= *hole_start)
1497                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1498                         else
1499                                 *hole_size = 0;
1500                         changed = true;
1501                 }
1502
1503                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1504                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1505                         /* No extra check */
1506                         break;
1507                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1508                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1509                                                         hole_size, num_bytes)) {
1510                                 changed = true;
1511                                 /*
1512                                  * The changed hole can contain pending extent.
1513                                  * Loop again to check that.
1514                                  */
1515                                 continue;
1516                         }
1517                         break;
1518                 default:
1519                         BUG();
1520                 }
1521
1522                 break;
1523         }
1524
1525         return changed;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * find_free_dev_extent_start - find free space in the specified device
1530  * @device:       the device which we search the free space in
1531  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1532  * @search_start: the position from which to begin the search
1533  * @start:        store the start of the free space.
1534  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1535  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1536  *
1537  * this uses a pretty simple search, the expectation is that it is
1538  * called very infrequently and that a given device has a small number
1539  * of extents
1540  *
1541  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1542  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1543  * of the max free space.
1544  *
1545  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1546  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1547  * the max free space.
1548  *
1549  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1550  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1551  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1552  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1553  * is not reported as available.
1554  */
1555 static int find_free_dev_extent_start(struct btrfs_device *device,
1556                                 u64 num_bytes, u64 search_start, u64 *start,
1557                                 u64 *len)
1558 {
1559         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1560         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1561         struct btrfs_key key;
1562         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1563         struct btrfs_path *path;
1564         u64 hole_size;
1565         u64 max_hole_start;
1566         u64 max_hole_size;
1567         u64 extent_end;
1568         u64 search_end = device->total_bytes;
1569         int ret;
1570         int slot;
1571         struct extent_buffer *l;
1572
1573         search_start = dev_extent_search_start(device, search_start);
1574
1575         WARN_ON(device->zone_info &&
1576                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1577
1578         path = btrfs_alloc_path();
1579         if (!path)
1580                 return -ENOMEM;
1581
1582         max_hole_start = search_start;
1583         max_hole_size = 0;
1584
1585 again:
1586         if (search_start >= search_end ||
1587                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1588                 ret = -ENOSPC;
1589                 goto out;
1590         }
1591
1592         path->reada = READA_FORWARD;
1593         path->search_commit_root = 1;
1594         path->skip_locking = 1;
1595
1596         key.objectid = device->devid;
1597         key.offset = search_start;
1598         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1599
1600         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1601         if (ret < 0)
1602                 goto out;
1603
1604         while (1) {
1605                 l = path->nodes[0];
1606                 slot = path->slots[0];
1607                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1608                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1609                         if (ret == 0)
1610                                 continue;
1611                         if (ret < 0)
1612                                 goto out;
1613
1614                         break;
1615                 }
1616                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1617
1618                 if (key.objectid < device->devid)
1619                         goto next;
1620
1621                 if (key.objectid > device->devid)
1622                         break;
1623
1624                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1625                         goto next;
1626
1627                 if (key.offset > search_start) {
1628                         hole_size = key.offset - search_start;
1629                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1630                                               num_bytes);
1631
1632                         if (hole_size > max_hole_size) {
1633                                 max_hole_start = search_start;
1634                                 max_hole_size = hole_size;
1635                         }
1636
1637                         /*
1638                          * If this free space is greater than which we need,
1639                          * it must be the max free space that we have found
1640                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1641                          * of this free space and the length of this free space
1642                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1643                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1644                          * caller.
1645                          */
1646                         if (hole_size >= num_bytes) {
1647                                 ret = 0;
1648                                 goto out;
1649                         }
1650                 }
1651
1652                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1653                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1654                                                                   dev_extent);
1655                 if (extent_end > search_start)
1656                         search_start = extent_end;
1657 next:
1658                 path->slots[0]++;
1659                 cond_resched();
1660         }
1661
1662         /*
1663          * At this point, search_start should be the end of
1664          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1665          * search_end may be smaller than search_start.
1666          */
1667         if (search_end > search_start) {
1668                 hole_size = search_end - search_start;
1669                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1670                                           num_bytes)) {
1671                         btrfs_release_path(path);
1672                         goto again;
1673                 }
1674
1675                 if (hole_size > max_hole_size) {
1676                         max_hole_start = search_start;
1677                         max_hole_size = hole_size;
1678                 }
1679         }
1680
1681         /* See above. */
1682         if (max_hole_size < num_bytes)
1683                 ret = -ENOSPC;
1684         else
1685                 ret = 0;
1686
1687 out:
1688         btrfs_free_path(path);
1689         *start = max_hole_start;
1690         if (len)
1691                 *len = max_hole_size;
1692         return ret;
1693 }
1694
1695 int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1696                          u64 *start, u64 *len)
1697 {
1698         /* FIXME use last free of some kind */
1699         return find_free_dev_extent_start(device, num_bytes, 0, start, len);
1700 }
1701
1702 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1703                           struct btrfs_device *device,
1704                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1705 {
1706         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1707         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1708         int ret;
1709         struct btrfs_path *path;
1710         struct btrfs_key key;
1711         struct btrfs_key found_key;
1712         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1713         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1714
1715         path = btrfs_alloc_path();
1716         if (!path)
1717                 return -ENOMEM;
1718
1719         key.objectid = device->devid;
1720         key.offset = start;
1721         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1722 again:
1723         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1724         if (ret > 0) {
1725                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1726                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1727                 if (ret)
1728                         goto out;
1729                 leaf = path->nodes[0];
1730                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1731                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1732                                         struct btrfs_dev_extent);
1733                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1734                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1735                 key = found_key;
1736                 btrfs_release_path(path);
1737                 goto again;
1738         } else if (ret == 0) {
1739                 leaf = path->nodes[0];
1740                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1741                                         struct btrfs_dev_extent);
1742         } else {
1743                 goto out;
1744         }
1745
1746         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1747
1748         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1749         if (ret == 0)
1750                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1751 out:
1752         btrfs_free_path(path);
1753         return ret;
1754 }
1755
1756 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1757 {
1758         struct extent_map_tree *em_tree;
1759         struct extent_map *em;
1760         struct rb_node *n;
1761         u64 ret = 0;
1762
1763         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1764         read_lock(&em_tree->lock);
1765         n = rb_last(&em_tree->map.rb_root);
1766         if (n) {
1767                 em = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
1768                 ret = em->start + em->len;
1769         }
1770         read_unlock(&em_tree->lock);
1771
1772         return ret;
1773 }
1774
1775 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1776                                     u64 *devid_ret)
1777 {
1778         int ret;
1779         struct btrfs_key key;
1780         struct btrfs_key found_key;
1781         struct btrfs_path *path;
1782
1783         path = btrfs_alloc_path();
1784         if (!path)
1785                 return -ENOMEM;
1786
1787         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1788         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1789         key.offset = (u64)-1;
1790
1791         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1792         if (ret < 0)
1793                 goto error;
1794
1795         if (ret == 0) {
1796                 /* Corruption */
1797                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1798                 ret = -EUCLEAN;
1799                 goto error;
1800         }
1801
1802         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1803                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1804                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1805         if (ret) {
1806                 *devid_ret = 1;
1807         } else {
1808                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1809                                       path->slots[0]);
1810                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1811         }
1812         ret = 0;
1813 error:
1814         btrfs_free_path(path);
1815         return ret;
1816 }
1817
1818 /*
1819  * the device information is stored in the chunk root
1820  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1821  */
1822 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1823                             struct btrfs_device *device)
1824 {
1825         int ret;
1826         struct btrfs_path *path;
1827         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1828         struct extent_buffer *leaf;
1829         struct btrfs_key key;
1830         unsigned long ptr;
1831
1832         path = btrfs_alloc_path();
1833         if (!path)
1834                 return -ENOMEM;
1835
1836         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1837         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1838         key.offset = device->devid;
1839
1840         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1841         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1842                                       &key, sizeof(*dev_item));
1843         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1844         if (ret)
1845                 goto out;
1846
1847         leaf = path->nodes[0];
1848         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1849
1850         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1851         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1852         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1853         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1854         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1855         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1856         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1857                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1858         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1859                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1860         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1861         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1862         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1863         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1864
1865         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1866         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1867         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1868         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1869                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1870         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
1871
1872         ret = 0;
1873 out:
1874         btrfs_free_path(path);
1875         return ret;
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1880  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1881  *
1882  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1883  */
1884 static void update_dev_time(const char *device_path)
1885 {
1886         struct path path;
1887         struct timespec64 now;
1888         int ret;
1889
1890         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1891         if (ret)
1892                 return;
1893
1894         now = current_time(d_inode(path.dentry));
1895         inode_update_time(d_inode(path.dentry), &now, S_MTIME | S_CTIME);
1896         path_put(&path);
1897 }
1898
1899 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1900                              struct btrfs_device *device)
1901 {
1902         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1903         int ret;
1904         struct btrfs_path *path;
1905         struct btrfs_key key;
1906
1907         path = btrfs_alloc_path();
1908         if (!path)
1909                 return -ENOMEM;
1910
1911         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1912         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1913         key.offset = device->devid;
1914
1915         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1916         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1917         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1918         if (ret) {
1919                 if (ret > 0)
1920                         ret = -ENOENT;
1921                 goto out;
1922         }
1923
1924         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1925 out:
1926         btrfs_free_path(path);
1927         return ret;
1928 }
1929
1930 /*
1931  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1932  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1933  * replace.
1934  */
1935 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1936                 u64 num_devices)
1937 {
1938         u64 all_avail;
1939         unsigned seq;
1940         int i;
1941
1942         do {
1943                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1944
1945                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1946                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1947                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1948         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1949
1950         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1951                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1952                         continue;
1953
1954                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1955                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1956         }
1957
1958         return 0;
1959 }
1960
1961 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1962                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1963 {
1964         struct btrfs_device *next_device;
1965
1966         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1967                 if (next_device != device &&
1968                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
1969                     && next_device->bdev)
1970                         return next_device;
1971         }
1972
1973         return NULL;
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
1978  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
1979  * where this function called, there should be always be another device (or
1980  * this_dev) which is active.
1981  */
1982 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
1983                                             struct btrfs_device *next_device)
1984 {
1985         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1986
1987         if (!next_device)
1988                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
1989                                                             device);
1990         ASSERT(next_device);
1991
1992         if (fs_info->sb->s_bdev &&
1993                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
1994                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
1995
1996         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
1997                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2002  * currently replaced.
2003  */
2004 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2005 {
2006         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2007
2008         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2009         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2010                 ASSERT(num_devices > 1);
2011                 num_devices--;
2012         }
2013         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2014
2015         return num_devices;
2016 }
2017
2018 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2019                                struct block_device *bdev,
2020                                const char *device_path)
2021 {
2022         struct btrfs_super_block *disk_super;
2023         int copy_num;
2024
2025         if (!bdev)
2026                 return;
2027
2028         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2029                 struct page *page;
2030                 int ret;
2031
2032                 disk_super = btrfs_read_dev_one_super(bdev, copy_num);
2033                 if (IS_ERR(disk_super))
2034                         continue;
2035
2036                 if (bdev_is_zoned(bdev)) {
2037                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2038                         continue;
2039                 }
2040
2041                 memset(&disk_super->magic, 0, sizeof(disk_super->magic));
2042
2043                 page = virt_to_page(disk_super);
2044                 set_page_dirty(page);
2045                 lock_page(page);
2046                 /* write_on_page() unlocks the page */
2047                 ret = write_one_page(page);
2048                 if (ret)
2049                         btrfs_warn(fs_info,
2050                                 "error clearing superblock number %d (%d)",
2051                                 copy_num, ret);
2052                 btrfs_release_disk_super(disk_super);
2053
2054         }
2055
2056         /* Notify udev that device has changed */
2057         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2058
2059         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2060         update_dev_time(device_path);
2061 }
2062
2063 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2064                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2065                     struct block_device **bdev, fmode_t *mode)
2066 {
2067         struct btrfs_trans_handle *trans;
2068         struct btrfs_device *device;
2069         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2070         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2071         u64 num_devices;
2072         int ret = 0;
2073
2074         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2075                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2076                 return -EINVAL;
2077         }
2078
2079         /*
2080          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2081          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2082          * filesystem and another device rm cannot run.
2083          */
2084         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2085
2086         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2087         if (ret)
2088                 return ret;
2089
2090         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2091         if (!device) {
2092                 if (args->missing)
2093                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2094                 else
2095                         ret = -ENOENT;
2096                 return ret;
2097         }
2098
2099         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2100                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2101                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2102                                   rcu_str_deref(device->name), device->devid);
2103                 return -ETXTBSY;
2104         }
2105
2106         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2107                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2108
2109         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2110             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2111                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2112
2113         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2114                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2115                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2116                 device->fs_devices->rw_devices--;
2117                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2118         }
2119
2120         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2121         if (ret)
2122                 goto error_undo;
2123
2124         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2125         if (IS_ERR(trans)) {
2126                 ret = PTR_ERR(trans);
2127                 goto error_undo;
2128         }
2129
2130         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2131         if (ret) {
2132                 /* Any error in dev item removal is critical */
2133                 btrfs_crit(fs_info,
2134                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2135                            device->devid, ret);
2136                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2137                 btrfs_end_transaction(trans);
2138                 return ret;
2139         }
2140
2141         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2142         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2143
2144         /*
2145          * the device list mutex makes sure that we don't change
2146          * the device list while someone else is writing out all
2147          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2148          * lock the device list mutex before getting the number of
2149          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2150          * whoever updates the number of devices in the super block
2151          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2152          */
2153
2154         /*
2155          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2156          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2157          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2158          */
2159         cur_devices = device->fs_devices;
2160         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2161         list_del_rcu(&device->dev_list);
2162
2163         cur_devices->num_devices--;
2164         cur_devices->total_devices--;
2165         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2166         if (cur_devices != fs_devices)
2167                 fs_devices->total_devices--;
2168
2169         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2170                 cur_devices->missing_devices--;
2171
2172         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2173
2174         if (device->bdev) {
2175                 cur_devices->open_devices--;
2176                 /* remove sysfs entry */
2177                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2178         }
2179
2180         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2181         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2182         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2183
2184         /*
2185          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2186          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2187          * free the device.
2188          *
2189          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2190          * write lock, and blkdev_put() will pull in the ->open_mutex on the
2191          * block device and it's dependencies.  Instead just flush the device
2192          * and let the caller do the final blkdev_put.
2193          */
2194         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2195                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2196                                           device->name->str);
2197                 if (device->bdev) {
2198                         sync_blockdev(device->bdev);
2199                         invalidate_bdev(device->bdev);
2200                 }
2201         }
2202
2203         *bdev = device->bdev;
2204         *mode = device->mode;
2205         synchronize_rcu();
2206         btrfs_free_device(device);
2207
2208         /*
2209          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2210          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2211          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2212          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2213          * remove it from our list and free the fs_devices.
2214          */
2215         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2216                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2217                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2218                 cur_devices->opened--;
2219                 free_fs_devices(cur_devices);
2220         }
2221
2222         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2223
2224         return ret;
2225
2226 error_undo:
2227         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2228                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2229                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2230                          &fs_devices->alloc_list);
2231                 device->fs_devices->rw_devices++;
2232                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2233         }
2234         return ret;
2235 }
2236
2237 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2238 {
2239         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2240
2241         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2242
2243         /*
2244          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2245          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2246          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2247          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2248          */
2249         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2250
2251         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2252         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2253         fs_devices->num_devices--;
2254         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2255                 fs_devices->missing_devices--;
2256
2257         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2258                 fs_devices->rw_devices--;
2259
2260         if (srcdev->bdev)
2261                 fs_devices->open_devices--;
2262 }
2263
2264 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2265 {
2266         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2267
2268         mutex_lock(&uuid_mutex);
2269
2270         btrfs_close_bdev(srcdev);
2271         synchronize_rcu();
2272         btrfs_free_device(srcdev);
2273
2274         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2275         if (!fs_devices->num_devices) {
2276                 /*
2277                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2278                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2279                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2280                  * device left under the seed FS.
2281                  */
2282                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2283
2284                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2285                 close_fs_devices(fs_devices);
2286                 free_fs_devices(fs_devices);
2287         }
2288         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2289 }
2290
2291 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2292 {
2293         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2294
2295         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2296
2297         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2298
2299         if (tgtdev->bdev)
2300                 fs_devices->open_devices--;
2301
2302         fs_devices->num_devices--;
2303
2304         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2305
2306         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2307
2308         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2309
2310         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2311                                   tgtdev->name->str);
2312
2313         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2314         synchronize_rcu();
2315         btrfs_free_device(tgtdev);
2316 }
2317
2318 /**
2319  * Populate args from device at path
2320  *
2321  * @fs_info:    the filesystem
2322  * @args:       the args to populate
2323  * @path:       the path to the device
2324  *
2325  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2326  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2327  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2328  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2329  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2330  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2331  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2332  * uuid buffers.
2333  *
2334  * Return: 0 for success, -errno for failure
2335  */
2336 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2337                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2338                                  const char *path)
2339 {
2340         struct btrfs_super_block *disk_super;
2341         struct block_device *bdev;
2342         int ret;
2343
2344         if (!path || !path[0])
2345                 return -EINVAL;
2346         if (!strcmp(path, "missing")) {
2347                 args->missing = true;
2348                 return 0;
2349         }
2350
2351         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2352         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2353         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2354                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2355                 return -ENOMEM;
2356         }
2357
2358         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, FMODE_READ, fs_info->bdev_holder, 0,
2359                                     &bdev, &disk_super);
2360         if (ret)
2361                 return ret;
2362         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2363         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2364         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2365                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2366         else
2367                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2368         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2369         blkdev_put(bdev, FMODE_READ);
2370         return 0;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2375  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2376  * that don't need to be freed.
