Linux 6.9-rc1
[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/slab.h>
9 #include <linux/ratelimit.h>
10 #include <linux/kthread.h>
11 #include <linux/semaphore.h>
12 #include <linux/uuid.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/namei.h>
15 #include "misc.h"
16 #include "ctree.h"
17 #include "disk-io.h"
18 #include "transaction.h"
19 #include "volumes.h"
20 #include "raid56.h"
21 #include "rcu-string.h"
22 #include "dev-replace.h"
23 #include "sysfs.h"
24 #include "tree-checker.h"
25 #include "space-info.h"
26 #include "block-group.h"
27 #include "discard.h"
28 #include "zoned.h"
29 #include "fs.h"
30 #include "accessors.h"
31 #include "uuid-tree.h"
32 #include "ioctl.h"
33 #include "relocation.h"
34 #include "scrub.h"
35 #include "super.h"
36 #include "raid-stripe-tree.h"
37
38 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
39                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
40                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
41
42 struct btrfs_io_geometry {
43         u32 stripe_index;
44         u32 stripe_nr;
45         int mirror_num;
46         int num_stripes;
47         u64 stripe_offset;
48         u64 raid56_full_stripe_start;
49         int max_errors;
50         enum btrfs_map_op op;
51 };
52
53 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
54         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
55                 .sub_stripes    = 2,
56                 .dev_stripes    = 1,
57                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
58                 .devs_min       = 2,
59                 .tolerated_failures = 1,
60                 .devs_increment = 2,
61                 .ncopies        = 2,
62                 .nparity        = 0,
63                 .raid_name      = "raid10",
64                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
65                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
66         },
67         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
68                 .sub_stripes    = 1,
69                 .dev_stripes    = 1,
70                 .devs_max       = 2,
71                 .devs_min       = 2,
72                 .tolerated_failures = 1,
73                 .devs_increment = 2,
74                 .ncopies        = 2,
75                 .nparity        = 0,
76                 .raid_name      = "raid1",
77                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
78                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
79         },
80         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
81                 .sub_stripes    = 1,
82                 .dev_stripes    = 1,
83                 .devs_max       = 3,
84                 .devs_min       = 3,
85                 .tolerated_failures = 2,
86                 .devs_increment = 3,
87                 .ncopies        = 3,
88                 .nparity        = 0,
89                 .raid_name      = "raid1c3",
90                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
91                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
92         },
93         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
94                 .sub_stripes    = 1,
95                 .dev_stripes    = 1,
96                 .devs_max       = 4,
97                 .devs_min       = 4,
98                 .tolerated_failures = 3,
99                 .devs_increment = 4,
100                 .ncopies        = 4,
101                 .nparity        = 0,
102                 .raid_name      = "raid1c4",
103                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
104                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
105         },
106         [BTRFS_RAID_DUP] = {
107                 .sub_stripes    = 1,
108                 .dev_stripes    = 2,
109                 .devs_max       = 1,
110                 .devs_min       = 1,
111                 .tolerated_failures = 0,
112                 .devs_increment = 1,
113                 .ncopies        = 2,
114                 .nparity        = 0,
115                 .raid_name      = "dup",
116                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
117                 .mindev_error   = 0,
118         },
119         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
120                 .sub_stripes    = 1,
121                 .dev_stripes    = 1,
122                 .devs_max       = 0,
123                 .devs_min       = 1,
124                 .tolerated_failures = 0,
125                 .devs_increment = 1,
126                 .ncopies        = 1,
127                 .nparity        = 0,
128                 .raid_name      = "raid0",
129                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
130                 .mindev_error   = 0,
131         },
132         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
133                 .sub_stripes    = 1,
134                 .dev_stripes    = 1,
135                 .devs_max       = 1,
136                 .devs_min       = 1,
137                 .tolerated_failures = 0,
138                 .devs_increment = 1,
139                 .ncopies        = 1,
140                 .nparity        = 0,
141                 .raid_name      = "single",
142                 .bg_flag        = 0,
143                 .mindev_error   = 0,
144         },
145         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
146                 .sub_stripes    = 1,
147                 .dev_stripes    = 1,
148                 .devs_max       = 0,
149                 .devs_min       = 2,
150                 .tolerated_failures = 1,
151                 .devs_increment = 1,
152                 .ncopies        = 1,
153                 .nparity        = 1,
154                 .raid_name      = "raid5",
155                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
156                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
157         },
158         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
159                 .sub_stripes    = 1,
160                 .dev_stripes    = 1,
161                 .devs_max       = 0,
162                 .devs_min       = 3,
163                 .tolerated_failures = 2,
164                 .devs_increment = 1,
165                 .ncopies        = 1,
166                 .nparity        = 2,
167                 .raid_name      = "raid6",
168                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
169                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
170         },
171 };
172
173 /*
174  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
175  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
176  */
177 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
178 {
179         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
180
181         if (!profile)
182                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
183
184         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
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 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
198 {
199         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
200
201         return btrfs_raid_array[index].nparity;
202 }
203
204 /*
205  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
206  * bytes including terminating null byte.