2377  */
2378 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2379 {
2380         kfree(args->uuid);
2381         kfree(args->fsid);
2382         args->uuid = NULL;
2383         args->fsid = NULL;
2384 }
2385
2386 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2387                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2388                 const char *device_path)
2389 {
2390         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2391         struct btrfs_device *device;
2392         int ret;
2393
2394         if (devid) {
2395                 args.devid = devid;
2396                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2397                 if (!device)
2398                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2399                 return device;
2400         }
2401
2402         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2403         if (ret)
2404                 return ERR_PTR(ret);
2405         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2406         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2407         if (!device)
2408                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2409         return device;
2410 }
2411
2412 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2413 {
2414         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2415         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2416         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2417
2418         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2419         if (!fs_devices->seeding)
2420                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2421
2422         /*
2423          * Private copy of the seed devices, anchored at
2424          * fs_info->fs_devices->seed_list
2425          */
2426         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL, NULL);
2427         if (IS_ERR(seed_devices))
2428                 return seed_devices;
2429
2430         /*
2431          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2432          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2433          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2434          * multiple fs seed.
2435          */
2436         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2437         if (IS_ERR(old_devices)) {
2438                 kfree(seed_devices);
2439                 return old_devices;
2440         }
2441
2442         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2443
2444         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2445         seed_devices->opened = 1;
2446         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2447         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2448         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2449
2450         return seed_devices;
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2455  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2456  */
2457 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2458                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2459 {
2460         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2461         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2462         struct btrfs_device *device;
2463         u64 super_flags;
2464
2465         /*
2466          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2467          * could race, so uuid_mutex is needed.
2468          */
2469         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2470
2471         /*
2472          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2473          * device_list_mutex:
2474          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2475          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2476          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2477          *
2478          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2479          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2480          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2481          * - btrfs_get_dev_stats()
2482          */
2483         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2484
2485         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2486                               synchronize_rcu);
2487         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2488                 device->fs_devices = seed_devices;
2489
2490         fs_devices->seeding = false;
2491         fs_devices->num_devices = 0;
2492         fs_devices->open_devices = 0;
2493         fs_devices->missing_devices = 0;
2494         fs_devices->rotating = false;
2495         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2496
2497         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2498         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2499         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2500
2501         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2502                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2503         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2508  */
2509 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2510 {
2511         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2512         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2513         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2514         struct btrfs_path *path;
2515         struct extent_buffer *leaf;
2516         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2517         struct btrfs_device *device;
2518         struct btrfs_key key;
2519         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2520         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2521         int ret;
2522
2523         path = btrfs_alloc_path();
2524         if (!path)
2525                 return -ENOMEM;
2526
2527         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2528         key.offset = 0;
2529         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2530
2531         while (1) {
2532                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2533                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2534                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2535                 if (ret < 0)
2536                         goto error;
2537
2538                 leaf = path->nodes[0];
2539 next_slot:
2540                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2541                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2542                         if (ret > 0)
2543                                 break;
2544                         if (ret < 0)
2545                                 goto error;
2546                         leaf = path->nodes[0];
2547                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2548                         btrfs_release_path(path);
2549                         continue;
2550                 }
2551
2552                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2553                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2554                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2555                         break;
2556
2557                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2558                                           struct btrfs_dev_item);
2559                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2560                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2561                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2562                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2563                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2564                 args.uuid = dev_uuid;
2565                 args.fsid = fs_uuid;
2566                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2567                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2568
2569                 if (device->fs_devices->seeding) {
2570                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2571                                                     device->generation);
2572                         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2573                 }
2574
2575                 path->slots[0]++;
2576                 goto next_slot;
2577         }
2578         ret = 0;
2579 error:
2580         btrfs_free_path(path);
2581         return ret;
2582 }
2583
2584 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2585 {
2586         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2587         struct btrfs_trans_handle *trans;
2588         struct btrfs_device *device;
2589         struct block_device *bdev;
2590         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2591         struct rcu_string *name;
2592         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2593         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2594         u64 orig_super_total_bytes;
2595         u64 orig_super_num_devices;
2596         int ret = 0;
2597         bool seeding_dev = false;
2598         bool locked = false;
2599
2600         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2601                 return -EROFS;
2602
2603         bdev = blkdev_get_by_path(device_path, FMODE_WRITE | FMODE_EXCL,
2604                                   fs_info->bdev_holder);
2605         if (IS_ERR(bdev))
2606                 return PTR_ERR(bdev);
2607
2608         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev)) {
2609                 ret = -EINVAL;
2610                 goto error;
2611         }
2612
2613         if (fs_devices->seeding) {
2614                 seeding_dev = true;
2615                 down_write(&sb->s_umount);
2616                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2617                 locked = true;
2618         }
2619
2620         sync_blockdev(bdev);
2621
2622         rcu_read_lock();
2623         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2624                 if (device->bdev == bdev) {
2625                         ret = -EEXIST;
2626                         rcu_read_unlock();
2627                         goto error;
2628                 }
2629         }
2630         rcu_read_unlock();
2631
2632         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL);
2633         if (IS_ERR(device)) {
2634                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2635                 ret = PTR_ERR(device);
2636                 goto error;
2637         }
2638
2639         name = rcu_string_strdup(device_path, GFP_KERNEL);
2640         if (!name) {
2641                 ret = -ENOMEM;
2642                 goto error_free_device;
2643         }
2644         rcu_assign_pointer(device->name, name);
2645
2646         device->fs_info = fs_info;
2647         device->bdev = bdev;
2648         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2649         if (ret)
2650                 goto error_free_device;
2651
2652         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2653         if (ret)
2654                 goto error_free_device;
2655
2656         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2657         if (IS_ERR(trans)) {
2658                 ret = PTR_ERR(trans);
2659                 goto error_free_zone;
2660         }
2661
2662         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2663         device->generation = trans->transid;
2664         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2665         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2666         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2667         device->total_bytes =
2668                 round_down(bdev_nr_bytes(bdev), fs_info->sectorsize);
2669         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2670         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2671         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2672         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2673         device->mode = FMODE_EXCL;
2674         device->dev_stats_valid = 1;
2675         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2676
2677         if (seeding_dev) {
2678                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2679
2680                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2681                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2682                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2683                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2684                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2685                         goto error_trans;
2686                 }
2687         }
2688
2689         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2690         if (seeding_dev) {
2691                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2692                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2693                                                 device);
2694         }
2695
2696         device->fs_devices = fs_devices;
2697
2698         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2699         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2700         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2701         fs_devices->num_devices++;
2702         fs_devices->open_devices++;
2703         fs_devices->rw_devices++;
2704         fs_devices->total_devices++;
2705         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2706
2707         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2708
2709         if (!blk_queue_nonrot(bdev_get_queue(bdev)))
2710                 fs_devices->rotating = true;
2711
2712         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2713         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2714                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2715                            fs_info->sectorsize));
2716
2717         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2718         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2719                                     orig_super_num_devices + 1);
2720
2721         /*
2722          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2723          * infos
2724          */
2725         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2726
2727         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2728
2729         /* Add sysfs device entry */
2730         btrfs_sysfs_add_device(device);
2731
2732         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2733
2734         if (seeding_dev) {
2735                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2736                 ret = init_first_rw_device(trans);
2737                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2738                 if (ret) {
2739                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2740                         goto error_sysfs;
2741                 }
2742         }
2743
2744         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2745         if (ret) {
2746                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2747                 goto error_sysfs;
2748         }
2749
2750         if (seeding_dev) {
2751                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2752                 if (ret) {
2753                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2754                         goto error_sysfs;
2755                 }
2756
2757                 /*
2758                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2759                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2760                  */
2761                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2762         }
2763
2764         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2765
2766         if (seeding_dev) {
2767                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2768                 up_write(&sb->s_umount);
2769                 locked = false;
2770
2771                 if (ret) /* transaction commit */
2772                         return ret;
2773
2774                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2775                 if (ret < 0)
2776                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2777                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2778                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2779                 if (IS_ERR(trans)) {
2780                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2781                                 return 0;
2782                         ret = PTR_ERR(trans);
2783                         trans = NULL;
2784                         goto error_sysfs;
2785                 }
2786                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2787         }
2788
2789         /*
2790          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2791          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2792          * device.
2793          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2794          * only succeeds if the device was an alien.
2795          */
2796         btrfs_forget_devices(device->devt);
2797
2798         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2799         update_dev_time(device_path);
2800
2801         return ret;
2802
2803 error_sysfs:
2804         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2805         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2806         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2807         list_del_rcu(&device->dev_list);
2808         list_del(&device->dev_alloc_list);
2809         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2810         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2811         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2812         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2813         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2814         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2815         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2816                                     orig_super_total_bytes);
2817         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2818                                     orig_super_num_devices);
2819         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2820         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2821 error_trans:
2822         if (seeding_dev)
2823                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2824         if (trans)
2825                 btrfs_end_transaction(trans);
2826 error_free_zone:
2827         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2828 error_free_device:
2829         btrfs_free_device(device);
2830 error:
2831         blkdev_put(bdev, FMODE_EXCL);
2832         if (locked) {
2833                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2834                 up_write(&sb->s_umount);
2835         }
2836         return ret;
2837 }
2838
2839 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2840                                         struct btrfs_device *device)
2841 {
2842         int ret;
2843         struct btrfs_path *path;
2844         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2845         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2846         struct extent_buffer *leaf;
2847         struct btrfs_key key;
2848
2849         path = btrfs_alloc_path();
2850         if (!path)
2851                 return -ENOMEM;
2852
2853         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2854         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2855         key.offset = device->devid;
2856
2857         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2858         if (ret < 0)
2859                 goto out;
2860
2861         if (ret > 0) {
2862                 ret = -ENOENT;
2863                 goto out;
2864         }
2865
2866         leaf = path->nodes[0];
2867         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2868
2869         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2870         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2871         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2872         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2873         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2874         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2875                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2876         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2877                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2878         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2879
2880 out:
2881         btrfs_free_path(path);
2882         return ret;
2883 }
2884
2885 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2886                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2887 {
2888         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2889         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2890         u64 old_total;
2891         u64 diff;
2892         int ret;
2893
2894         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2895                 return -EACCES;
2896
2897         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2898
2899         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2900         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2901         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2902
2903         if (new_size <= device->total_bytes ||
2904             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2905                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2906                 return -EINVAL;
2907         }
2908
2909         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2910                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2911         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2912
2913         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2914         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2915         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2916         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2917                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2918                               &trans->transaction->dev_update_list);
2919         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2920
2921         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2922         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2923         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2924
2925         return ret;
2926 }
2927
2928 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2929 {
2930         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2931         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2932         int ret;
2933         struct btrfs_path *path;
2934         struct btrfs_key key;
2935
2936         path = btrfs_alloc_path();
2937         if (!path)
2938                 return -ENOMEM;
2939
2940         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2941         key.offset = chunk_offset;
2942         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2943
2944         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2945         if (ret < 0)
2946                 goto out;
2947         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2948                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2949                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2950                 ret = -ENOENT;
2951                 goto out;
2952         }
2953
2954         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2955         if (ret < 0)
2956                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2957                                       "Failed to delete chunk item.");
2958 out:
2959         btrfs_free_path(path);
2960         return ret;
2961 }
2962
2963 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2964 {
2965         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2966         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2967         struct btrfs_chunk *chunk;
2968         u8 *ptr;
2969         int ret = 0;
2970         u32 num_stripes;
2971         u32 array_size;
2972         u32 len = 0;
2973         u32 cur;
2974         struct btrfs_key key;
2975
2976         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2977         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2978
2979         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
2980         cur = 0;
2981
2982         while (cur < array_size) {
2983                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
2984                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
2985
2986                 len = sizeof(*disk_key);
2987
2988                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
2989                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
2990                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
2991                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
2992                 } else {
2993                         ret = -EIO;
2994                         break;
2995                 }
2996                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
2997                     key.offset == chunk_offset) {
2998                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
2999                         array_size -= len;
3000                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3001                 } else {
3002                         ptr += len;
3003                         cur += len;
3004                 }
3005         }
3006         return ret;
3007 }
3008
3009 /*
3010  * btrfs_get_chunk_map() - Find the mapping containing the given logical extent.
3011  * @logical: Logical block offset in bytes.
3012  * @length: Length of extent in bytes.
3013  *
3014  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3015  */
3016 struct extent_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3017                                        u64 logical, u64 length)
3018 {
3019         struct extent_map_tree *em_tree;
3020         struct extent_map *em;
3021
3022         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
3023         read_lock(&em_tree->lock);
3024         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
3025         read_unlock(&em_tree->lock);
3026
3027         if (!em) {
3028                 btrfs_crit(fs_info, "unable to find logical %llu length %llu",
3029                            logical, length);
3030                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3031         }
3032
3033         if (em->start > logical || em->start + em->len < logical) {
3034                 btrfs_crit(fs_info,
3035                            "found a bad mapping, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3036                            logical, length, em->start, em->start + em->len);
3037                 free_extent_map(em);
3038                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3039         }
3040
3041         /* callers are responsible for dropping em's ref. */
3042         return em;
3043 }
3044
3045 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3046                              struct map_lookup *map, u64 chunk_offset)
3047 {
3048         int i;
3049
3050         /*
3051          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3052          * requires holding the chunk_mutex.
3053          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3054          */
3055         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3056
3057         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3058                 int ret;
3059
3060                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3061                 if (ret)
3062                         return ret;
3063         }
3064
3065         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3066 }
3067
3068 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3069 {
3070         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3071         struct extent_map *em;
3072         struct map_lookup *map;
3073         u64 dev_extent_len = 0;
3074         int i, ret = 0;
3075         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3076
3077         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3078         if (IS_ERR(em)) {
3079                 /*
3080                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3081                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3082                  * do anything we still error out.
3083                  */
3084                 ASSERT(0);
3085                 return PTR_ERR(em);
3086         }
3087         map = em->map_lookup;
3088
3089         /*
3090          * First delete the device extent items from the devices btree.
3091          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3092          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3093          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3094          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3095          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3096          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3097          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3098          */
3099         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3100         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3101                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3102                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3103                                             map->stripes[i].physical,
3104                                             &dev_extent_len);
3105                 if (ret) {
3106                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3107                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3108                         goto out;
3109                 }
3110
3111                 if (device->bytes_used > 0) {
3112                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3113                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3114                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3115                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3116                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3117                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3118                 }
3119         }
3120         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3121
3122         /*
3123          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3124          *
3125          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3126          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3127          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3128          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3129          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3130          *
3131          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3132          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3133          *    because the device object's id can change at any time during that
3134          *    final phase of the device replace operation
3135          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3136          *    replaced device and then see it with an ID of
3137          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3138          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3139          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3140          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3141          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3142          */
3143         trans->removing_chunk = true;
3144         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3145
3146         check_system_chunk(trans, map->type);
3147
3148         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3149         /*
3150          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3151          * through the call to check_system_chunk().
3152          *
3153          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3154          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3155          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3156          * block group with the right profile, or right after we called
3157          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3158          * with enough free space into RO mode.
3159          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3160          *
3161          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3162          */
3163         if (ret == -ENOSPC) {
3164                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3165                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3166
3167                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3168                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3169                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3170                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3171                         goto out;
3172                 }
3173
3174                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3175                 if (ret) {
3176                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3177                         goto out;
3178                 }
3179
3180                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3181                 if (ret) {
3182                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3183                         goto out;
3184                 }
3185         } else if (ret) {
3186                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3187                 goto out;
3188         }
3189
3190         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, em->len);
3191
3192         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3193                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3194                 if (ret) {
3195                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3196                         goto out;
3197                 }
3198         }
3199
3200         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3201         trans->removing_chunk = false;
3202
3203         /*
3204          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3205          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3206          */
3207         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3208
3209         ret = btrfs_remove_block_group(trans, chunk_offset, em);
3210         if (ret) {
3211                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3212                 goto out;
3213         }
3214
3215 out:
3216         if (trans->removing_chunk) {
3217                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3218                 trans->removing_chunk = false;
3219         }
3220         /* once for us */
3221         free_extent_map(em);
3222         return ret;
3223 }
3224
3225 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3226 {
3227         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3228         struct btrfs_trans_handle *trans;
3229         struct btrfs_block_group *block_group;
3230         u64 length;
3231         int ret;
3232
3233         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3234                 btrfs_err(fs_info,
3235                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3236                 return -EINVAL;
3237         }
3238
3239         /*
3240          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3241          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3242          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3243          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3244          *
3245          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3246          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3247          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3248          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3249          * the current task acquires this mutex and calls us.
3250          */
3251         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3252
3253         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3254         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3255         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3256         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3257         if (ret)
3258                 return ret;
3259
3260         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3261         if (!block_group)
3262                 return -ENOENT;
3263         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3264         length = block_group->length;
3265         btrfs_put_block_group(block_group);
3266
3267         /*
3268          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3269          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3270          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3271          * filesystem's point of view.