207  */
208 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
209 {
210         int i;
211         int ret;
212         char *bp = buf;
213         u64 flags = bg_flags;
214         u32 size_bp = size_buf;
215
216         if (!flags) {
217                 strcpy(bp, "NONE");
218                 return;
219         }
220
221 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
222         do {                                                            \
223                 if (flags & (flag)) {                                   \
224                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
225                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
226                                 goto out_overflow;                      \
227                         size_bp -= ret;                                 \
228                         bp += ret;                                      \
229                         flags &= ~(flag);                               \
230                 }                                                       \
231         } while (0)
232
233         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
234         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
235         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
236
237         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
238         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
239                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
240                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
241 #undef DESCRIBE_FLAG
242
243         if (flags) {
244                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
245                 size_bp -= ret;
246         }
247
248         if (size_bp < size_buf)
249                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
250
251         /*
252          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
253          * large buffer
254          */
255 out_overflow:;
256 }
257
258 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
259 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
260 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
261
262 /*
263  * Device locking
264  * ==============
265  *
266  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
267  * structures like chunks but not block groups, extents or files
268  *
269  * uuid_mutex (global lock)
270  * ------------------------
271  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
272  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
273  * device) or requested by the device= mount option
274  *
275  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
276  *
277  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
278  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
279  *
280  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
281  *
282  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
283  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
284  * scan ioctl
285  *
286  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
287  *
288  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
289  * ------------------------------------------------
290  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
291  *
292  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
293  *
294  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
295  * modifications to the list (see write_all_supers)
296  *
297  * Is not required at mount and close times, because our device list is
298  * protected by the uuid_mutex at that point.
299  *
300  * balance_mutex
301  * -------------
302  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
303  * several places (internally, ioctl)
304  *
305  * chunk_mutex
306  * -----------
307  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
308  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
309  * individual devices, since they can be added to the transaction's
310  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
311  *
312  * cleaner_mutex
313  * -------------
314  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
315  * cleaning together with relocation or delayed iputs
316  *
317  *
318  * Lock nesting
319  * ============
320  *
321  * uuid_mutex
322  *   device_list_mutex
323  *     chunk_mutex
324  *   balance_mutex
325  *
326  *
327  * Exclusive operations
328  * ====================
329  *
330  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
331  * whole filesystem and cannot run in parallel.
332  *
333  * - Balance (*)
334  * - Device add
335  * - Device remove
336  * - Device replace (*)
337  * - Resize
338  *
339  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
340  *
341  * - Running state
342  * - Paused state
343  * - Completed state
344  *
345  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
346  * following reasons:
347  *
348  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
349  * - filesystem remounted as read-only
350  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
351  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
352  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
353  *
354  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
355  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
356  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
357  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
358  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
359  * completed.