3272          */
3273         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3274                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3275                 if (ret)
3276                         btrfs_info(fs_info,
3277                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3278                                 chunk_offset);
3279         }
3280
3281         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3282                                                      chunk_offset);
3283         if (IS_ERR(trans)) {
3284                 ret = PTR_ERR(trans);
3285                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3286                 return ret;
3287         }
3288
3289         /*
3290          * step two, delete the device extents and the
3291          * chunk tree entries
3292          */
3293         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3294         btrfs_end_transaction(trans);
3295         return ret;
3296 }
3297
3298 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3299 {
3300         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3301         struct btrfs_path *path;
3302         struct extent_buffer *leaf;
3303         struct btrfs_chunk *chunk;
3304         struct btrfs_key key;
3305         struct btrfs_key found_key;
3306         u64 chunk_type;
3307         bool retried = false;
3308         int failed = 0;
3309         int ret;
3310
3311         path = btrfs_alloc_path();
3312         if (!path)
3313                 return -ENOMEM;
3314
3315 again:
3316         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3317         key.offset = (u64)-1;
3318         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3319
3320         while (1) {
3321                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3322                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3323                 if (ret < 0) {
3324                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3325                         goto error;
3326                 }
3327                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3328
3329                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3330                                           key.type);
3331                 if (ret)
3332                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3333                 if (ret < 0)
3334                         goto error;
3335                 if (ret > 0)
3336                         break;
3337
3338                 leaf = path->nodes[0];
3339                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3340
3341                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3342                                        struct btrfs_chunk);
3343                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3344                 btrfs_release_path(path);
3345
3346                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3347                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3348                         if (ret == -ENOSPC)
3349                                 failed++;
3350                         else
3351                                 BUG_ON(ret);
3352                 }
3353                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3354
3355                 if (found_key.offset == 0)
3356                         break;
3357                 key.offset = found_key.offset - 1;
3358         }
3359         ret = 0;
3360         if (failed && !retried) {
3361                 failed = 0;
3362                 retried = true;
3363                 goto again;
3364         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3365                 ret = -ENOSPC;
3366         }
3367 error:
3368         btrfs_free_path(path);
3369         return ret;
3370 }
3371
3372 /*
3373  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3374  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3375  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3376  */
3377 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3378                                       u64 chunk_offset)
3379 {
3380         struct btrfs_block_group *cache;
3381         u64 bytes_used;
3382         u64 chunk_type;
3383
3384         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3385         ASSERT(cache);
3386         chunk_type = cache->flags;
3387         btrfs_put_block_group(cache);
3388
3389         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3390                 return 0;
3391
3392         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3393         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3394         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3395
3396         if (!bytes_used) {
3397                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3398                 int ret;
3399
3400                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3401                 if (IS_ERR(trans))
3402                         return PTR_ERR(trans);
3403
3404                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3405                 btrfs_end_transaction(trans);
3406                 if (ret < 0)
3407                         return ret;
3408                 return 1;
3409         }
3410
3411         return 0;
3412 }
3413
3414 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3415                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3416 {
3417         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3418         struct btrfs_trans_handle *trans;
3419         struct btrfs_balance_item *item;
3420         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3421         struct btrfs_path *path;
3422         struct extent_buffer *leaf;
3423         struct btrfs_key key;
3424         int ret, err;
3425
3426         path = btrfs_alloc_path();
3427         if (!path)
3428                 return -ENOMEM;
3429
3430         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3431         if (IS_ERR(trans)) {
3432                 btrfs_free_path(path);
3433                 return PTR_ERR(trans);
3434         }
3435
3436         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3437         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3438         key.offset = 0;
3439
3440         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3441                                       sizeof(*item));
3442         if (ret)
3443                 goto out;
3444
3445         leaf = path->nodes[0];
3446         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3447
3448         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3449
3450         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3451         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3452         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3453         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3454         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3455         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3456
3457         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3458
3459         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3460 out:
3461         btrfs_free_path(path);
3462         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3463         if (err && !ret)
3464                 ret = err;
3465         return ret;
3466 }
3467
3468 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3469 {
3470         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3471         struct btrfs_trans_handle *trans;
3472         struct btrfs_path *path;
3473         struct btrfs_key key;
3474         int ret, err;
3475
3476         path = btrfs_alloc_path();
3477         if (!path)
3478                 return -ENOMEM;
3479
3480         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3481         if (IS_ERR(trans)) {
3482                 btrfs_free_path(path);
3483                 return PTR_ERR(trans);
3484         }
3485
3486         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3487         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3488         key.offset = 0;
3489
3490         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3491         if (ret < 0)
3492                 goto out;
3493         if (ret > 0) {
3494                 ret = -ENOENT;
3495                 goto out;
3496         }
3497
3498         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3499 out:
3500         btrfs_free_path(path);
3501         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3502         if (err && !ret)
3503                 ret = err;
3504         return ret;
3505 }
3506
3507 /*
3508  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3509  * resume after balance was interrupted.
3510  */
3511 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3512 {
3513         /*
3514          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3515          */
3516         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3517                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3518         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3519                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3520         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3521                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3522
3523         /*
3524          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3525          * that chunks that we have already balanced should be
3526          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3527          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3528          * (albeit full) chunks.
3529          */
3530         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3531             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3532             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3533                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3534                 bctl->data.usage = 90;
3535         }
3536         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3537             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3538             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3539                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3540                 bctl->sys.usage = 90;
3541         }
3542         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3543             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3544             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3545                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3546                 bctl->meta.usage = 90;
3547         }
3548 }
3549
3550 /*
3551  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3552  */
3553 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3554 {
3555         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3556         int ret;
3557
3558         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3559
3560         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3561         fs_info->balance_ctl = NULL;
3562         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3563
3564         kfree(bctl);
3565         ret = del_balance_item(fs_info);
3566         if (ret)
3567                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3568 }
3569
3570 /*
3571  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3572  * (should not be balanced).
3573  */
3574 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3575                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3576 {
3577         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3578                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3579
3580         if (bargs->profiles & chunk_type)
3581                 return 0;
3582
3583         return 1;
3584 }
3585
3586 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3587                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3588 {
3589         struct btrfs_block_group *cache;
3590         u64 chunk_used;
3591         u64 user_thresh_min;
3592         u64 user_thresh_max;
3593         int ret = 1;
3594
3595         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3596         chunk_used = cache->used;
3597
3598         if (bargs->usage_min == 0)
3599                 user_thresh_min = 0;
3600         else
3601                 user_thresh_min = div_factor_fine(cache->length,
3602                                                   bargs->usage_min);
3603
3604         if (bargs->usage_max == 0)
3605                 user_thresh_max = 1;
3606         else if (bargs->usage_max > 100)
3607                 user_thresh_max = cache->length;
3608         else
3609                 user_thresh_max = div_factor_fine(cache->length,
3610                                                   bargs->usage_max);
3611
3612         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3613                 ret = 0;
3614
3615         btrfs_put_block_group(cache);
3616         return ret;
3617 }
3618
3619 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3620                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3621 {
3622         struct btrfs_block_group *cache;
3623         u64 chunk_used, user_thresh;
3624         int ret = 1;
3625
3626         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3627         chunk_used = cache->used;
3628
3629         if (bargs->usage_min == 0)
3630                 user_thresh = 1;
3631         else if (bargs->usage > 100)
3632                 user_thresh = cache->length;
3633         else
3634                 user_thresh = div_factor_fine(cache->length, bargs->usage);
3635
3636         if (chunk_used < user_thresh)
3637                 ret = 0;
3638
3639         btrfs_put_block_group(cache);
3640         return ret;
3641 }
3642
3643 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3644                               struct btrfs_chunk *chunk,
3645                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3646 {
3647         struct btrfs_stripe *stripe;
3648         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3649         int i;
3650
3651         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3652                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3653                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3654                         return 0;
3655         }
3656
3657         return 1;
3658 }
3659
3660 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3661 {
3662         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3663         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3664         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3665
3666         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3667 }
3668
3669 /* [pstart, pend) */
3670 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3671                                struct btrfs_chunk *chunk,
3672                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3673 {
3674         struct btrfs_stripe *stripe;
3675         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3676         u64 stripe_offset;
3677         u64 stripe_length;
3678         u64 type;
3679         int factor;
3680         int i;
3681
3682         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3683                 return 0;
3684
3685         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3686         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3687
3688         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3689                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3690                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3691                         continue;
3692
3693                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3694                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3695                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3696
3697                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3698                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3699                         return 0;
3700         }
3701
3702         return 1;
3703 }
3704
3705 /* [vstart, vend) */
3706 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3707                                struct btrfs_chunk *chunk,
3708                                u64 chunk_offset,
3709                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3710 {
3711         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3712             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3713                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3714                 return 0;
3715
3716         return 1;
3717 }
3718
3719 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3720                                struct btrfs_chunk *chunk,
3721                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3722 {
3723         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3724
3725         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3726                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3727                 return 0;
3728
3729         return 1;
3730 }
3731
3732 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3733                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3734 {
3735         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3736                 return 0;
3737
3738         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3739                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3740
3741         if (bargs->target == chunk_type)
3742                 return 1;
3743
3744         return 0;
3745 }
3746
3747 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3748                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3749 {
3750         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3751         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3752         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3753         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3754
3755         /* type filter */
3756         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3757               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3758                 return 0;
3759         }
3760
3761         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3762                 bargs = &bctl->data;
3763         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3764                 bargs = &bctl->sys;
3765         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3766                 bargs = &bctl->meta;
3767
3768         /* profiles filter */
3769         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3770             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3771                 return 0;
3772         }
3773
3774         /* usage filter */
3775         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3776             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3777                 return 0;
3778         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3779             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3780                 return 0;
3781         }
3782
3783         /* devid filter */
3784         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3785             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3786                 return 0;
3787         }
3788
3789         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3790         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3791             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3792                 return 0;
3793         }
3794
3795         /* vrange filter */
3796         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3797             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3798                 return 0;
3799         }
3800
3801         /* stripes filter */
3802         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3803             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3804                 return 0;
3805         }
3806
3807         /* soft profile changing mode */
3808         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3809             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3810                 return 0;
3811         }
3812
3813         /*
3814          * limited by count, must be the last filter
3815          */
3816         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3817                 if (bargs->limit == 0)
3818                         return 0;
3819                 else
3820                         bargs->limit--;
3821         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3822                 /*
3823                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3824                  * determined here because we do not have the global information
3825                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3826                  */
3827                 if (bargs->limit_max == 0)
3828                         return 0;
3829                 else
3830                         bargs->limit_max--;
3831         }
3832
3833         return 1;
3834 }
3835
3836 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3837 {
3838         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3839         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3840         u64 chunk_type;
3841         struct btrfs_chunk *chunk;
3842         struct btrfs_path *path = NULL;
3843         struct btrfs_key key;
3844         struct btrfs_key found_key;
3845         struct extent_buffer *leaf;
3846         int slot;
3847         int ret;
3848         int enospc_errors = 0;
3849         bool counting = true;
3850         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3851         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3852         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3853         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3854         u32 count_data = 0;
3855         u32 count_meta = 0;
3856         u32 count_sys = 0;
3857         int chunk_reserved = 0;
3858
3859         path = btrfs_alloc_path();
3860         if (!path) {
3861                 ret = -ENOMEM;
3862                 goto error;
3863         }
3864
3865         /* zero out stat counters */
3866         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3867         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3868         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3869 again:
3870         if (!counting) {
3871                 /*
3872                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3873                  * in the
3874                  */
3875                 bctl->data.limit = limit_data;
3876                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3877                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3878         }
3879         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3880         key.offset = (u64)-1;
3881         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3882
3883         while (1) {
3884                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3885                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3886                         ret = -ECANCELED;
3887                         goto error;
3888                 }
3889
3890                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3891                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3892                 if (ret < 0) {
3893                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3894                         goto error;
3895                 }
3896
3897                 /*
3898                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3899                  * failed
3900                  */
3901                 if (ret == 0)
3902                         BUG(); /* FIXME break ? */
3903
3904                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3905                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3906                 if (ret) {
3907                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3908                         ret = 0;
3909                         break;
3910                 }
3911
3912                 leaf = path->nodes[0];
3913                 slot = path->slots[0];
3914                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3915
3916                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3917                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3918                         break;
3919                 }
3920
3921                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3922                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3923
3924                 if (!counting) {
3925                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3926                         bctl->stat.considered++;
3927                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3928                 }
3929
3930                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3931
3932                 btrfs_release_path(path);
3933                 if (!ret) {
3934                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3935                         goto loop;
3936                 }
3937
3938                 if (counting) {
3939                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3940                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3941                         bctl->stat.expected++;
3942                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3943
3944                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3945                                 count_data++;
3946                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3947                                 count_sys++;
3948                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3949                                 count_meta++;
3950
3951                         goto loop;
3952                 }
3953
3954                 /*
3955                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
3956                  * filter is used, limit_min is 0 by default
3957                  */
3958                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
3959                                         count_data < bctl->data.limit_min)
3960                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
3961                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
3962                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
3963                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
3964                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3965                         goto loop;
3966                 }
3967
3968                 if (!chunk_reserved) {
3969                         /*
3970                          * We may be relocating the only data chunk we have,
3971                          * which could potentially end up with losing data's
3972                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
3973                          * advance.
3974                          */
3975                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
3976                                                          found_key.offset);
3977                         if (ret < 0) {
3978                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3979                                 goto error;
3980                         } else if (ret == 1) {
3981                                 chunk_reserved = 1;
3982                         }
3983                 }
3984
3985                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3986                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3987                 if (ret == -ENOSPC) {
3988                         enospc_errors++;
3989                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
3990                         btrfs_info(fs_info,
3991            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
3992                                    found_key.offset);
3993                         ret = 0;
3994                 } else if (ret) {
3995                         goto error;
3996                 } else {
3997                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3998                         bctl->stat.completed++;
3999                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4000                 }
4001 loop:
4002                 if (found_key.offset == 0)
4003                         break;
4004                 key.offset = found_key.offset - 1;
4005         }
4006
4007         if (counting) {
4008                 btrfs_release_path(path);
4009                 counting = false;
4010                 goto again;
4011         }
4012 error:
4013         btrfs_free_path(path);
4014         if (enospc_errors) {
4015                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4016                            enospc_errors);
4017                 if (!ret)
4018                         ret = -ENOSPC;
4019         }
4020
4021         return ret;
4022 }
4023
4024 /**
4025  * alloc_profile_is_valid - see if a given profile is valid and reduced
4026  * @flags: profile to validate
4027  * @extended: if true @flags is treated as an extended profile
4028  */
4029 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4030 {
4031         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4032                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4033
4034         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4035
4036         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4037         if (flags & ~mask)
4038                 return 0;
4039
4040         /* 2) see if profile is reduced */
4041         if (flags == 0)
4042                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4043
4044         return has_single_bit_set(flags);
4045 }
4046
4047 static inline int balance_need_close(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4048 {
4049         /* cancel requested || normal exit path */
4050         return atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req) ||
4051                 (atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) == 0 &&
4052                  atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req) == 0);
4053 }
4054
4055 /*
4056  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4057  * Otherwise print the error message and return false.
4058  */
4059 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4060                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4061                 u64 allowed, const char *type)
4062 {
4063         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4064                 return true;
4065
4066         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE &&
4067                 bargs->target & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
4068                 btrfs_err(fs_info,
4069                 "RAID56 is not yet supported for sectorsize %u with page size %lu",
4070                           fs_info->sectorsize, PAGE_SIZE);
4071                 return false;
4072         }
4073         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4074         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4075             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4076                 return true;
4077
4078         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4079                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4080         return false;
4081 }
4082
4083 /*
4084  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4085  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4086  * does not fit into the provided buffer.
4087  */
4088 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4089                                  u32 size_buf)
4090 {
4091         int ret;
4092         u32 size_bp = size_buf;
4093         char *bp = buf;
4094         u64 flags = bargs->flags;
4095         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4096
4097         if (!flags)
4098                 return;
4099
4100 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4101         do {                                                            \
4102                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4103                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4104                         goto out_overflow;                              \
4105                 size_bp -= ret;                                         \
4106                 bp += ret;                                              \
4107         } while (0)
4108
4109 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4110         do {                                                            \
4111                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4112                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4113                         goto out_overflow;                              \
4114                 size_bp -= ret;                                         \
4115                 bp += ret;                                              \
4116         } while (0)
4117
4118 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4119         do {                                                            \
4120                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4121                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4122                         goto out_overflow;                              \
4123                 size_bp -= ret;                                         \
4124                 bp += ret;                                              \
4125         } while (0)
4126
4127         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4128                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4129                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4130
4131         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4132                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4133
4134         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4135                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4136                                             sizeof(tmp_buf));
4137                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4138         }
4139
4140         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4141                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4142
4143         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4144                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4145                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4146
4147         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4148                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4149
4150         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4151                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4152                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4153
4154         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4155                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4156                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4157
4158         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4159                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4160
4161         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4162                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4163                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4164
4165         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4166                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4167                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4168
4169 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4170 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4171 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4172
4173 out_overflow:
4174
4175         if (size_bp < size_buf)
4176                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4177         else
4178                 buf[0] = '\0';
4179 }
4180
4181 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4182 {
4183         u32 size_buf = 1024;
4184         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4185         char *buf;
4186         char *bp;
4187         u32 size_bp = size_buf;
4188         int ret;
4189         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4190
4191         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4192         if (!buf)
4193                 return;
4194
4195         bp = buf;
4196
4197 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4198         do {                                                            \
4199                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4200                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4201                         goto out_overflow;                              \
4202                 size_bp -= ret;                                         \
4203                 bp += ret;                                              \
4204         } while (0)
4205
4206         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4207                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4208
4209         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4210                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4211                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4212         }
4213
4214         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4215                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4216                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4217         }
4218
4219         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4220                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4221                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4222         }
4223
4224 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4225
4226 out_overflow:
4227
4228         if (size_bp < size_buf)
4229                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4230         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4231                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4232                    "resume" : "start", buf);
4233
4234         kfree(buf);
4235 }
4236
4237 /*
4238  * Should be called with balance mutexe held
4239  */
4240 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4241                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4242                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4243 {
4244         u64 meta_target, data_target;
4245         u64 allowed;
4246         int mixed = 0;
4247         int ret;
4248         u64 num_devices;
4249         unsigned seq;
4250         bool reducing_redundancy;
4251         int i;
4252
4253         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4254             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4255             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4256                 ret = -EINVAL;
4257                 goto out;
4258         }
4259
4260         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4261         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4262                 mixed = 1;
4263
4264         /*
4265          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4266          * and identical options should be given for both of them.
4267          */
4268         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4269         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4270                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4271                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4272                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4273                         btrfs_err(fs_info,
4274           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4275                         ret = -EINVAL;
4276                         goto out;
4277                 }
4278         }
4279
4280         /*
4281          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4282          * are exclusive
4283          */
4284         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4285
4286         /*
4287          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4288          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4289          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4290          */
4291         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4292         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4293                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4294                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4295
4296         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4297             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4298             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4299                 ret = -EINVAL;
4300                 goto out;
4301         }
4302
4303         /*
4304          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4305          * profiles with redundancy (copies, parity)
4306          */
4307         allowed = 0;
4308         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4309                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4310                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4311                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4312         }
4313         do {
4314                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4315
4316                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4317                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4318                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4319                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4320                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4321                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4322                         reducing_redundancy = true;
4323                 else
4324                         reducing_redundancy = false;
4325
4326                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4327                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4328                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4329                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4330                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4331         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4332
4333         if (reducing_redundancy) {
4334                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4335                         btrfs_info(fs_info,
4336                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4337                 } else {
4338                         btrfs_err(fs_info,
4339         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4340                         ret = -EINVAL;
4341                         goto out;
4342                 }
4343         }
4344
4345         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4346                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4347                 btrfs_warn(fs_info,
4348         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4349                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4350                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4351         }
4352
4353         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4354         if (ret && ret != -EEXIST)
4355                 goto out;
4356
4357         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4358                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4359                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4360                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4361                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4362                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4363         } else {
4364                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4365                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4366                 update_balance_args(bctl);
4367                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4368         }
4369
4370         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4371         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4372         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4373         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4374
4375         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4376
4377         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4378         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4379                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4380                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4381         }
4382         /*
4383          * Balance can be canceled by:
4384          *
4385          * - Regular cancel request
4386          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4387          *
4388          * - Fatal signal to "btrfs" process
4389          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4390          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4391          *   got -ECANCELED.