360  */
361
362 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
363 static LIST_HEAD(fs_uuids);
364 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
365 {
366         return &fs_uuids;
367 }
368
369 /*
370  * Allocate new btrfs_fs_devices structure identified by a fsid.
371  *
372  * @fsid:    if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid and to
373  *           fs_devices::metadata_fsid
374  *
375  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
376  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
377  * kfree() right away.
378  */
379 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid)
380 {
381         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
382
383         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
384         if (!fs_devs)
385                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
386
387         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
388
389         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
390         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
391         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
392         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
393
394         if (fsid) {
395                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
396                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
397         }
398
399         return fs_devs;
400 }
401
402 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
403 {
404         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
405         rcu_string_free(device->name);
406         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
407         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
408         kfree(device);
409 }
410
411 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
412 {
413         struct btrfs_device *device;
414
415         WARN_ON(fs_devices->opened);
416         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
417                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
418                                     struct btrfs_device, dev_list);
419                 list_del(&device->dev_list);
420                 btrfs_free_device(device);
421         }
422         kfree(fs_devices);
423 }
424
425 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
426 {
427         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
428
429         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
430                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
431                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
432                 list_del(&fs_devices->fs_list);
433                 free_fs_devices(fs_devices);
434         }
435 }
436
437 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
438                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
439 {
440         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
441                 return false;
442
443         if (!metadata_fsid)
444                 return true;
445
446         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
447                 return false;
448
449         return true;
450 }
451
452 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
453                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
454 {
455         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
456
457         ASSERT(fsid);
458
459         /* Handle non-split brain cases */
460         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
461                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
462                         return fs_devices;
463         }
464         return NULL;
465 }
466
467 static int
468 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
469                       int flush, struct file **bdev_file,
470                       struct btrfs_super_block **disk_super)
471 {
472         struct block_device *bdev;
473         int ret;
474
475         *bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
476
477         if (IS_ERR(*bdev_file)) {
478                 ret = PTR_ERR(*bdev_file);
479                 goto error;
480         }
481         bdev = file_bdev(*bdev_file);
482
483         if (flush)
484                 sync_blockdev(bdev);
485         ret = set_blocksize(bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
486         if (ret) {
487                 fput(*bdev_file);
488                 goto error;
489         }
490         invalidate_bdev(bdev);
491         *disk_super = btrfs_read_dev_super(bdev);
492         if (IS_ERR(*disk_super)) {
493                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
494                 fput(*bdev_file);
495                 goto error;
496         }
497
498         return 0;
499
500 error:
501         *bdev_file = NULL;
502         return ret;
503 }
504
505 /*
506  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
507  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
508  *
509  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
510  *                 matching this devt only.
511  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
512  *                 devices.
513  *
514  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
515  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
516  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
517  */
518 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
519 {
520         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
521         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
522         int ret;
523         bool freed = false;
524
525         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
526
527         /* Return good status if there is no instance of devt. */
528         ret = 0;
529         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
530
531                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
532                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
533                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
534                         if (skip_device && skip_device == device)
535                                 continue;
536                         if (devt && devt != device->devt)
537                                 continue;
538                         if (fs_devices->opened) {
539                                 if (devt)
540                                         ret = -EBUSY;
541                                 break;
542                         }
543
544                         /* delete the stale device */
545                         fs_devices->num_devices--;
546                         list_del(&device->dev_list);
547                         btrfs_free_device(device);
548
549                         freed = true;
550                 }
551                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
552
553                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
554                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
555                         list_del(&fs_devices->fs_list);
556                         free_fs_devices(fs_devices);
557                 }
558         }
559
560         /* If there is at least one freed device return 0. */
561         if (freed)
562                 return 0;
563
564         return ret;
565 }
566
567 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_by_device(
568                                         struct btrfs_super_block *disk_super,
569                                         dev_t devt, bool *same_fsid_diff_dev)
570 {
571         struct btrfs_fs_devices *fsid_fs_devices;
572         struct btrfs_fs_devices *devt_fs_devices;
573         const bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
574                                         BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
575         bool found_by_devt = false;
576
577         /* Find the fs_device by the usual method, if found use it. */
578         fsid_fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid,
579                     has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
580
581         /* The temp_fsid feature is supported only with single device filesystem. */
582         if (btrfs_super_num_devices(disk_super) != 1)
583                 return fsid_fs_devices;
584
585         /*
586          * A seed device is an integral component of the sprout device, which
587          * functions as a multi-device filesystem. So, temp-fsid feature is
588          * not supported.