4392          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4393          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4394          *
4395          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4396          */
4397         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4398                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4399         else
4400                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4401
4402         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4403
4404         if (bargs) {
4405                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4406                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4407         }
4408
4409         if ((ret && ret != -ECANCELED && ret != -ENOSPC) ||
4410             balance_need_close(fs_info)) {
4411                 reset_balance_state(fs_info);
4412                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4413         }
4414
4415         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4416
4417         return ret;
4418 out:
4419         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4420                 reset_balance_state(fs_info);
4421         else
4422                 kfree(bctl);
4423         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4424
4425         return ret;
4426 }
4427
4428 static int balance_kthread(void *data)
4429 {
4430         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4431         int ret = 0;
4432
4433         sb_start_write(fs_info->sb);
4434         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4435         if (fs_info->balance_ctl)
4436                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4437         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4438         sb_end_write(fs_info->sb);
4439
4440         return ret;
4441 }
4442
4443 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4444 {
4445         struct task_struct *tsk;
4446
4447         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4448         if (!fs_info->balance_ctl) {
4449                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4450                 return 0;
4451         }
4452         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4453
4454         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4455                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4456                 return 0;
4457         }
4458
4459         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4460         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4461         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4462         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4463         /*
4464          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4465          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4466          * the resume flag.
4467          */
4468         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4469         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4470         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4471
4472         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4473         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4474 }
4475
4476 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4477 {
4478         struct btrfs_balance_control *bctl;
4479         struct btrfs_balance_item *item;
4480         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4481         struct btrfs_path *path;
4482         struct extent_buffer *leaf;
4483         struct btrfs_key key;
4484         int ret;
4485
4486         path = btrfs_alloc_path();
4487         if (!path)
4488                 return -ENOMEM;
4489
4490         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4491         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4492         key.offset = 0;
4493
4494         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4495         if (ret < 0)
4496                 goto out;
4497         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4498                 ret = 0;
4499                 goto out;
4500         }
4501
4502         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4503         if (!bctl) {
4504                 ret = -ENOMEM;
4505                 goto out;
4506         }
4507
4508         leaf = path->nodes[0];
4509         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4510
4511         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4512         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4513
4514         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4515         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4516         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4517         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4518         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4519         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4520
4521         /*
4522          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4523          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4524          *
4525          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4526          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4527          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4528          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4529          * set up.
4530          */
4531         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4532                 btrfs_warn(fs_info,
4533         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4534
4535         btrfs_release_path(path);
4536
4537         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4538         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4539         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4540         fs_info->balance_ctl = bctl;
4541         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4542         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4543 out:
4544         btrfs_free_path(path);
4545         return ret;
4546 }
4547
4548 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4549 {
4550         int ret = 0;
4551
4552         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4553         if (!fs_info->balance_ctl) {
4554                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4555                 return -ENOTCONN;
4556         }
4557
4558         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4559                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4560                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4561
4562                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4563                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4564
4565                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4566                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4567                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4568                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4569         } else {
4570                 ret = -ENOTCONN;
4571         }
4572
4573         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4574         return ret;
4575 }
4576
4577 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4578 {
4579         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4580         if (!fs_info->balance_ctl) {
4581                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4582                 return -ENOTCONN;
4583         }
4584
4585         /*
4586          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4587          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4588          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4589          */
4590         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4591                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4592                 return -EROFS;
4593         }
4594
4595         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4596         /*
4597          * if we are running just wait and return, balance item is
4598          * deleted in btrfs_balance in this case
4599          */
4600         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4601                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4602                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4603                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4604                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4605         } else {
4606                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4607                 /*
4608                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4609                  * reexamine the status again.
4610                  */
4611                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4612
4613                 if (fs_info->balance_ctl) {
4614                         reset_balance_state(fs_info);
4615                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4616                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4617                 }
4618         }
4619
4620         BUG_ON(fs_info->balance_ctl ||
4621                 test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4622         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4623         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4624         return 0;
4625 }
4626
4627 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4628 {
4629         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4630         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4631         struct btrfs_key key;
4632         struct btrfs_path *path = NULL;
4633         int ret = 0;
4634         struct extent_buffer *eb;
4635         int slot;
4636         struct btrfs_root_item root_item;
4637         u32 item_size;
4638         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4639         bool closing = false;
4640
4641         path = btrfs_alloc_path();
4642         if (!path) {
4643                 ret = -ENOMEM;
4644                 goto out;
4645         }
4646
4647         key.objectid = 0;
4648         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4649         key.offset = 0;
4650
4651         while (1) {
4652                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4653                         closing = true;
4654                         break;
4655                 }
4656                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4657                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4658                 if (ret) {
4659                         if (ret > 0)
4660                                 ret = 0;
4661                         break;
4662                 }
4663
4664                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4665                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4666                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4667                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4668                         goto skip;
4669
4670                 eb = path->nodes[0];
4671                 slot = path->slots[0];
4672                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4673                 if (item_size < sizeof(root_item))
4674                         goto skip;
4675
4676                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4677                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4678                                    (int)sizeof(root_item));
4679                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4680                         goto skip;
4681
4682                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4683                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4684                         if (trans)
4685                                 goto update_tree;
4686
4687                         btrfs_release_path(path);
4688                         /*
4689                          * 1 - subvol uuid item
4690                          * 1 - received_subvol uuid item
4691                          */
4692                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4693                         if (IS_ERR(trans)) {
4694                                 ret = PTR_ERR(trans);
4695                                 break;
4696                         }
4697                         continue;
4698                 } else {
4699                         goto skip;
4700                 }
4701 update_tree:
4702                 btrfs_release_path(path);
4703                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4704                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4705                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4706                                                   key.objectid);
4707                         if (ret < 0) {
4708                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4709                                         ret);
4710                                 break;
4711                         }
4712                 }
4713
4714                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4715                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4716                                                   root_item.received_uuid,
4717                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4718                                                   key.objectid);
4719                         if (ret < 0) {
4720                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4721                                         ret);
4722                                 break;
4723                         }
4724                 }
4725
4726 skip:
4727                 btrfs_release_path(path);
4728                 if (trans) {
4729                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4730                         trans = NULL;
4731                         if (ret)
4732                                 break;
4733                 }
4734
4735                 if (key.offset < (u64)-1) {
4736                         key.offset++;
4737                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4738                         key.offset = 0;
4739                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4740                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4741                         key.offset = 0;
4742                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4743                         key.objectid++;
4744                 } else {
4745                         break;
4746                 }
4747                 cond_resched();
4748         }
4749
4750 out:
4751         btrfs_free_path(path);
4752         if (trans && !IS_ERR(trans))
4753                 btrfs_end_transaction(trans);
4754         if (ret)
4755                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4756         else if (!closing)
4757                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4758         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4759         return 0;
4760 }
4761
4762 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4763 {
4764         struct btrfs_trans_handle *trans;
4765         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4766         struct btrfs_root *uuid_root;
4767         struct task_struct *task;
4768         int ret;
4769
4770         /*
4771          * 1 - root node
4772          * 1 - root item
4773          */
4774         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4775         if (IS_ERR(trans))
4776                 return PTR_ERR(trans);
4777
4778         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4779         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4780                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4781                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4782                 btrfs_end_transaction(trans);
4783                 return ret;
4784         }
4785
4786         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4787
4788         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4789         if (ret)
4790                 return ret;
4791
4792         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4793         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4794         if (IS_ERR(task)) {
4795                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4796                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4797                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4798                 return PTR_ERR(task);
4799         }
4800
4801         return 0;
4802 }
4803
4804 /*
4805  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4806  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4807  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4808  */
4809 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4810 {
4811         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4812         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4813         struct btrfs_trans_handle *trans;
4814         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4815         struct btrfs_path *path;
4816         u64 length;
4817         u64 chunk_offset;
4818         int ret;
4819         int slot;
4820         int failed = 0;
4821         bool retried = false;
4822         struct extent_buffer *l;
4823         struct btrfs_key key;
4824         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4825         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4826         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4827         u64 diff;
4828         u64 start;
4829
4830         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4831         start = new_size;
4832         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4833
4834         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4835                 return -EINVAL;
4836
4837         path = btrfs_alloc_path();
4838         if (!path)
4839                 return -ENOMEM;
4840
4841         path->reada = READA_BACK;
4842
4843         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4844         if (IS_ERR(trans)) {
4845                 btrfs_free_path(path);
4846                 return PTR_ERR(trans);
4847         }
4848
4849         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4850
4851         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4852         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4853                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4854                 atomic64_sub(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4855         }
4856
4857         /*
4858          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4859          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4860          * and relocates them accordingly.
4861          */
4862         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4863                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4864                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4865                 if (ret)
4866                         goto done;
4867         } else {
4868                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4869                 btrfs_end_transaction(trans);
4870         }
4871
4872 again:
4873         key.objectid = device->devid;
4874         key.offset = (u64)-1;
4875         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4876
4877         do {
4878                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4879                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4880                 if (ret < 0) {
4881                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4882                         goto done;
4883                 }
4884
4885                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4886                 if (ret) {
4887                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4888                         if (ret < 0)
4889                                 goto done;
4890                         ret = 0;
4891                         btrfs_release_path(path);
4892                         break;
4893                 }
4894
4895                 l = path->nodes[0];
4896                 slot = path->slots[0];
4897                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4898
4899                 if (key.objectid != device->devid) {
4900                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4901                         btrfs_release_path(path);
4902                         break;
4903                 }
4904
4905                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4906                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4907
4908                 if (key.offset + length <= new_size) {
4909                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4910                         btrfs_release_path(path);
4911                         break;
4912                 }
4913
4914                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4915                 btrfs_release_path(path);
4916
4917                 /*
4918                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4919                  * which could potentially end up with losing data's
4920                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4921                  * advance.
4922                  */
4923                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4924                 if (ret < 0) {
4925                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4926                         goto done;
4927                 }
4928
4929                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4930                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4931                 if (ret == -ENOSPC) {
4932                         failed++;
4933                 } else if (ret) {
4934                         if (ret == -ETXTBSY) {
4935                                 btrfs_warn(fs_info,
4936                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
4937                                            chunk_offset);
4938                         }
4939                         goto done;
4940                 }
4941         } while (key.offset-- > 0);
4942
4943         if (failed && !retried) {
4944                 failed = 0;
4945                 retried = true;
4946                 goto again;
4947         } else if (failed && retried) {
4948                 ret = -ENOSPC;
4949                 goto done;
4950         }
4951
4952         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
4953         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4954         if (IS_ERR(trans)) {
4955                 ret = PTR_ERR(trans);
4956                 goto done;
4957         }
4958
4959         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4960         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
4961         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
4962                           CHUNK_STATE_MASK);
4963
4964         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
4965         if (list_empty(&device->post_commit_list))
4966                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
4967                               &trans->transaction->dev_update_list);
4968
4969         WARN_ON(diff > old_total);
4970         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
4971                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
4972         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4973
4974         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
4975         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
4976         ret = btrfs_update_device(trans, device);
4977         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
4978         if (ret < 0) {
4979                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4980                 btrfs_end_transaction(trans);
4981         } else {
4982                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4983         }
4984 done:
4985         btrfs_free_path(path);
4986         if (ret) {
4987                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4988                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
4989                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
4990                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
4991                 atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4992                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4993         }
4994         return ret;
4995 }
4996
4997 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4998                            struct btrfs_key *key,
4999                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5000 {
5001         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5002         struct btrfs_disk_key disk_key;
5003         u32 array_size;
5004         u8 *ptr;
5005
5006         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5007
5008         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5009         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5010                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5011                 return -EFBIG;
5012
5013         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5014         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5015         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5016         ptr += sizeof(disk_key);
5017         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5018         item_size += sizeof(disk_key);
5019         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5020
5021         return 0;
5022 }
5023
5024 /*
5025  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5026  */
5027 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5028 {
5029         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5030         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5031
5032         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5033                 return -1;
5034         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5035                 return 1;
5036         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5037                 return -1;
5038         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5039                 return 1;
5040         return 0;
5041 }
5042
5043 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5044 {
5045         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5046                 return;
5047
5048         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5049 }
5050
5051 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5052 {
5053         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5054                 return;
5055
5056         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5057 }
5058
5059 /*
5060  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5061  * Wraps needed parameters.
5062  */
5063 struct alloc_chunk_ctl {
5064         u64 start;
5065         u64 type;
5066         /* Total number of stripes to allocate */
5067         int num_stripes;
5068         /* sub_stripes info for map */
5069         int sub_stripes;
5070         /* Stripes per device */
5071         int dev_stripes;
5072         /* Maximum number of devices to use */
5073         int devs_max;
5074         /* Minimum number of devices to use */
5075         int devs_min;
5076         /* ndevs has to be a multiple of this */
5077         int devs_increment;
5078         /* Number of copies */
5079         int ncopies;
5080         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5081         int nparity;
5082         u64 max_stripe_size;
5083         u64 max_chunk_size;
5084         u64 dev_extent_min;
5085         u64 stripe_size;
5086         u64 chunk_size;
5087         int ndevs;
5088 };
5089
5090 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5091                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5092                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5093 {
5094         u64 type = ctl->type;
5095
5096         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5097                 ctl->max_stripe_size = SZ_1G;
5098                 ctl->max_chunk_size = BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE;
5099         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5100                 /* For larger filesystems, use larger metadata chunks */
5101                 if (fs_devices->total_rw_bytes > 50ULL * SZ_1G)
5102                         ctl->max_stripe_size = SZ_1G;
5103                 else
5104                         ctl->max_stripe_size = SZ_256M;
5105                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5106         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5107                 ctl->max_stripe_size = SZ_32M;
5108                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5109                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5110                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5111         } else {
5112                 BUG();
5113         }
5114
5115         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5116         ctl->max_chunk_size = min(div_factor(fs_devices->total_rw_bytes, 1),
5117                                   ctl->max_chunk_size);
5118         ctl->dev_extent_min = BTRFS_STRIPE_LEN * ctl->dev_stripes;
5119 }
5120
5121 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5122                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5123                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5124 {
5125         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5126         u64 limit;
5127         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5128         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5129         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5130         u64 type = ctl->type;
5131
5132         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5133         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5134                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5135                                                  zone_size);
5136         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5137                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5138         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5139                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5140                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5141                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5142         } else {
5143                 BUG();
5144         }
5145
5146         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5147         limit = max(round_down(div_factor(fs_devices->total_rw_bytes, 1),
5148                                zone_size),
5149                     min_chunk_size);
5150         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5151         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5152 }
5153
5154 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5155                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5156 {
5157         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5158
5159         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5160         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5161         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5162         if (!ctl->devs_max)
5163                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5164         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5165         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5166         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5167         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5168         ctl->ndevs = 0;
5169
5170         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5171         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5172                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5173                 break;
5174         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5175                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5176                 break;
5177         default:
5178                 BUG();
5179         }
5180 }
5181
5182 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5183                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5184                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5185 {
5186         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5187         struct btrfs_device *device;
5188         u64 total_avail;
5189         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5190         int ret;
5191         int ndevs = 0;
5192         u64 max_avail;
5193         u64 dev_offset;
5194
5195         /*
5196          * in the first pass through the devices list, we gather information
5197          * about the available holes on each device.
5198          */
5199         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5200                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5201                         WARN(1, KERN_ERR
5202                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5203                         continue;
5204                 }
5205
5206                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5207                                         &device->dev_state) ||
5208                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5209                         continue;
5210
5211                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5212                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5213                 else
5214                         total_avail = 0;
5215
5216                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5217                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5218                         continue;
5219
5220                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5221                                            &max_avail);
5222                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5223                         return ret;
5224
5225                 if (ret == 0)
5226                         max_avail = dev_extent_want;
5227
5228                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5229                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5230                                 btrfs_debug(info,
5231                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5232                                             __func__, device->devid, max_avail,
5233                                             ctl->dev_extent_min);
5234                         continue;
5235                 }
5236
5237                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5238                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5239                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5240                         break;
5241                 }
5242                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5243                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5244                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5245                 devices_info[ndevs].dev = device;
5246                 ++ndevs;
5247         }
5248         ctl->ndevs = ndevs;
5249
5250         /*
5251          * now sort the devices by hole size / available space
5252          */
5253         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5254              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5255
5256         return 0;
5257 }
5258
5259 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5260                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5261 {
5262         /* Number of stripes that count for block group size */
5263         int data_stripes;
5264
5265         /*
5266          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5267          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5268          *
5269          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5270          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5271          */
5272         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5273                                    ctl->dev_stripes);
5274         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5275
5276         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5277         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5278
5279         /*
5280          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5281          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5282          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5283          * reduce stripe_size.
5284          */
5285         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5286                 /*
5287                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5288                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5289                  * previous value we had already.
5290                  */
5291                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5292                                                         data_stripes), SZ_16M),
5293                                        ctl->stripe_size);
5294         }
5295
5296         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5297         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5298         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5299
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5304                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5305 {
5306         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5307         /* Number of stripes that count for block group size */
5308         int data_stripes;
5309
5310         /*
5311          * It should hold because:
5312          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5313          */
5314         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5315
5316         ctl->stripe_size = zone_size;
5317         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5318         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5319
5320         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5321         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5322                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5323                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5324                                      ctl->dev_stripes);
5325                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5326                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5327                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5328         }
5329
5330         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5331
5332         return 0;
5333 }
5334
5335 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5336                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5337                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5338 {
5339         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5340
5341         /*
5342          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5343          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5344          * rounddown is safe.