589          */
590         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)
591                 return fsid_fs_devices;
592
593         /* Try to find a fs_devices by matching devt. */
594         list_for_each_entry(devt_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
595                 struct btrfs_device *device;
596
597                 list_for_each_entry(device, &devt_fs_devices->devices, dev_list) {
598                         if (device->devt == devt) {
599                                 found_by_devt = true;
600                                 break;
601                         }
602                 }
603                 if (found_by_devt)
604                         break;
605         }
606
607         if (found_by_devt) {
608                 /* Existing device. */
609                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
610                         if (devt_fs_devices->opened == 0) {
611                                 /* Stale device. */
612                                 return NULL;
613                         } else {
614                                 /* temp_fsid is mounting a subvol. */
615                                 return devt_fs_devices;
616                         }
617                 } else {
618                         /* Regular or temp_fsid device mounting a subvol. */
619                         return devt_fs_devices;
620                 }
621         } else {
622                 /* New device. */
623                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
624                         return NULL;
625                 } else {
626                         /* sb::fsid is already used create a new temp_fsid. */
627                         *same_fsid_diff_dev = true;
628                         return NULL;
629                 }
630         }
631
632         /* Not reached. */
633 }
634
635 /*
636  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
637  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
638  * fs_devices->device_list_mutex here.
639  */
640 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
641                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
642                         void *holder)
643 {
644         struct file *bdev_file;
645         struct btrfs_super_block *disk_super;
646         u64 devid;
647         int ret;
648
649         if (device->bdev)
650                 return -EINVAL;
651         if (!device->name)
652                 return -EINVAL;
653
654         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
655                                     &bdev_file, &disk_super);
656         if (ret)
657                 return ret;
658
659         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
660         if (devid != device->devid)
661                 goto error_free_page;
662
663         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
664                 goto error_free_page;
665
666         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
667
668         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
669                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
670                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
671                         pr_err(
672                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
673                         goto error_free_page;
674                 }
675
676                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
677                 fs_devices->seeding = true;
678         } else {
679                 if (bdev_read_only(file_bdev(bdev_file)))
680                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
681                 else
682                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
683         }
684
685         if (!bdev_nonrot(file_bdev(bdev_file)))
686                 fs_devices->rotating = true;
687
688         if (bdev_max_discard_sectors(file_bdev(bdev_file)))
689                 fs_devices->discardable = true;
690
691         device->bdev_file = bdev_file;
692         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
693         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
694
695         fs_devices->open_devices++;
696         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
697             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
698                 fs_devices->rw_devices++;
699                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
700         }
701         btrfs_release_disk_super(disk_super);
702
703         return 0;
704
705 error_free_page:
706         btrfs_release_disk_super(disk_super);
707         fput(bdev_file);
708
709         return -EINVAL;
710 }
711
712 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
713 {
714         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
715                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
716
717         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
718 }
719
720 /*
721  * Add new device to list of registered devices
722  *
723  * Returns:
724  * device pointer which was just added or updated when successful
725  * error pointer when failed
726  */
727 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
728                            struct btrfs_super_block *disk_super,
729                            bool *new_device_added)
730 {
731         struct btrfs_device *device;
732         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
733         struct rcu_string *name;
734         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
735         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
736         dev_t path_devt;
737         int error;
738         bool same_fsid_diff_dev = false;
739         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
740                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
741
742         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2) {
743                 btrfs_err(NULL,
744 "device %s has incomplete metadata_uuid change, please use btrfstune to complete",
745                           path);
746                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
747         }
748
749         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
750         if (error) {
751                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
752                           path, error);
753                 return ERR_PTR(error);
754         }
755
756         fs_devices = find_fsid_by_device(disk_super, path_devt, &same_fsid_diff_dev);
757
758         if (!fs_devices) {
759                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid);
760                 if (IS_ERR(fs_devices))
761                         return ERR_CAST(fs_devices);
762
763                 if (has_metadata_uuid)
764                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
765                                disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
766
767                 if (same_fsid_diff_dev) {
768                         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
769                         fs_devices->temp_fsid = true;
770                 pr_info("BTRFS: device %s (%d:%d) using temp-fsid %pU\n",
771                                 path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
772                                 fs_devices->fsid);
773                 }
774
775                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
776                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
777
778                 device = NULL;