5345          */
5346         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5347
5348         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5349                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5350                         btrfs_debug(info,
5351         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5352                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5353                 }
5354                 return -ENOSPC;
5355         }
5356
5357         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5358
5359         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5360         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5361                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5362         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5363                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5364         default:
5365                 BUG();
5366         }
5367 }
5368
5369 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5370                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5371                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5372 {
5373         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5374         struct map_lookup *map = NULL;
5375         struct extent_map_tree *em_tree;
5376         struct btrfs_block_group *block_group;
5377         struct extent_map *em;
5378         u64 start = ctl->start;
5379         u64 type = ctl->type;
5380         int ret;
5381         int i;
5382         int j;
5383
5384         map = kmalloc(map_lookup_size(ctl->num_stripes), GFP_NOFS);
5385         if (!map)
5386                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5387         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5388
5389         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5390                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5391                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5392                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5393                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5394                                                    j * ctl->stripe_size;
5395                 }
5396         }
5397         map->stripe_len = BTRFS_STRIPE_LEN;
5398         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5399         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5400         map->type = type;
5401         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5402
5403         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5404
5405         em = alloc_extent_map();
5406         if (!em) {
5407                 kfree(map);
5408                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5409         }
5410         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
5411         em->map_lookup = map;
5412         em->start = start;
5413         em->len = ctl->chunk_size;
5414         em->block_start = 0;
5415         em->block_len = em->len;
5416         em->orig_block_len = ctl->stripe_size;
5417
5418         em_tree = &info->mapping_tree;
5419         write_lock(&em_tree->lock);
5420         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
5421         if (ret) {
5422                 write_unlock(&em_tree->lock);
5423                 free_extent_map(em);
5424                 return ERR_PTR(ret);
5425         }
5426         write_unlock(&em_tree->lock);
5427
5428         block_group = btrfs_make_block_group(trans, 0, type, start, ctl->chunk_size);
5429         if (IS_ERR(block_group))
5430                 goto error_del_extent;
5431
5432         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5433                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5434
5435                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5436                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5437                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5438                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5439                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5440         }
5441
5442         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5443                      &info->free_chunk_space);
5444
5445         free_extent_map(em);
5446         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5447         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5448
5449         return block_group;
5450
5451 error_del_extent:
5452         write_lock(&em_tree->lock);
5453         remove_extent_mapping(em_tree, em);
5454         write_unlock(&em_tree->lock);
5455
5456         /* One for our allocation */
5457         free_extent_map(em);
5458         /* One for the tree reference */
5459         free_extent_map(em);
5460
5461         return block_group;
5462 }
5463
5464 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5465                                             u64 type)
5466 {
5467         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5468         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5469         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5470         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5471         struct btrfs_block_group *block_group;
5472         int ret;
5473
5474         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5475
5476         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5477                 ASSERT(0);
5478                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5479         }
5480
5481         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5482                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5483                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5484                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5485         }
5486
5487         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5488                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5489                 ASSERT(0);
5490                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5491         }
5492
5493         ctl.start = find_next_chunk(info);
5494         ctl.type = type;
5495         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5496
5497         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5498                                GFP_NOFS);
5499         if (!devices_info)
5500                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5501
5502         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5503         if (ret < 0) {
5504                 block_group = ERR_PTR(ret);
5505                 goto out;
5506         }
5507
5508         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5509         if (ret < 0) {
5510                 block_group = ERR_PTR(ret);
5511                 goto out;
5512         }
5513
5514         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5515
5516 out:
5517         kfree(devices_info);
5518         return block_group;
5519 }
5520
5521 /*
5522  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5523  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5524  * chunks.
5525  *
5526  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5527  * phases.
5528  */
5529 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5530                                      struct btrfs_block_group *bg)
5531 {
5532         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5533         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5534         struct btrfs_key key;
5535         struct btrfs_chunk *chunk;
5536         struct btrfs_stripe *stripe;
5537         struct extent_map *em;
5538         struct map_lookup *map;
5539         size_t item_size;
5540         int i;
5541         int ret;
5542
5543         /*
5544          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5545          *
5546          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5547          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5548          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5549          *    details;
5550          *
5551          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5552          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5553          *    because the device object's id can change at any time during that
5554          *    final phase of the device replace operation
5555          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5556          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5557          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5558          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5559          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5560          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5561          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5562          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5563          *    concurrent device replace.
5564          */
5565         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5566
5567         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5568         if (IS_ERR(em)) {
5569                 ret = PTR_ERR(em);
5570                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5571                 return ret;
5572         }
5573
5574         map = em->map_lookup;
5575         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5576
5577         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5578         if (!chunk) {
5579                 ret = -ENOMEM;
5580                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5581                 goto out;
5582         }
5583
5584         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5585                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5586
5587                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5588                 if (ret)
5589                         goto out;
5590         }
5591
5592         stripe = &chunk->stripe;
5593         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5594                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5595                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5596
5597                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5598                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5599                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5600                 stripe++;
5601         }
5602
5603         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5604         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5605         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, map->stripe_len);
5606         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5607         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5608         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, map->stripe_len);
5609         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, map->stripe_len);
5610         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5611         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5612
5613         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5614         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5615         key.offset = bg->start;
5616
5617         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5618         if (ret)
5619                 goto out;
5620
5621         bg->chunk_item_inserted = 1;
5622
5623         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5624                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5625                 if (ret)
5626                         goto out;
5627         }
5628
5629 out:
5630         kfree(chunk);
5631         free_extent_map(em);
5632         return ret;
5633 }
5634
5635 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5636 {
5637         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5638         u64 alloc_profile;
5639         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5640         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5641
5642         /*
5643          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5644          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5645          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5646          * we must first:
5647          *
5648          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5649          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5650          *    seed device are read-only;
5651          *
5652          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5653          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5654          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5655          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5656          *
5657          * After that we can add the block group items to their btrees:
5658          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5659          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5660          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5661          */
5662
5663         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5664         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5665         if (IS_ERR(meta_bg))
5666                 return PTR_ERR(meta_bg);
5667
5668         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5669         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5670         if (IS_ERR(sys_bg))
5671                 return PTR_ERR(sys_bg);
5672
5673         return 0;
5674 }
5675
5676 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct map_lookup *map)
5677 {
5678         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5679
5680         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5681 }
5682
5683 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5684 {
5685         struct extent_map *em;
5686         struct map_lookup *map;
5687         int miss_ndevs = 0;
5688         int i;
5689         bool ret = true;
5690
5691         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5692         if (IS_ERR(em))
5693                 return false;
5694
5695         map = em->map_lookup;
5696         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5697                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5698                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5699                         miss_ndevs++;
5700                         continue;
5701                 }
5702                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5703                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5704                         ret = false;
5705                         goto end;
5706                 }
5707         }
5708
5709         /*
5710          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5711          * not write the data into that chunk successfully.
5712          */
5713         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5714                 ret = false;
5715 end:
5716         free_extent_map(em);
5717         return ret;
5718 }
5719
5720 void btrfs_mapping_tree_free(struct extent_map_tree *tree)
5721 {
5722         struct extent_map *em;
5723
5724         while (1) {
5725                 write_lock(&tree->lock);
5726                 em = lookup_extent_mapping(tree, 0, (u64)-1);
5727                 if (em)
5728                         remove_extent_mapping(tree, em);
5729                 write_unlock(&tree->lock);
5730                 if (!em)
5731                         break;
5732                 /* once for us */
5733                 free_extent_map(em);
5734                 /* once for the tree */
5735                 free_extent_map(em);
5736         }
5737 }
5738
5739 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5740 {
5741         struct extent_map *em;
5742         struct map_lookup *map;
5743         int ret;
5744
5745         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5746         if (IS_ERR(em))
5747                 /*
5748                  * We could return errors for these cases, but that could get
5749                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5750                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5751                  * to use other copies.
5752                  */
5753                 return 1;
5754
5755         map = em->map_lookup;
5756         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK))
5757                 ret = map->num_stripes;
5758         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5759                 ret = map->sub_stripes;
5760         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5761                 ret = 2;
5762         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5763                 /*
5764                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5765                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5766                  *
5767                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5768                  * stripe under reconstruction.
5769                  */
5770                 ret = map->num_stripes;
5771         else
5772                 ret = 1;
5773         free_extent_map(em);
5774
5775         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
5776         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace) &&
5777             fs_info->dev_replace.tgtdev)
5778                 ret++;
5779         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
5780
5781         return ret;
5782 }
5783
5784 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5785                                     u64 logical)
5786 {
5787         struct extent_map *em;
5788         struct map_lookup *map;
5789         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5790
5791         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5792
5793         if (!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5794                 map = em->map_lookup;
5795                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5796                         len = map->stripe_len * nr_data_stripes(map);
5797                 free_extent_map(em);
5798         }
5799         return len;
5800 }
5801
5802 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5803 {
5804         struct extent_map *em;
5805         struct map_lookup *map;
5806         int ret = 0;
5807
5808         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5809
5810         if(!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5811                 map = em->map_lookup;
5812                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5813                         ret = 1;
5814                 free_extent_map(em);
5815         }
5816         return ret;
5817 }
5818
5819 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5820                             struct map_lookup *map, int first,
5821                             int dev_replace_is_ongoing)
5822 {
5823         int i;
5824         int num_stripes;
5825         int preferred_mirror;
5826         int tolerance;
5827         struct btrfs_device *srcdev;
5828
5829         ASSERT((map->type &
5830                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5831
5832         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5833                 num_stripes = map->sub_stripes;
5834         else
5835                 num_stripes = map->num_stripes;
5836
5837         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5838         default:
5839                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5840                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5841                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5842                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5843                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5844                 fallthrough;
5845         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5846                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5847                 break;
5848         }
5849
5850         if (dev_replace_is_ongoing &&
5851             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5852              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5853                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5854         else
5855                 srcdev = NULL;
5856
5857         /*
5858          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5859          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5860          * mirror is available
5861          */
5862         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5863                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5864                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5865                         return preferred_mirror;
5866                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5867                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5868                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5869                                 return i;
5870                 }
5871         }
5872
5873         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5874          * and the io error handling code will clean up eventually
5875          */
5876         return preferred_mirror;
5877 }
5878
5879 /* Bubble-sort the stripe set to put the parity/syndrome stripes last */
5880 static void sort_parity_stripes(struct btrfs_io_context *bioc, int num_stripes)
5881 {
5882         int i;
5883         int again = 1;
5884
5885         while (again) {
5886                 again = 0;
5887                 for (i = 0; i < num_stripes - 1; i++) {
5888                         /* Swap if parity is on a smaller index */
5889                         if (bioc->raid_map[i] > bioc->raid_map[i + 1]) {
5890                                 swap(bioc->stripes[i], bioc->stripes[i + 1]);
5891                                 swap(bioc->raid_map[i], bioc->raid_map[i + 1]);
5892                                 again = 1;
5893                         }
5894                 }
5895         }
5896 }
5897
5898 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5899                                                        int total_stripes,
5900                                                        int real_stripes)
5901 {
5902         struct btrfs_io_context *bioc = kzalloc(
5903                  /* The size of btrfs_io_context */
5904                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
5905                 /* Plus the variable array for the stripes */
5906                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes) +
5907                 /* Plus the variable array for the tgt dev */
5908                 sizeof(int) * (real_stripes) +
5909                 /*
5910                  * Plus the raid_map, which includes both the tgt dev
5911                  * and the stripes.
5912                  */
5913                 sizeof(u64) * (total_stripes),
5914                 GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
5915
5916         atomic_set(&bioc->error, 0);
5917         refcount_set(&bioc->refs, 1);
5918
5919         bioc->fs_info = fs_info;
5920         bioc->tgtdev_map = (int *)(bioc->stripes + total_stripes);
5921         bioc->raid_map = (u64 *)(bioc->tgtdev_map + real_stripes);
5922
5923         return bioc;
5924 }
5925
5926 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5927 {
5928         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
5929         refcount_inc(&bioc->refs);
5930 }
5931
5932 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5933 {
5934         if (!bioc)
5935                 return;
5936         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
5937                 kfree(bioc);
5938 }
5939
5940 /* can REQ_OP_DISCARD be sent with other REQ like REQ_OP_WRITE? */
5941 /*
5942  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
5943  * replace.
5944  */
5945 static int __btrfs_map_block_for_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5946                                          u64 logical, u64 *length_ret,
5947                                          struct btrfs_io_context **bioc_ret)
5948 {
5949         struct extent_map *em;
5950         struct map_lookup *map;
5951         struct btrfs_io_context *bioc;
5952         u64 length = *length_ret;
5953         u64 offset;
5954         u64 stripe_nr;
5955         u64 stripe_nr_end;
5956         u64 stripe_end_offset;
5957         u64 stripe_cnt;
5958         u64 stripe_len;
5959         u64 stripe_offset;
5960         u64 num_stripes;
5961         u32 stripe_index;
5962         u32 factor = 0;
5963         u32 sub_stripes = 0;
5964         u64 stripes_per_dev = 0;
5965         u32 remaining_stripes = 0;
5966         u32 last_stripe = 0;
5967         int ret = 0;
5968         int i;
5969
5970         /* Discard always returns a bioc. */
5971         ASSERT(bioc_ret);
5972
5973         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
5974         if (IS_ERR(em))
5975                 return PTR_ERR(em);
5976
5977         map = em->map_lookup;
5978         /* we don't discard raid56 yet */
5979         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
5980                 ret = -EOPNOTSUPP;
5981                 goto out;
5982         }
5983
5984         offset = logical - em->start;
5985         length = min_t(u64, em->start + em->len - logical, length);
5986         *length_ret = length;
5987
5988         stripe_len = map->stripe_len;
5989         /*
5990          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
5991          * to get to this block
5992          */
5993         stripe_nr = div64_u64(offset, stripe_len);
5994
5995         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
5996         stripe_offset = offset - stripe_nr * stripe_len;
5997
5998         stripe_nr_end = round_up(offset + length, map->stripe_len);
5999         stripe_nr_end = div64_u64(stripe_nr_end, map->stripe_len);
6000         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6001         stripe_end_offset = stripe_nr_end * map->stripe_len -
6002                             (offset + length);
6003         /*
6004          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6005          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6006          * the number of our device in the stripe array
6007          */
6008         num_stripes = 1;
6009         stripe_index = 0;
6010         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6011                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6012                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6013                         sub_stripes = 1;
6014                 else
6015                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6016
6017                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6018                 num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6019                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6020                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
6021                 stripe_index *= sub_stripes;
6022                 stripes_per_dev = div_u64_rem(stripe_cnt, factor,
6023                                               &remaining_stripes);
6024                 div_u64_rem(stripe_nr_end - 1, factor, &last_stripe);
6025                 last_stripe *= sub_stripes;
6026         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6027                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6028                 num_stripes = map->num_stripes;
6029         } else {
6030                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6031                                         &stripe_index);
6032         }
6033
6034         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_stripes, 0);
6035         if (!bioc) {
6036                 ret = -ENOMEM;
6037                 goto out;
6038         }
6039
6040         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6041                 bioc->stripes[i].physical =
6042                         map->stripes[stripe_index].physical +
6043                         stripe_offset + stripe_nr * map->stripe_len;
6044                 bioc->stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6045
6046                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6047                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6048                         bioc->stripes[i].length = stripes_per_dev *
6049                                 map->stripe_len;
6050
6051                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6052                                 bioc->stripes[i].length += map->stripe_len;
6053
6054                         /*
6055                          * Special for the first stripe and
6056                          * the last stripe:
6057                          *
6058                          * |-------|...|-------|
6059                          *     |----------|
6060                          *    off     end_off
6061                          */
6062                         if (i < sub_stripes)
6063                                 bioc->stripes[i].length -= stripe_offset;
6064
6065                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6066                             stripe_index <= (last_stripe +
6067                                              sub_stripes - 1))
6068                                 bioc->stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6069
6070                         if (i == sub_stripes - 1)
6071                                 stripe_offset = 0;
6072                 } else {
6073                         bioc->stripes[i].length = length;
6074                 }
6075
6076                 stripe_index++;
6077                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6078                         stripe_index = 0;
6079                         stripe_nr++;
6080                 }
6081         }
6082
6083         *bioc_ret = bioc;
6084         bioc->map_type = map->type;
6085         bioc->num_stripes = num_stripes;
6086 out:
6087         free_extent_map(em);
6088         return ret;
6089 }
6090
6091 /*
6092  * In dev-replace case, for repair case (that's the only case where the mirror
6093  * is selected explicitly when calling btrfs_map_block), blocks left of the
6094  * left cursor can also be read from the target drive.
6095  *
6096  * For REQ_GET_READ_MIRRORS, the target drive is added as the last one to the
6097  * array of stripes.
6098  * For READ, it also needs to be supported using the same mirror number.
6099  *
6100  * If the requested block is not left of the left cursor, EIO is returned. This
6101  * can happen because btrfs_num_copies() returns one more in the dev-replace
6102  * case.
6103  */
6104 static int get_extra_mirror_from_replace(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6105                                          u64 logical, u64 length,
6106                                          u64 srcdev_devid, int *mirror_num,
6107                                          u64 *physical)
6108 {
6109         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6110         int num_stripes;
6111         int index_srcdev = 0;
6112         int found = 0;
6113         u64 physical_of_found = 0;
6114         int i;
6115         int ret = 0;
6116
6117         ret = __btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS,
6118                                 logical, &length, &bioc, 0, 0);
6119         if (ret) {
6120                 ASSERT(bioc == NULL);
6121                 return ret;
6122         }
6123
6124         num_stripes = bioc->num_stripes;
6125         if (*mirror_num > num_stripes) {
6126                 /*
6127                  * BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS does not contain this mirror,
6128                  * that means that the requested area is not left of the left
6129                  * cursor
6130                  */
6131                 btrfs_put_bioc(bioc);
6132                 return -EIO;
6133         }
6134
6135         /*
6136          * process the rest of the function using the mirror_num of the source
6137          * drive. Therefore look it up first.  At the end, patch the device
6138          * pointer to the one of the target drive.
6139          */
6140         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6141                 if (bioc->stripes[i].dev->devid != srcdev_devid)
6142                         continue;
6143
6144                 /*
6145                  * In case of DUP, in order to keep it simple, only add the
6146                  * mirror with the lowest physical address
6147                  */
6148                 if (found &&
6149                     physical_of_found <= bioc->stripes[i].physical)
6150                         continue;
6151
6152                 index_srcdev = i;
6153                 found = 1;
6154                 physical_of_found = bioc->stripes[i].physical;
6155         }
6156
6157         btrfs_put_bioc(bioc);
6158
6159         ASSERT(found);
6160         if (!found)
6161                 return -EIO;
6162
6163         *mirror_num = index_srcdev + 1;
6164         *physical = physical_of_found;
6165         return ret;
6166 }
6167
6168 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6169 {
6170         struct btrfs_block_group *cache;
6171         bool ret;
6172
6173         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6174         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6175                 return false;
6176
6177         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6178
6179         spin_lock(&cache->lock);
6180         ret = cache->to_copy;
6181         spin_unlock(&cache->lock);
6182
6183         btrfs_put_block_group(cache);
6184         return ret;
6185 }
6186
6187 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6188                                       struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6189                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6190                                       u64 logical,
6191                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6192 {
6193         struct btrfs_io_context *bioc = *bioc_ret;
6194         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6195         int tgtdev_indexes = 0;
6196         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6197         int max_errors = *max_errors_ret;
6198         int i;
6199
6200         if (op == BTRFS_MAP_WRITE) {
6201                 int index_where_to_add;
6202
6203                 /*
6204                  * A block group which have "to_copy" set will eventually
6205                  * copied by dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6206                  */
6207                 if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6208                         return;
6209
6210                 /*
6211                  * duplicate the write operations while the dev replace
6212                  * procedure is running. Since the copying of the old disk to
6213                  * the new disk takes place at run time while the filesystem is
6214                  * mounted writable, the regular write operations to the old
6215                  * disk have to be duplicated to go to the new disk as well.
6216                  *
6217                  * Note that device->missing is handled by the caller, and that
6218                  * the write to the old disk is already set up in the stripes
6219                  * array.
6220                  */
6221                 index_where_to_add = num_stripes;
6222                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6223                         if (bioc->stripes[i].dev->devid == srcdev_devid) {
6224                                 /* write to new disk, too */
6225                                 struct btrfs_io_stripe *new =
6226                                         bioc->stripes + index_where_to_add;
6227                                 struct btrfs_io_stripe *old =
6228                                         bioc->stripes + i;
6229
6230                                 new->physical = old->physical;
6231                                 new->length = old->length;
6232                                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6233                                 bioc->tgtdev_map[i] = index_where_to_add;
6234                                 index_where_to_add++;
6235                                 max_errors++;
6236                                 tgtdev_indexes++;
6237                         }
6238                 }
6239                 num_stripes = index_where_to_add;
6240         } else if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS) {
6241                 int index_srcdev = 0;
6242                 int found = 0;
6243                 u64 physical_of_found = 0;
6244
6245                 /*
6246                  * During the dev-replace procedure, the target drive can also
6247                  * be used to read data in case it is needed to repair a corrupt
6248                  * block elsewhere. This is possible if the requested area is
6249                  * left of the left cursor. In this area, the target drive is a
6250                  * full copy of the source drive.
6251                  */
6252                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6253                         if (bioc->stripes[i].dev->devid == srcdev_devid) {
6254                                 /*
6255                                  * In case of DUP, in order to keep it simple,
6256                                  * only add the mirror with the lowest physical
6257                                  * address
6258                                  */
6259                                 if (found &&
6260                                     physical_of_found <= bioc->stripes[i].physical)
6261                                         continue;
6262                                 index_srcdev = i;
6263                                 found = 1;
6264                                 physical_of_found = bioc->stripes[i].physical;
6265                         }
6266                 }
6267                 if (found) {
6268                         struct btrfs_io_stripe *tgtdev_stripe =
6269                                 bioc->stripes + num_stripes;
6270
6271                         tgtdev_stripe->physical = physical_of_found;
6272                         tgtdev_stripe->length =
6273                                 bioc->stripes[index_srcdev].length;
6274                         tgtdev_stripe->dev = dev_replace->tgtdev;
6275                         bioc->tgtdev_map[index_srcdev] = num_stripes;
6276
6277                         tgtdev_indexes++;
6278                         num_stripes++;
6279                 }
6280         }
6281
6282         *num_stripes_ret = num_stripes;
6283         *max_errors_ret = max_errors;
6284         bioc->num_tgtdevs = tgtdev_indexes;
6285         *bioc_ret = bioc;
6286 }
6287
6288 static bool need_full_stripe(enum btrfs_map_op op)
6289 {
6290         return (op == BTRFS_MAP_WRITE || op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS);
6291 }
6292
6293 /*
6294  * Calculate the geometry of a particular (address, len) tuple. This
6295  * information is used to calculate how big a particular bio can get before it
6296  * straddles a stripe.
6297  *
6298  * @fs_info: the filesystem
6299  * @em:      mapping containing the logical extent
6300  * @op:      type of operation - write or read
6301  * @logical: address that we want to figure out the geometry of
6302  * @io_geom: pointer used to return values
6303  *
6304  * Returns < 0 in case a chunk for the given logical address cannot be found,
6305  * usually shouldn't happen unless @logical is corrupted, 0 otherwise.
6306  */
6307 int btrfs_get_io_geometry(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct extent_map *em,
6308                           enum btrfs_map_op op, u64 logical,
6309                           struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6310 {
6311         struct map_lookup *map;
6312         u64 len;
6313         u64 offset;
6314         u64 stripe_offset;
6315         u64 stripe_nr;
6316         u64 stripe_len;
6317         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6318         int data_stripes;
6319
6320         ASSERT(op != BTRFS_MAP_DISCARD);
6321
6322         map = em->map_lookup;
6323         /* Offset of this logical address in the chunk */
6324         offset = logical - em->start;
6325         /* Len of a stripe in a chunk */
6326         stripe_len = map->stripe_len;
6327         /* Stripe where this block falls in */
6328         stripe_nr = div64_u64(offset, stripe_len);
6329         /* Offset of stripe in the chunk */
6330         stripe_offset = stripe_nr * stripe_len;
6331         if (offset < stripe_offset) {
6332                 btrfs_crit(fs_info,
6333 "stripe math has gone wrong, stripe_offset=%llu offset=%llu start=%llu logical=%llu stripe_len=%llu",
6334                         stripe_offset, offset, em->start, logical, stripe_len);
6335                 return -EINVAL;
6336         }
6337
6338         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6339         stripe_offset = offset - stripe_offset;
6340         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6341
6342         /* Only stripe based profiles needs to check against stripe length. */
6343         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK) {
6344                 u64 max_len = stripe_len - stripe_offset;
6345
6346                 /*
6347                  * In case of raid56, we need to know the stripe aligned start
6348                  */
6349                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6350                         unsigned long full_stripe_len = stripe_len * data_stripes;
6351                         raid56_full_stripe_start = offset;
6352
6353                         /*
6354                          * Allow a write of a full stripe, but make sure we
6355                          * don't allow straddling of stripes
6356                          */
6357                         raid56_full_stripe_start = div64_u64(raid56_full_stripe_start,
6358                                         full_stripe_len);
6359                         raid56_full_stripe_start *= full_stripe_len;
6360
6361                         /*
6362                          * For writes to RAID[56], allow a full stripeset across
6363                          * all disks. For other RAID types and for RAID[56]
6364                          * reads, just allow a single stripe (on a single disk).
6365                          */
6366                         if (op == BTRFS_MAP_WRITE) {
6367                                 max_len = stripe_len * data_stripes -
6368                                           (offset - raid56_full_stripe_start);
6369                         }
6370                 }
6371                 len = min_t(u64, em->len - offset, max_len);
6372         } else {
6373                 len = em->len - offset;
6374         }
6375
6376         io_geom->len = len;
6377         io_geom->offset = offset;
6378         io_geom->stripe_len = stripe_len;
6379         io_geom->stripe_nr = stripe_nr;
6380         io_geom->stripe_offset = stripe_offset;
6381         io_geom->raid56_stripe_offset = raid56_full_stripe_start;
6382
6383         return 0;
6384 }
6385
6386 static int __btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6387                              enum btrfs_map_op op,
6388                              u64 logical, u64 *length,
6389                              struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6390                              int mirror_num, int need_raid_map)
6391 {
6392         struct extent_map *em;
6393         struct map_lookup *map;
6394         u64 stripe_offset;
6395         u64 stripe_nr;
6396         u64 stripe_len;
6397         u32 stripe_index;
6398         int data_stripes;
6399         int i;
6400         int ret = 0;
6401         int num_stripes;
6402         int max_errors = 0;
6403         int tgtdev_indexes = 0;
6404         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6405         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6406         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6407         int num_alloc_stripes;
6408         int patch_the_first_stripe_for_dev_replace = 0;
6409         u64 physical_to_patch_in_first_stripe = 0;
6410         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6411         struct btrfs_io_geometry geom;
6412
6413         ASSERT(bioc_ret);
6414         ASSERT(op != BTRFS_MAP_DISCARD);
6415
6416         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6417         ASSERT(!IS_ERR(em));
6418
6419         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, op, logical, &geom);
6420         if (ret < 0)
6421                 return ret;
6422
6423         map = em->map_lookup;
6424
6425         *length = geom.len;
6426         stripe_len = geom.stripe_len;
6427         stripe_nr = geom.stripe_nr;
6428         stripe_offset = geom.stripe_offset;
6429         raid56_full_stripe_start = geom.raid56_stripe_offset;
6430         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6431
6432         down_read(&dev_replace->rwsem);
6433         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6434         /*
6435          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6436          * requested at commit time but must wait.
6437          */
6438         if (!dev_replace_is_ongoing)
6439                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6440
6441         if (dev_replace_is_ongoing && mirror_num == map->num_stripes + 1 &&
6442             !need_full_stripe(op) && dev_replace->tgtdev != NULL) {
6443                 ret = get_extra_mirror_from_replace(fs_info, logical, *length,
6444                                                     dev_replace->srcdev->devid,
6445                                                     &mirror_num,
6446                                             &physical_to_patch_in_first_stripe);
6447                 if (ret)
6448                         goto out;
6449                 else
6450                         patch_the_first_stripe_for_dev_replace = 1;
6451         } else if (mirror_num > map->num_stripes) {
6452                 mirror_num = 0;
6453         }
6454
6455         num_stripes = 1;
6456         stripe_index = 0;
6457         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6458                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6459                                 &stripe_index);
6460                 if (!need_full_stripe(op))
6461                         mirror_num = 1;
6462         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6463                 if (need_full_stripe(op))
6464                         num_stripes = map->num_stripes;
6465                 else if (mirror_num)
6466                         stripe_index = mirror_num - 1;
6467                 else {
6468                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6469                                             dev_replace_is_ongoing);
6470                         mirror_num = stripe_index + 1;
6471                 }
6472
6473         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6474                 if (need_full_stripe(op)) {
6475                         num_stripes = map->num_stripes;
6476                 } else if (mirror_num) {
6477                         stripe_index = mirror_num - 1;
6478                 } else {
6479                         mirror_num = 1;
6480                 }
6481
6482         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6483                 u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6484
6485                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
6486                 stripe_index *= map->sub_stripes;
6487
6488                 if (need_full_stripe(op))
6489                         num_stripes = map->sub_stripes;
6490                 else if (mirror_num)
6491                         stripe_index += mirror_num - 1;
6492                 else {
6493                         int old_stripe_index = stripe_index;
6494                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6495                                               stripe_index,
6496                                               dev_replace_is_ongoing);
6497                         mirror_num = stripe_index - old_stripe_index + 1;
6498                 }
6499
6500         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6501                 if (need_raid_map && (need_full_stripe(op) || mirror_num > 1)) {
6502                         /* push stripe_nr back to the start of the full stripe */
6503                         stripe_nr = div64_u64(raid56_full_stripe_start,
6504                                         stripe_len * data_stripes);
6505
6506                         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6507                         num_stripes = map->num_stripes;
6508                         max_errors = nr_parity_stripes(map);
6509
6510                         *length = map->stripe_len;
6511                         stripe_index = 0;
6512                         stripe_offset = 0;
6513                 } else {
6514                         /*
6515                          * Mirror #0 or #1 means the original data block.
6516                          * Mirror #2 is RAID5 parity block.
6517                          * Mirror #3 is RAID6 Q block.
6518                          */
6519                         stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr,
6520                                         data_stripes, &stripe_index);
6521                         if (mirror_num > 1)
6522                                 stripe_index = data_stripes + mirror_num - 2;
6523
6524                         /* We distribute the parity blocks across stripes */
6525                         div_u64_rem(stripe_nr + stripe_index, map->num_stripes,
6526                                         &stripe_index);
6527                         if (!need_full_stripe(op) && mirror_num <= 1)
6528                                 mirror_num = 1;
6529                 }
6530         } else {
6531                 /*
6532                  * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6533                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6534                  * the number of our device in the stripe array
6535                  */
6536                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6537                                 &stripe_index);
6538                 mirror_num = stripe_index + 1;
6539         }
6540         if (stripe_index >= map->num_stripes) {
6541                 btrfs_crit(fs_info,
6542                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6543                            stripe_index, map->num_stripes);
6544                 ret = -EINVAL;
6545                 goto out;
6546         }
6547
6548         num_alloc_stripes = num_stripes;
6549         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL) {
6550                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6551                         num_alloc_stripes <<= 1;
6552                 if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS)
6553                         num_alloc_stripes++;
6554                 tgtdev_indexes = num_stripes;
6555         }
6556
6557         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_alloc_stripes, tgtdev_indexes);
6558         if (!bioc) {
6559                 ret = -ENOMEM;
6560                 goto out;
6561         }
6562
6563         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6564                 bioc->stripes[i].physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6565                         stripe_offset + stripe_nr * map->stripe_len;
6566                 bioc->stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6567                 stripe_index++;
6568         }
6569
6570         /* Build raid_map */
6571         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK && need_raid_map &&
6572             (need_full_stripe(op) || mirror_num > 1)) {
6573                 u64 tmp;
6574                 unsigned rot;
6575
6576                 /* Work out the disk rotation on this stripe-set */
6577                 div_u64_rem(stripe_nr, num_stripes, &rot);
6578
6579                 /* Fill in the logical address of each stripe */
6580                 tmp = stripe_nr * data_stripes;
6581                 for (i = 0; i < data_stripes; i++)
6582                         bioc->raid_map[(i + rot) % num_stripes] =
6583                                 em->start + (tmp + i) * map->stripe_len;
6584
6585                 bioc->raid_map[(i + rot) % map->num_stripes] = RAID5_P_STRIPE;
6586                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
6587                         bioc->raid_map[(i + rot + 1) % num_stripes] =
6588                                 RAID6_Q_STRIPE;
6589
6590                 sort_parity_stripes(bioc, num_stripes);
6591         }
6592
6593         if (need_full_stripe(op))
6594                 max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6595
6596         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6597             need_full_stripe(op)) {
6598                 handle_ops_on_dev_replace(op, &bioc, dev_replace, logical,
6599                                           &num_stripes, &max_errors);
6600         }
6601
6602         *bioc_ret = bioc;
6603         bioc->map_type = map->type;
6604         bioc->num_stripes = num_stripes;
6605         bioc->max_errors = max_errors;
6606         bioc->mirror_num = mirror_num;
6607
6608         /*
6609          * this is the case that REQ_READ && dev_replace_is_ongoing &&
6610          * mirror_num == num_stripes + 1 && dev_replace target drive is
6611          * available as a mirror
6612          */
6613         if (patch_the_first_stripe_for_dev_replace && num_stripes > 0) {
6614                 WARN_ON(num_stripes > 1);
6615                 bioc->stripes[0].dev = dev_replace->tgtdev;
6616                 bioc->stripes[0].physical = physical_to_patch_in_first_stripe;
6617                 bioc->mirror_num = map->num_stripes + 1;
6618         }
6619 out:
6620         if (dev_replace_is_ongoing) {
6621                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6622                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6623                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6624         }
6625         free_extent_map(em);
6626         return ret;
6627 }
6628
6629 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6630                       u64 logical, u64 *length,
6631                       struct btrfs_io_context **bioc_ret, int mirror_num)
6632 {
6633         if (op == BTRFS_MAP_DISCARD)
6634                 return __btrfs_map_block_for_discard(fs_info, logical,
6635                                                      length, bioc_ret);
6636
6637         return __btrfs_map_block(fs_info, op, logical, length, bioc_ret,
6638                                  mirror_num, 0);
6639 }
6640
6641 /* For Scrub/replace */
6642 int btrfs_map_sblock(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6643                      u64 logical, u64 *length,
6644                      struct btrfs_io_context **bioc_ret)
6645 {
6646         return __btrfs_map_block(fs_info, op, logical, length, bioc_ret, 0, 1);
6647 }
6648
6649 static inline void btrfs_end_bioc(struct btrfs_io_context *bioc, struct bio *bio)
6650 {
6651         bio->bi_private = bioc->private;
6652         bio->bi_end_io = bioc->end_io;
6653         bio_endio(bio);
6654
6655         btrfs_put_bioc(bioc);
6656 }
6657
6658 static void btrfs_end_bio(struct bio *bio)
6659 {
6660         struct btrfs_io_context *bioc = bio->bi_private;
6661         int is_orig_bio = 0;
6662
6663         if (bio->bi_status) {
6664                 atomic_inc(&bioc->error);
6665                 if (bio->bi_status == BLK_STS_IOERR ||
6666                     bio->bi_status == BLK_STS_TARGET) {
6667                         struct btrfs_device *dev = btrfs_bio(bio)->device;
6668
6669                         ASSERT(dev->bdev);
6670                         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
6671                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev,
6672                                                 BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
6673                         else if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
6674                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev,
6675                                                 BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS);
6676                         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH)
6677                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev,
6678                                                 BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS);
6679                 }
6680         }
6681
6682         if (bio == bioc->orig_bio)
6683                 is_orig_bio = 1;
6684
6685         btrfs_bio_counter_dec(bioc->fs_info);
6686
6687         if (atomic_dec_and_test(&bioc->stripes_pending)) {
6688                 if (!is_orig_bio) {
6689                         bio_put(bio);
6690                         bio = bioc->orig_bio;
6691                 }
6692
6693                 btrfs_bio(bio)->mirror_num = bioc->mirror_num;
6694                 /* only send an error to the higher layers if it is
6695                  * beyond the tolerance of the btrfs bio
6696                  */
6697                 if (atomic_read(&bioc->error) > bioc->max_errors) {
6698                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
6699                 } else {
6700                         /*
6701                          * this bio is actually up to date, we didn't
6702                          * go over the max number of errors
6703                          */
6704                         bio->bi_status = BLK_STS_OK;
6705                 }
6706
6707                 btrfs_end_bioc(bioc, bio);
6708         } else if (!is_orig_bio) {
6709                 bio_put(bio);
6710         }
6711 }
6712
6713 static void submit_stripe_bio(struct btrfs_io_context *bioc, struct bio *bio,
6714                               u64 physical, struct btrfs_device *dev)
6715 {
6716         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
6717
6718         bio->bi_private = bioc;
6719         btrfs_bio(bio)->device = dev;
6720         bio->bi_end_io = btrfs_end_bio;
6721         bio->bi_iter.bi_sector = physical >> 9;
6722         /*
6723          * For zone append writing, bi_sector must point the beginning of the
6724          * zone
6725          */
6726         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
6727                 if (btrfs_dev_is_sequential(dev, physical)) {
6728                         u64 zone_start = round_down(physical, fs_info->zone_size);
6729
6730                         bio->bi_iter.bi_sector = zone_start >> SECTOR_SHIFT;
6731                 } else {
6732                         bio->bi_opf &= ~REQ_OP_ZONE_APPEND;
6733                         bio->bi_opf |= REQ_OP_WRITE;
6734                 }
6735         }
6736         btrfs_debug_in_rcu(fs_info,
6737         "btrfs_map_bio: rw %d 0x%x, sector=%llu, dev=%lu (%s id %llu), size=%u",
6738                 bio_op(bio), bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
6739                 (unsigned long)dev->bdev->bd_dev, rcu_str_deref(dev->name),
6740                 dev->devid, bio->bi_iter.bi_size);
6741         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
6742
6743         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
6744
6745         btrfsic_submit_bio(bio);
6746 }
6747
6748 static void bioc_error(struct btrfs_io_context *bioc, struct bio *bio, u64 logical)