779         } else {
780                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
781                         .devid = devid,
782                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
783                 };
784
785                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
786                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
787
788                 if (found_transid > fs_devices->latest_generation) {
789                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
790                                         BTRFS_FSID_SIZE);
791                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
792                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
793                 }
794         }
795
796         if (!device) {
797                 unsigned int nofs_flag;
798
799                 if (fs_devices->opened) {
800                         btrfs_err(NULL,
801 "device %s (%d:%d) belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
802                                   path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
803                                   fs_devices->fsid, current->comm,
804                                   task_pid_nr(current));
805                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
806                         return ERR_PTR(-EBUSY);
807                 }
808
809                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
810                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
811                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
812                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
813                 if (IS_ERR(device)) {
814                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
815                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
816                         return device;
817                 }
818
819                 device->devt = path_devt;
820
821                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
822                 fs_devices->num_devices++;
823
824                 device->fs_devices = fs_devices;
825                 *new_device_added = true;
826
827                 if (disk_super->label[0])
828                         pr_info(
829 "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
830                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
831                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
832                                 current->comm, task_pid_nr(current));
833                 else
834                         pr_info(
835 "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
836                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
837                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
838                                 current->comm, task_pid_nr(current));
839
840         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
841                 /*
842                  * When FS is already mounted.
843                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
844                  *    means this device was missing at time of FS mount.
845                  * 2. If you are here and if the device->name is different
846                  *    from 'path' that means either
847                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
848                  *         different name. or
849                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
850                  *         reappeared now.
851                  *
852                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
853                  * and unintentional.
854                  *
855                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
856                  * would have missed some transaction when it was away and
857                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
858                  * 2b must not be allowed at all time.
859                  */
860
861                 /*
862                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
863                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
864                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
865                  * when we reject replacement on a mounted FS.
866                  */
867                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
868                         /*
869                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
870                          * are here, that means there is more than one
871                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
872                          * with larger generation number or the last-in if
873                          * generation are equal.
874                          */
875                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
876                         btrfs_err(NULL,
877 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
878                                   path, found_transid, device->generation);
879                         return ERR_PTR(-EEXIST);
880                 }
881
882                 /*
883                  * We are going to replace the device path for a given devid,
884                  * make sure it's the same device if the device is mounted
885                  *
886                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
887                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
888                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
889                  * torn down.
890                  */
891                 if (device->bdev) {
892                         if (device->devt != path_devt) {
893                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
894                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
895         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
896                                                   path, devid, found_transid,
897                                                   current->comm,
898                                                   task_pid_nr(current));
899                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
900                         }
901                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
902         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
903                                           devid, btrfs_dev_name(device),
904                                           path, current->comm,
905                                           task_pid_nr(current));
906                 }
907
908                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
909                 if (!name) {
910                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
911                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
912                 }
913                 rcu_string_free(device->name);
914                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
915                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
916                         fs_devices->missing_devices--;
917                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
918                 }
919                 device->devt = path_devt;
920         }
921
922         /*
923          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
924          * generation along with most of the other members. So just update
925          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
926          * (as above).
927          */
928         if (!fs_devices->opened) {
929                 device->generation = found_transid;
930                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
931                                                 fs_devices->latest_generation);
932         }
933
934         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
935
936         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
937         return device;
938 }
939
940 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
941 {
942         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
943         struct btrfs_device *device;
944         struct btrfs_device *orig_dev;
945         int ret = 0;
946
947         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
948
949         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid);
950         if (IS_ERR(fs_devices))
951                 return fs_devices;
952
953         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
954
955         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
956                 const char *dev_path = NULL;
957
958                 /*
959                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
960                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
961                  */
962                 if (orig_dev->name)
963                         dev_path = orig_dev->name->str;
964
965                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
966                                             orig_dev->uuid, dev_path);
967                 if (IS_ERR(device)) {
968                         ret = PTR_ERR(device);
969                         goto error;
970                 }
971
972                 if (orig_dev->zone_info) {
973                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
974
975                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
976                         if (!zone_info) {
977                                 btrfs_free_device(device);
978                                 ret = -ENOMEM;
979                                 goto error;
980                         }
981                         device->zone_info = zone_info;
982                 }
983
984                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
985                 device->fs_devices = fs_devices;
986                 fs_devices->num_devices++;
987         }
988         return fs_devices;
989 error:
990         free_fs_devices(fs_devices);
991         return ERR_PTR(ret);
992 }
993
994 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
995                                       struct btrfs_device **latest_dev)
996 {
997         struct btrfs_device *device, *next;
998
999         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1000         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1001                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1002                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1003                                       &device->dev_state) &&
1004                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1005                                       &device->dev_state) &&
1006                             (!*latest_dev ||
1007                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1008                                 *latest_dev = device;
1009                         }
1010                         continue;
1011                 }
1012
1013                 /*
1014                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1015                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1016                  */
1017                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1018                         continue;
1019
1020                 if (device->bdev_file) {
1021                         fput(device->bdev_file);
1022                         device->bdev = NULL;
1023                         device->bdev_file = NULL;
1024                         fs_devices->open_devices--;
1025                 }
1026                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1027                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1028                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1029                         fs_devices->rw_devices--;
1030                 }
1031                 list_del_init(&device->dev_list);
1032                 fs_devices->num_devices--;
1033                 btrfs_free_device(device);
1034         }
1035
1036 }
1037
1038 /*
1039  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1040  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1041  */
1042 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1043 {
1044         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1045         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1046
1047         mutex_lock(&uuid_mutex);
1048         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1049
1050         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1051                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1052
1053         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1054
1055         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1056 }
1057
1058 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1059 {
1060         if (!device->bdev)
1061                 return;
1062
1063         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1064                 sync_blockdev(device->bdev);
1065                 invalidate_bdev(device->bdev);
1066         }
1067
1068         fput(device->bdev_file);
1069 }
1070
1071 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1072 {
1073         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1074
1075         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1076             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1077                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1078                 fs_devices->rw_devices--;
1079         }
1080
1081         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1082                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1083
1084         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1085                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1086                 fs_devices->missing_devices--;
1087         }
1088
1089         btrfs_close_bdev(device);
1090         if (device->bdev) {
1091                 fs_devices->open_devices--;
1092                 device->bdev = NULL;
1093         }
1094         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1095         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1096
1097         device->fs_info = NULL;
1098         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1099         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1100
1101         /*
1102          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1103          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1104          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1105          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1106          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1107          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1108          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1109          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1110          * unsafe super blocks.
1111          */
1112         device->last_flush_error = 0;
1113
1114         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1115         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1116         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1117         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1118         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1119 }
1120
1121 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1122 {
1123         struct btrfs_device *device, *tmp;
1124
1125         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1126
1127         if (--fs_devices->opened > 0)
1128                 return;
1129
1130         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1131                 btrfs_close_one_device(device);
1132
1133         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1134         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1135         fs_devices->opened = 0;
1136         fs_devices->seeding = false;
1137         fs_devices->fs_info = NULL;
1138 }
1139
1140 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1141 {
1142         LIST_HEAD(list);
1143         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1144
1145         mutex_lock(&uuid_mutex);
1146         close_fs_devices(fs_devices);
1147         if (!fs_devices->opened) {
1148                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1149
1150                 /*
1151                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1152                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1153                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1154                  * fully freed.