6749 {
6750         atomic_inc(&bioc->error);
6751         if (atomic_dec_and_test(&bioc->stripes_pending)) {
6752                 /* Should be the original bio. */
6753                 WARN_ON(bio != bioc->orig_bio);
6754
6755                 btrfs_bio(bio)->mirror_num = bioc->mirror_num;
6756                 bio->bi_iter.bi_sector = logical >> 9;
6757                 if (atomic_read(&bioc->error) > bioc->max_errors)
6758                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
6759                 else
6760                         bio->bi_status = BLK_STS_OK;
6761                 btrfs_end_bioc(bioc, bio);
6762         }
6763 }
6764
6765 blk_status_t btrfs_map_bio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
6766                            int mirror_num)
6767 {
6768         struct btrfs_device *dev;
6769         struct bio *first_bio = bio;
6770         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector << 9;
6771         u64 length = 0;
6772         u64 map_length;
6773         int ret;
6774         int dev_nr;
6775         int total_devs;
6776         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6777
6778         length = bio->bi_iter.bi_size;
6779         map_length = length;
6780
6781         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
6782         ret = __btrfs_map_block(fs_info, btrfs_op(bio), logical,
6783                                 &map_length, &bioc, mirror_num, 1);
6784         if (ret) {
6785                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6786                 return errno_to_blk_status(ret);
6787         }
6788
6789         total_devs = bioc->num_stripes;
6790         bioc->orig_bio = first_bio;
6791         bioc->private = first_bio->bi_private;
6792         bioc->end_io = first_bio->bi_end_io;
6793         atomic_set(&bioc->stripes_pending, bioc->num_stripes);
6794
6795         if ((bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) &&
6796             ((btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) || (mirror_num > 1))) {
6797                 /* In this case, map_length has been set to the length of
6798                    a single stripe; not the whole write */
6799                 if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
6800                         ret = raid56_parity_write(bio, bioc, map_length);
6801                 } else {
6802                         ret = raid56_parity_recover(bio, bioc, map_length,
6803                                                     mirror_num, 1);
6804                 }
6805
6806                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6807                 return errno_to_blk_status(ret);
6808         }
6809
6810         if (map_length < length) {
6811                 btrfs_crit(fs_info,
6812                            "mapping failed logical %llu bio len %llu len %llu",
6813                            logical, length, map_length);
6814                 BUG();
6815         }
6816
6817         for (dev_nr = 0; dev_nr < total_devs; dev_nr++) {
6818                 dev = bioc->stripes[dev_nr].dev;
6819                 if (!dev || !dev->bdev || test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
6820                                                    &dev->dev_state) ||
6821                     (btrfs_op(first_bio) == BTRFS_MAP_WRITE &&
6822                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state))) {
6823                         bioc_error(bioc, first_bio, logical);
6824                         continue;
6825                 }
6826
6827                 if (dev_nr < total_devs - 1)
6828                         bio = btrfs_bio_clone(first_bio);
6829                 else
6830                         bio = first_bio;
6831
6832                 submit_stripe_bio(bioc, bio, bioc->stripes[dev_nr].physical, dev);
6833         }
6834         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6835         return BLK_STS_OK;
6836 }
6837
6838 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6839                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6840 {
6841         if (args->fsid == NULL)
6842                 return true;
6843         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6844                 return true;
6845         return false;
6846 }
6847
6848 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6849                                   const struct btrfs_device *device)
6850 {
6851         ASSERT((args->devid != (u64)-1) || args->missing);
6852
6853         if ((args->devid != (u64)-1) && device->devid != args->devid)
6854                 return false;
6855         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6856                 return false;
6857         if (!args->missing)
6858                 return true;
6859         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6860             !device->bdev)
6861                 return true;
6862         return false;
6863 }
6864
6865 /*
6866  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6867  * return NULL.
6868  *
6869  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6870  * only devid is used.
6871  */
6872 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6873                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6874 {
6875         struct btrfs_device *device;
6876         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6877
6878         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6879                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6880                         if (dev_args_match_device(args, device))
6881                                 return device;
6882                 }
6883         }
6884
6885         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6886                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6887                         continue;
6888                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6889                         if (dev_args_match_device(args, device))
6890                                 return device;
6891                 }
6892         }
6893
6894         return NULL;
6895 }
6896
6897 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6898                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6899 {
6900         struct btrfs_device *device;
6901         unsigned int nofs_flag;
6902
6903         /*
6904          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6905          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6906          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6907          * places.
6908          */
6909         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6910         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid);
6911         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6912         if (IS_ERR(device))
6913                 return device;
6914
6915         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6916         device->fs_devices = fs_devices;
6917         fs_devices->num_devices++;
6918
6919         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6920         fs_devices->missing_devices++;
6921
6922         return device;
6923 }
6924
6925 /**
6926  * btrfs_alloc_device - allocate struct btrfs_device
6927  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6928  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6929  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6930  *              is generated.
6931  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6932  *              is generated.
6933  *
6934  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6935  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6936  * destroyed with btrfs_free_device.
6937  */
6938 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6939                                         const u64 *devid,
6940                                         const u8 *uuid)
6941 {
6942         struct btrfs_device *dev;
6943         u64 tmp;
6944
6945         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6946                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6947
6948         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6949         if (!dev)
6950                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6951
6952         /*
6953          * Preallocate a bio that's always going to be used for flushing device
6954          * barriers and matches the device lifespan
6955          */
6956         dev->flush_bio = bio_kmalloc(GFP_KERNEL, 0);
6957         if (!dev->flush_bio) {
6958                 kfree(dev);
6959                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6960         }
6961
6962         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6963         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6964         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6965
6966         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6967         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6968         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state,
6969                             IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE, NULL);
6970
6971         if (devid)
6972                 tmp = *devid;
6973         else {
6974                 int ret;
6975
6976                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6977                 if (ret) {
6978                         btrfs_free_device(dev);
6979                         return ERR_PTR(ret);
6980                 }
6981         }
6982         dev->devid = tmp;
6983
6984         if (uuid)
6985                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6986         else
6987                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6988
6989         return dev;
6990 }
6991
6992 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6993                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6994 {
6995         if (error)
6996                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6997                               devid, uuid);
6998         else
6999                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
7000                               devid, uuid);
7001 }
7002
7003 static u64 calc_stripe_length(u64 type, u64 chunk_len, int num_stripes)
7004 {
7005         const int data_stripes = calc_data_stripes(type, num_stripes);
7006
7007         return div_u64(chunk_len, data_stripes);
7008 }
7009
7010 #if BITS_PER_LONG == 32
7011 /*
7012  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
7013  * can't be accessed on 32bit systems.
7014  *
7015  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
7016  * metadata chunk beyond that limit.
7017  */
7018 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7019                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7020 {
7021         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7022                 return 0;
7023
7024         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
7025                 return 0;
7026
7027         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
7028         return -EOVERFLOW;
7029 }
7030
7031 /*
7032  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
7033  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
7034  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
7035  * once the limit is reached.
7036  */
7037 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7038                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7039 {
7040         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7041                 return;
7042
7043         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
7044                 return;
7045
7046         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
7047 }
7048 #endif
7049
7050 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7051                                                   u64 devid, u8 *uuid)
7052 {
7053         struct btrfs_device *dev;
7054
7055         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7056                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
7057                 return ERR_PTR(-ENOENT);
7058         }
7059
7060         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
7061         if (IS_ERR(dev)) {
7062                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
7063                           devid, PTR_ERR(dev));
7064                 return dev;
7065         }
7066         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
7067
7068         return dev;
7069 }
7070
7071 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
7072                           struct btrfs_chunk *chunk)
7073 {
7074         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7075         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7076         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7077         struct map_lookup *map;
7078         struct extent_map *em;
7079         u64 logical;
7080         u64 length;
7081         u64 devid;
7082         u64 type;
7083         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7084         int num_stripes;
7085         int ret;
7086         int i;
7087
7088         logical = key->offset;
7089         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
7090         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
7091         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
7092
7093 #if BITS_PER_LONG == 32
7094         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7095         if (ret < 0)
7096                 return ret;
7097         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7098 #endif
7099
7100         /*
7101          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
7102          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
7103          */
7104         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
7105                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
7106                 if (ret)
7107                         return ret;
7108         }
7109
7110         read_lock(&map_tree->lock);
7111         em = lookup_extent_mapping(map_tree, logical, 1);
7112         read_unlock(&map_tree->lock);
7113
7114         /* already mapped? */
7115         if (em && em->start <= logical && em->start + em->len > logical) {
7116                 free_extent_map(em);
7117                 return 0;
7118         } else if (em) {
7119                 free_extent_map(em);
7120         }
7121
7122         em = alloc_extent_map();
7123         if (!em)
7124                 return -ENOMEM;
7125         map = kmalloc(map_lookup_size(num_stripes), GFP_NOFS);
7126         if (!map) {
7127                 free_extent_map(em);
7128                 return -ENOMEM;
7129         }
7130
7131         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
7132         em->map_lookup = map;
7133         em->start = logical;
7134         em->len = length;
7135         em->orig_start = 0;
7136         em->block_start = 0;
7137         em->block_len = em->len;
7138
7139         map->num_stripes = num_stripes;
7140         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7141         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7142         map->stripe_len = btrfs_chunk_stripe_len(leaf, chunk);
7143         map->type = type;
7144         map->sub_stripes = btrfs_chunk_sub_stripes(leaf, chunk);
7145         map->verified_stripes = 0;
7146         em->orig_block_len = calc_stripe_length(type, em->len,
7147                                                 map->num_stripes);
7148         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7149                 map->stripes[i].physical =
7150                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7151                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7152                 args.devid = devid;
7153                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7154                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7155                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7156                 args.uuid = uuid;
7157                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7158                 if (!map->stripes[i].dev) {
7159                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7160                                                                     devid, uuid);
7161                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7162                                 free_extent_map(em);
7163                                 return PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7164                         }
7165                 }
7166
7167                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7168                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7169         }
7170
7171         write_lock(&map_tree->lock);
7172         ret = add_extent_mapping(map_tree, em, 0);
7173         write_unlock(&map_tree->lock);
7174         if (ret < 0) {
7175                 btrfs_err(fs_info,
7176                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7177                           em->start, em->len, ret);
7178         }
7179         free_extent_map(em);
7180
7181         return ret;
7182 }
7183
7184 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7185                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7186                                  struct btrfs_device *device)
7187 {
7188         unsigned long ptr;
7189
7190         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7191         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7192         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7193         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7194         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7195         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7196         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7197         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7198         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7199         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7200         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7201         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7202
7203         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7204         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7205 }
7206
7207 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7208                                                   u8 *fsid)
7209 {
7210         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7211         int ret;
7212
7213         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7214         ASSERT(fsid);
7215
7216         /* This will match only for multi-device seed fs */
7217         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7218                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7219                         return fs_devices;
7220
7221
7222         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7223         if (!fs_devices) {
7224                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7225                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7226
7227                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid, NULL);
7228                 if (IS_ERR(fs_devices))
7229                         return fs_devices;
7230
7231                 fs_devices->seeding = true;
7232                 fs_devices->opened = 1;
7233                 return fs_devices;
7234         }
7235
7236         /*
7237          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7238          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7239          */
7240         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7241         if (IS_ERR(fs_devices))
7242                 return fs_devices;
7243
7244         ret = open_fs_devices(fs_devices, FMODE_READ, fs_info->bdev_holder);
7245         if (ret) {
7246                 free_fs_devices(fs_devices);
7247                 return ERR_PTR(ret);
7248         }
7249
7250         if (!fs_devices->seeding) {
7251                 close_fs_devices(fs_devices);
7252                 free_fs_devices(fs_devices);
7253                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7254         }
7255
7256         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7257
7258         return fs_devices;
7259 }
7260
7261 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7262                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7263 {
7264         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7265         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7266         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7267         struct btrfs_device *device;
7268         u64 devid;
7269         int ret;
7270         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7271         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7272
7273         devid = args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7274         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7275                            BTRFS_UUID_SIZE);
7276         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7277                            BTRFS_FSID_SIZE);
7278         args.uuid = dev_uuid;
7279         args.fsid = fs_uuid;
7280
7281         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7282                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7283                 if (IS_ERR(fs_devices))
7284                         return PTR_ERR(fs_devices);
7285         }
7286
7287         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7288         if (!device) {
7289                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7290                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7291                                                         dev_uuid, true);
7292                         return -ENOENT;
7293                 }
7294
7295                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7296                 if (IS_ERR(device)) {
7297                         btrfs_err(fs_info,
7298                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7299                                 devid, PTR_ERR(device));
7300                         return PTR_ERR(device);
7301                 }
7302                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7303         } else {
7304                 if (!device->bdev) {
7305                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7306                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7307                                                 devid, dev_uuid, true);
7308                                 return -ENOENT;
7309                         }
7310                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7311                                                         dev_uuid, false);
7312                 }
7313
7314                 if (!device->bdev &&
7315                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7316                         /*
7317                          * this happens when a device that was properly setup
7318                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7319                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7320                          * device->missing to one here
7321                          */
7322                         device->fs_devices->missing_devices++;
7323                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7324                 }
7325
7326                 /* Move the device to its own fs_devices */
7327                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7328                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7329                                                         &device->dev_state));
7330
7331                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7332                         device->fs_devices->num_devices--;
7333                         fs_devices->num_devices++;
7334
7335                         device->fs_devices->missing_devices--;
7336                         fs_devices->missing_devices++;
7337
7338                         device->fs_devices = fs_devices;
7339                 }
7340         }
7341
7342         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7343                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7344                 if (device->generation !=
7345                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7346                         return -EINVAL;
7347         }
7348
7349         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7350         if (device->bdev) {
7351                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7352
7353                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7354                         btrfs_err(fs_info,
7355                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7356                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7357                         return -EINVAL;
7358                 }
7359         }
7360         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7361         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7362            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7363                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7364                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7365                                 &fs_info->free_chunk_space);
7366         }
7367         ret = 0;
7368         return ret;
7369 }
7370
7371 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7372 {
7373         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
7374         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7375         struct extent_buffer *sb;
7376         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7377         struct btrfs_chunk *chunk;
7378         u8 *array_ptr;
7379         unsigned long sb_array_offset;
7380         int ret = 0;
7381         u32 num_stripes;
7382         u32 array_size;
7383         u32 len = 0;
7384         u32 cur_offset;
7385         u64 type;
7386         struct btrfs_key key;
7387
7388         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7389         /*
7390          * This will create extent buffer of nodesize, superblock size is
7391          * fixed to BTRFS_SUPER_INFO_SIZE. If nodesize > sb size, this will
7392          * overallocate but we can keep it as-is, only the first page is used.
7393          */
7394         sb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET,
7395                                           root->root_key.objectid, 0);
7396         if (IS_ERR(sb))
7397                 return PTR_ERR(sb);
7398         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7399         /*
7400          * The sb extent buffer is artificial and just used to read the system array.
7401          * set_extent_buffer_uptodate() call does not properly mark all it's
7402          * pages up-to-date when the page is larger: extent does not cover the
7403          * whole page and consequently check_page_uptodate does not find all
7404          * the page's extents up-to-date (the hole beyond sb),
7405          * write_extent_buffer then triggers a WARN_ON.
7406          *
7407          * Regular short extents go through mark_extent_buffer_dirty/writeback cycle,
7408          * but sb spans only this function. Add an explicit SetPageUptodate call
7409          * to silence the warning eg. on PowerPC 64.