1155                  */
1156                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1157                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1158                         free_fs_devices(fs_devices);
1159                 }
1160         }
1161
1162
1163         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1164                 close_fs_devices(fs_devices);
1165                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1166                 free_fs_devices(fs_devices);
1167         }
1168         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1169 }
1170
1171 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1172                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1173 {
1174         struct btrfs_device *device;
1175         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1176         struct btrfs_device *tmp_device;
1177
1178         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1179                                  dev_list) {
1180                 int ret;
1181
1182                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1183                 if (ret == 0 &&
1184                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1185                         latest_dev = device;
1186                 } else if (ret == -ENODATA) {
1187                         fs_devices->num_devices--;
1188                         list_del(&device->dev_list);
1189                         btrfs_free_device(device);
1190                 }
1191         }
1192         if (fs_devices->open_devices == 0)
1193                 return -EINVAL;
1194
1195         fs_devices->opened = 1;
1196         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1197         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1198         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1199         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1200
1201         return 0;
1202 }
1203
1204 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1205                      const struct list_head *b)
1206 {
1207         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1208
1209         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1210         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1211
1212         if (dev1->devid < dev2->devid)
1213                 return -1;
1214         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1215                 return 1;
1216         return 0;
1217 }
1218
1219 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1220                        blk_mode_t flags, void *holder)
1221 {
1222         int ret;
1223
1224         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1225         /*
1226          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1227          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1228          *
1229          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1230          * exclusion is provided by uuid_mutex
1231          */
1232
1233         if (fs_devices->opened) {
1234                 fs_devices->opened++;
1235                 ret = 0;
1236         } else {
1237                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1238                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1239         }
1240
1241         return ret;
1242 }
1243
1244 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1245 {
1246         struct page *page = virt_to_page(super);
1247
1248         put_page(page);
1249 }
1250
1251 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1252                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1253 {
1254         struct btrfs_super_block *disk_super;
1255         struct page *page;
1256         void *p;
1257         pgoff_t index;
1258
1259         /* make sure our super fits in the device */
1260         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1261                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1262
1263         /* make sure our super fits in the page */
1264         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1265                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1266
1267         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1268         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1269         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1270                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1271
1272         /* pull in the page with our super */
1273         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1274
1275         if (IS_ERR(page))
1276                 return ERR_CAST(page);
1277
1278         p = page_address(page);
1279
1280         /* align our pointer to the offset of the super block */
1281         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1282
1283         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1284             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1285                 btrfs_release_disk_super(p);
1286                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1287         }
1288
1289         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1290                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1291
1292         return disk_super;
1293 }
1294
1295 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1296 {
1297         int ret;
1298
1299         mutex_lock(&uuid_mutex);
1300         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1301         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1302
1303         return ret;
1304 }
1305
1306 static bool btrfs_skip_registration(struct btrfs_super_block *disk_super,
1307                                     const char *path, dev_t devt,
1308                                     bool mount_arg_dev)
1309 {
1310         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
1311
1312         /*
1313          * Do not skip device registration for mounted devices with matching
1314          * maj:min but different paths. Booting without initrd relies on
1315          * /dev/root initially, later replaced with the actual root device.
1316          * A successful scan ensures grub2-probe selects the correct device.
1317          */
1318         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
1319                 struct btrfs_device *device;
1320
1321                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
1322
1323                 if (!fs_devices->opened) {
1324                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1325                         continue;
1326                 }
1327
1328                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
1329                         if (device->bdev && (device->bdev->bd_dev == devt) &&
1330                             strcmp(device->name->str, path) != 0) {
1331                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1332
1333                                 /* Do not skip registration. */
1334                                 return false;
1335                         }
1336                 }
1337                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1338         }
1339
1340         if (!mount_arg_dev && btrfs_super_num_devices(disk_super) == 1 &&
1341             !(btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING))
1342                 return true;
1343
1344         return false;
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1349  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1350  * is read via pagecache.