7410          */
7411         if (PAGE_SIZE > BTRFS_SUPER_INFO_SIZE)
7412                 SetPageUptodate(sb->pages[0]);
7413
7414         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7415         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7416
7417         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7418         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7419         cur_offset = 0;
7420
7421         while (cur_offset < array_size) {
7422                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7423                 len = sizeof(*disk_key);
7424                 if (cur_offset + len > array_size)
7425                         goto out_short_read;
7426
7427                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7428
7429                 array_ptr += len;
7430                 sb_array_offset += len;
7431                 cur_offset += len;
7432
7433                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7434                         btrfs_err(fs_info,
7435                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7436                                   (u32)key.type, cur_offset);
7437                         ret = -EIO;
7438                         break;
7439                 }
7440
7441                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7442                 /*
7443                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7444                  * exact stripe count check comes afterwards
7445                  */
7446                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7447                 if (cur_offset + len > array_size)
7448                         goto out_short_read;
7449
7450                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7451                 if (!num_stripes) {
7452                         btrfs_err(fs_info,
7453                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7454                                   num_stripes, cur_offset);
7455                         ret = -EIO;
7456                         break;
7457                 }
7458
7459                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7460                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7461                         btrfs_err(fs_info,
7462                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7463                                   type, cur_offset);
7464                         ret = -EIO;
7465                         break;
7466                 }
7467
7468                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7469                 if (cur_offset + len > array_size)
7470                         goto out_short_read;
7471
7472                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7473                 if (ret)
7474                         break;
7475
7476                 array_ptr += len;
7477                 sb_array_offset += len;
7478                 cur_offset += len;
7479         }
7480         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7481         free_extent_buffer_stale(sb);
7482         return ret;
7483
7484 out_short_read:
7485         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7486                         len, cur_offset);
7487         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7488         free_extent_buffer_stale(sb);
7489         return -EIO;
7490 }
7491
7492 /*
7493  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7494  *
7495  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7496  *
7497  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7498  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7499  */
7500 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7501                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7502 {
7503         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7504         struct extent_map *em;
7505         u64 next_start = 0;
7506         bool ret = true;
7507
7508         read_lock(&map_tree->lock);
7509         em = lookup_extent_mapping(map_tree, 0, (u64)-1);
7510         read_unlock(&map_tree->lock);
7511         /* No chunk at all? Return false anyway */
7512         if (!em) {
7513                 ret = false;
7514                 goto out;
7515         }
7516         while (em) {
7517                 struct map_lookup *map;
7518                 int missing = 0;
7519                 int max_tolerated;
7520                 int i;
7521
7522                 map = em->map_lookup;
7523                 max_tolerated =
7524                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7525                                         map->type);
7526                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7527                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7528
7529                         if (!dev || !dev->bdev ||
7530                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7531                             dev->last_flush_error)
7532                                 missing++;
7533                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7534                                 missing++;
7535                 }
7536                 if (missing > max_tolerated) {
7537                         if (!failing_dev)
7538                                 btrfs_warn(fs_info,
7539         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7540                                    em->start, missing, max_tolerated);
7541                         free_extent_map(em);
7542                         ret = false;
7543                         goto out;
7544                 }
7545                 next_start = extent_map_end(em);
7546                 free_extent_map(em);
7547
7548                 read_lock(&map_tree->lock);
7549                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, next_start,
7550                                            (u64)(-1) - next_start);
7551                 read_unlock(&map_tree->lock);
7552         }
7553 out:
7554         return ret;
7555 }
7556
7557 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7558 {
7559         int i;
7560         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7561
7562         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7563                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7564 }
7565
7566 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7567 {
7568         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7569         struct btrfs_path *path;
7570         struct extent_buffer *leaf;
7571         struct btrfs_key key;
7572         struct btrfs_key found_key;
7573         int ret;
7574         int slot;
7575         u64 total_dev = 0;
7576         u64 last_ra_node = 0;
7577
7578         path = btrfs_alloc_path();
7579         if (!path)
7580                 return -ENOMEM;
7581
7582         /*
7583          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7584          * otherwise we don't need it.
7585          */
7586         mutex_lock(&uuid_mutex);
7587
7588         /*
7589          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7590          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7591          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7592          * device items, so clear it here.
7593          */
7594         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7595
7596         /*
7597          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7598          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7599          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7600          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7601          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7602          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7603          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7604          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7605          */
7606         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7607         path->skip_locking = 1;
7608
7609         /*
7610          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7611          * device items are found before any chunk item (their object id
7612          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7613          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7614          */
7615         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7616         key.offset = 0;
7617         key.type = 0;
7618         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
7619         if (ret < 0)
7620                 goto error;
7621         while (1) {
7622                 struct extent_buffer *node;
7623
7624                 leaf = path->nodes[0];
7625                 slot = path->slots[0];
7626                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
7627                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
7628                         if (ret == 0)
7629                                 continue;
7630                         if (ret < 0)
7631                                 goto error;
7632                         break;
7633                 }
7634                 node = path->nodes[1];
7635                 if (node) {
7636                         if (last_ra_node != node->start) {
7637                                 readahead_tree_node_children(node);
7638                                 last_ra_node = node->start;
7639                         }
7640                 }
7641                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
7642                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7643                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7644                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7645                                                   struct btrfs_dev_item);
7646                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7647                         if (ret)
7648                                 goto error;
7649                         total_dev++;
7650                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7651                         struct btrfs_chunk *chunk;
7652
7653                         /*
7654                          * We are only called at mount time, so no need to take
7655                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7656                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7657                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7658                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7659                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7660                          */
7661                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7662                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7663                         if (ret)
7664                                 goto error;
7665                 }
7666                 path->slots[0]++;
7667         }
7668
7669         /*
7670          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7671          * do another round of validation checks.
7672          */
7673         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7674                 btrfs_err(fs_info,
7675            "super_num_devices %llu mismatch with num_devices %llu found here",
7676                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7677                           total_dev);
7678                 ret = -EINVAL;
7679                 goto error;
7680         }
7681         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7682             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7683                 btrfs_err(fs_info,
7684         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7685                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7686                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7687                 ret = -EINVAL;
7688                 goto error;
7689         }
7690         ret = 0;
7691 error:
7692         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7693
7694         btrfs_free_path(path);
7695         return ret;
7696 }
7697
7698 void btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7699 {
7700         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7701         struct btrfs_device *device;
7702
7703         fs_devices->fs_info = fs_info;
7704
7705         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7706         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7707                 device->fs_info = fs_info;
7708
7709         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7710                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list)
7711                         device->fs_info = fs_info;
7712
7713                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7714         }
7715         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7716 }
7717
7718 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7719                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7720                                  int index)
7721 {
7722         u64 val;
7723
7724         read_extent_buffer(eb, &val,
7725                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7726                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7727                            sizeof(val));
7728         return val;
7729 }
7730
7731 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7732                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7733                                       int index, u64 val)
7734 {
7735         write_extent_buffer(eb, &val,
7736                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7737                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7738                             sizeof(val));
7739 }
7740
7741 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7742                                        struct btrfs_path *path)
7743 {
7744         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7745         struct extent_buffer *eb;
7746         struct btrfs_key key;
7747         int item_size;
7748         int i, ret, slot;
7749
7750         if (!device->fs_info->dev_root)
7751                 return 0;
7752
7753         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7754         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7755         key.offset = device->devid;
7756         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7757         if (ret) {
7758                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7759                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7760                 device->dev_stats_valid = 1;
7761                 btrfs_release_path(path);
7762                 return ret < 0 ? ret : 0;
7763         }
7764         slot = path->slots[0];
7765         eb = path->nodes[0];
7766         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7767
7768         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7769
7770         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7771                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7772                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7773                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7774                 else
7775                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7776         }
7777
7778         device->dev_stats_valid = 1;
7779         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7780         btrfs_release_path(path);
7781
7782         return 0;
7783 }
7784
7785 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7786 {
7787         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7788         struct btrfs_device *device;
7789         struct btrfs_path *path = NULL;
7790         int ret = 0;
7791
7792         path = btrfs_alloc_path();
7793         if (!path)
7794                 return -ENOMEM;
7795
7796         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7797         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7798                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7799                 if (ret)
7800                         goto out;
7801         }
7802         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7803                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7804                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7805                         if (ret)
7806                                 goto out;
7807                 }
7808         }
7809 out:
7810         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7811
7812         btrfs_free_path(path);
7813         return ret;
7814 }
7815
7816 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7817                                 struct btrfs_device *device)
7818 {
7819         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7820         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7821         struct btrfs_path *path;
7822         struct btrfs_key key;
7823         struct extent_buffer *eb;
7824         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7825         int ret;
7826         int i;
7827
7828         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7829         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7830         key.offset = device->devid;
7831
7832         path = btrfs_alloc_path();
7833         if (!path)
7834                 return -ENOMEM;
7835         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7836         if (ret < 0) {
7837                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7838                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7839                               ret, rcu_str_deref(device->name));
7840                 goto out;
7841         }
7842
7843         if (ret == 0 &&
7844             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7845                 /* need to delete old one and insert a new one */
7846                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7847                 if (ret != 0) {
7848                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7849                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7850                                       rcu_str_deref(device->name), ret);
7851                         goto out;
7852                 }
7853                 ret = 1;
7854         }
7855
7856         if (ret == 1) {
7857                 /* need to insert a new item */
7858                 btrfs_release_path(path);
7859                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7860                                               &key, sizeof(*ptr));
7861                 if (ret < 0) {
7862                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7863                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7864                                 rcu_str_deref(device->name), ret);
7865                         goto out;
7866                 }
7867         }
7868
7869         eb = path->nodes[0];
7870         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7871         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7872                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7873                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7874         btrfs_mark_buffer_dirty(eb);
7875
7876 out:
7877         btrfs_free_path(path);
7878         return ret;
7879 }
7880
7881 /*
7882  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7883  */
7884 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7885 {
7886         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7887         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7888         struct btrfs_device *device;
7889         int stats_cnt;
7890         int ret = 0;
7891
7892         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7893         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7894                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7895                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7896                         continue;
7897
7898
7899                 /*
7900                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7901                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7902                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7903                  * require explicit read memory barriers.
7904                  *
7905                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7906                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7907                  * barrier implied by atomic_xchg in
7908                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7909                  */
7910                 smp_rmb();
7911
7912                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7913                 if (!ret)
7914                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7915         }
7916         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7917
7918         return ret;
7919 }
7920
7921 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7922 {
7923         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7924         btrfs_dev_stat_print_on_error(dev);
7925 }
7926
7927 static void btrfs_dev_stat_print_on_error(struct btrfs_device *dev)
7928 {
7929         if (!dev->dev_stats_valid)
7930                 return;
7931         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7932                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7933                            rcu_str_deref(dev->name),
7934                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7935                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7936                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7937                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7938                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7939 }
7940
7941 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7942 {
7943         int i;
7944
7945         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7946                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7947                         break;
7948         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7949                 return; /* all values == 0, suppress message */
7950
7951         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7952                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7953                rcu_str_deref(dev->name),
7954                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7955                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7956                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7957                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7958                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7959 }
7960
7961 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7962                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7963 {
7964         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7965         struct btrfs_device *dev;
7966         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7967         int i;
7968
7969         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7970         args.devid = stats->devid;
7971         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7972         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7973
7974         if (!dev) {
7975                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7976                 return -ENODEV;
7977         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7978                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7979                 return -ENODEV;
7980         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7981                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7982                         if (stats->nr_items > i)
7983                                 stats->values[i] =
7984                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7985                         else
7986                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7987                 }
7988                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7989                            current->comm, task_pid_nr(current));
7990         } else {
7991                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7992                         if (stats->nr_items > i)
7993                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7994         }
7995         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7996                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7997         return 0;
7998 }
7999
8000 /*
8001  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
8002  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
8003  * superblocks.
8004  *
8005  * Must be invoked during transaction commit.
8006  */
8007 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
8008 {
8009         struct btrfs_device *curr, *next;
8010
8011         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
8012
8013         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
8014                 return;
8015
8016         /*
8017          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
8018          * transaction and the transaction must complete before the device is
8019          * released.
8020          */
8021         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
8022         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
8023                                  post_commit_list) {
8024                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
8025                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
8026                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
8027         }
8028         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
8029 }
8030
8031 /*
8032  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
8033  */
8034 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
8035 {
8036         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
8037
8038         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
8039 }
8040
8041
8042
8043 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8044                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
8045                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
8046 {
8047         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
8048         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
8049         struct extent_map *em;
8050         struct map_lookup *map;
8051         struct btrfs_device *dev;
8052         u64 stripe_len;
8053         bool found = false;
8054         int ret = 0;
8055         int i;
8056
8057         read_lock(&em_tree->lock);
8058         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
8059         read_unlock(&em_tree->lock);
8060
8061         if (!em) {
8062                 btrfs_err(fs_info,
8063 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
8064                           physical_offset, devid);
8065                 ret = -EUCLEAN;
8066                 goto out;
8067         }
8068
8069         map = em->map_lookup;
8070         stripe_len = calc_stripe_length(map->type, em->len, map->num_stripes);
8071         if (physical_len != stripe_len) {
8072                 btrfs_err(fs_info,
8073 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
8074                           physical_offset, devid, em->start, physical_len,
8075                           stripe_len);
8076                 ret = -EUCLEAN;
8077                 goto out;
8078         }
8079
8080         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
8081                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
8082                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
8083                         found = true;
8084                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
8085                                 btrfs_err(fs_info,
8086                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
8087                                           em->start);
8088                                 ret = -EUCLEAN;
8089                                 goto out;
8090                         }
8091                         map->verified_stripes++;
8092                         break;
8093                 }
8094         }
8095         if (!found) {
8096                 btrfs_err(fs_info,
8097         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
8098                         physical_offset, devid);
8099                 ret = -EUCLEAN;
8100         }
8101
8102         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
8103         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
8104         if (!dev) {
8105                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
8106                 ret = -EUCLEAN;
8107                 goto out;
8108         }
8109
8110         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
8111                 btrfs_err(fs_info,
8112 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
8113                           devid, physical_offset, physical_len,
8114                           dev->disk_total_bytes);
8115                 ret = -EUCLEAN;
8116                 goto out;
8117         }
8118
8119         if (dev->zone_info) {
8120                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
8121
8122                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
8123                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
8124                         btrfs_err(fs_info,
8125 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
8126                                   devid, physical_offset, physical_len);
8127                         ret = -EUCLEAN;
8128                         goto out;
8129                 }
8130         }
8131
8132 out:
8133         free_extent_map(em);
8134         return ret;
8135 }
8136
8137 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8138 {
8139         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
8140         struct extent_map *em;
8141         struct rb_node *node;
8142         int ret = 0;
8143
8144         read_lock(&em_tree->lock);
8145         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
8146                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
8147                 if (em->map_lookup->num_stripes !=
8148                     em->map_lookup->verified_stripes) {
8149                         btrfs_err(fs_info,
8150                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8151                                   em->start, em->map_lookup->verified_stripes,
8152                                   em->map_lookup->num_stripes);
8153                         ret = -EUCLEAN;
8154                         goto out;
8155                 }
8156         }
8157 out:
8158         read_unlock(&em_tree->lock);
8159         return ret;
8160 }
8161
8162 /*
8163  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8164  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8165  *
8166  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8167  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8168  */
8169 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8170 {
8171         struct btrfs_path *path;
8172         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8173         struct btrfs_key key;
8174         u64 prev_devid = 0;
8175         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8176         int ret = 0;
8177
8178         /*
8179          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8180          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8181          * case for sure.
8182          *
8183          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8184          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8185          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8186          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8187          */
8188         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8189                 return 0;
8190
8191         key.objectid = 1;
8192         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8193         key.offset = 0;
8194
8195         path = btrfs_alloc_path();
8196         if (!path)
8197                 return -ENOMEM;
8198
8199         path->reada = READA_FORWARD;
8200         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8201         if (ret < 0)
8202                 goto out;
8203
8204         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8205                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8206                 if (ret < 0)
8207                         goto out;
8208                 /* No dev extents at all? Not good */
8209                 if (ret > 0) {
8210                         ret = -EUCLEAN;
8211                         goto out;
8212                 }
8213         }
8214         while (1) {
8215                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8216                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8217                 int slot = path->slots[0];
8218                 u64 chunk_offset;
8219                 u64 physical_offset;
8220                 u64 physical_len;
8221                 u64 devid;
8222
8223                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8224                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8225                         break;
8226                 devid = key.objectid;
8227                 physical_offset = key.offset;
8228
8229                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8230                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8231                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8232
8233                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8234                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8235                         btrfs_err(fs_info,
8236 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8237                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8238                         ret = -EUCLEAN;
8239                         goto out;
8240                 }
8241
8242                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8243                                             physical_offset, physical_len);
8244                 if (ret < 0)
8245                         goto out;
8246                 prev_devid = devid;
8247                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8248
8249                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8250                 if (ret < 0)
8251                         goto out;
8252                 if (ret > 0) {
8253                         ret = 0;
8254                         break;
8255                 }
8256         }
8257
8258         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8259         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8260 out:
8261         btrfs_free_path(path);
8262         return ret;
8263 }
8264
8265 /*
8266  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8267  * used as a swapfile.
8268  */
8269 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8270 {
8271         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8272         struct rb_node *node;
8273
8274         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8275         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8276         while (node) {
8277                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8278                 if (ptr < sp->ptr)
8279                         node = node->rb_left;
8280                 else if (ptr > sp->ptr)
8281                         node = node->rb_right;
8282                 else
8283                         break;
8284         }
8285         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8286         return node != NULL;
8287 }
8288
8289 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8290 {
8291         struct btrfs_block_group *cache = (struct btrfs_block_group *)data;
8292         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8293         u64 target;
8294         int ret = 0;
8295
8296         target = cache->start;
8297         btrfs_put_block_group(cache);
8298
8299         sb_start_write(fs_info->sb);
8300         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8301                 btrfs_info(fs_info,
8302                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8303                            target);
8304                 sb_end_write(fs_info->sb);
8305                 return -EBUSY;
8306         }
8307
8308         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8309
8310         /* Ensure block group still exists */
8311         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8312         if (!cache)
8313                 goto out;
8314
8315         if (!cache->relocating_repair)
8316                 goto out;
8317
8318         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8319         if (ret < 0)
8320                 goto out;
8321
8322         btrfs_info(fs_info,
8323                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8324                    target);
8325         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8326
8327 out:
8328         if (cache)
8329                 btrfs_put_block_group(cache);
8330         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8331         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8332         sb_end_write(fs_info->sb);
8333
8334         return ret;
8335 }
8336
8337 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8338 {
8339         struct btrfs_block_group *cache;
8340
8341         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8342                 return false;
8343
8344         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8345         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8346                 return true;
8347
8348         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8349         if (!cache)
8350                 return true;
8351
8352         spin_lock(&cache->lock);
8353         if (cache->relocating_repair) {
8354                 spin_unlock(&cache->lock);
8355                 btrfs_put_block_group(cache);
8356                 return true;
8357         }
8358         cache->relocating_repair = 1;
8359         spin_unlock(&cache->lock);
8360
8361         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8362                     "btrfs-relocating-repair");
8363
8364         return true;
8365 }