1351  *
1352  * With @mount_arg_dev it's a scan during mount time that will always register
1353  * the device or return an error. Multi-device and seeding devices are registered
1354  * in both cases.
1355  */
1356 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags,
1357                                            bool mount_arg_dev)
1358 {
1359         struct btrfs_super_block *disk_super;
1360         bool new_device_added = false;
1361         struct btrfs_device *device = NULL;
1362         struct file *bdev_file;
1363         u64 bytenr, bytenr_orig;
1364         dev_t devt;
1365         int ret;
1366
1367         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1368
1369         /*
1370          * we would like to check all the supers, but that would make
1371          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1372          * So, we need to add a special mount option to scan for
1373          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1374          */
1375
1376         /*
1377          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1378          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1379          * resulting in failure.
1380          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1381          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1382          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1383          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1384          * required information for assembling the volume.
1385          */
1386         bdev_file = bdev_file_open_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1387         if (IS_ERR(bdev_file))
1388                 return ERR_CAST(bdev_file);
1389
1390         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1391         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(file_bdev(bdev_file), 0, READ, &bytenr);
1392         if (ret) {
1393                 device = ERR_PTR(ret);
1394                 goto error_bdev_put;
1395         }
1396
1397         disk_super = btrfs_read_disk_super(file_bdev(bdev_file), bytenr,
1398                                            bytenr_orig);
1399         if (IS_ERR(disk_super)) {
1400                 device = ERR_CAST(disk_super);
1401                 goto error_bdev_put;
1402         }
1403
1404         devt = file_bdev(bdev_file)->bd_dev;
1405         if (btrfs_skip_registration(disk_super, path, devt, mount_arg_dev)) {
1406                 pr_debug("BTRFS: skip registering single non-seed device %s (%d:%d)\n",
1407                           path, MAJOR(devt), MINOR(devt));
1408
1409                 btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1410
1411                 device = NULL;
1412                 goto free_disk_super;
1413         }
1414
1415         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1416         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1417                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1418
1419 free_disk_super:
1420         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1421
1422 error_bdev_put:
1423         fput(bdev_file);
1424
1425         return device;
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1430  * such is found, record the end of it in *start
1431  */
1432 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1433                                     u64 len)
1434 {
1435         u64 physical_start, physical_end;
1436
1437         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1438
1439         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1440                                   &physical_start, &physical_end,
1441                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1442
1443                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1444                     in_range(*start, physical_start,
1445                              physical_end + 1 - physical_start)) {
1446                         *start = physical_end + 1;
1447                         return true;
1448                 }
1449         }
1450         return false;
1451 }
1452
1453 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1454 {
1455         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1456         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1457                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1458         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1459                 /*
1460                  * We don't care about the starting region like regular
1461                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1462                  * for superblock logging.
1463                  */
1464                 return 0;
1465         default:
1466                 BUG();
1467         }
1468 }
1469
1470 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1471                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1472                                         u64 num_bytes)
1473 {
1474         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1475         u64 pos;
1476         int ret;
1477         bool changed = false;
1478
1479         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1480
1481         while (*hole_size > 0) {
1482                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1483                                                    *hole_start + *hole_size,
1484                                                    num_bytes);
1485                 if (pos != *hole_start) {
1486                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1487                         *hole_start = pos;
1488                         changed = true;
1489                         if (*hole_size < num_bytes)
1490                                 break;
1491                 }
1492
1493                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1494
1495                 /* Range is ensured to be empty */
1496                 if (!ret)
1497                         return changed;
1498
1499                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1500                 if (ret == -ERANGE) {
1501                         *hole_start += *hole_size;
1502                         *hole_size = 0;
1503                         return true;
1504                 }
1505
1506                 *hole_start += zone_size;
1507                 *hole_size -= zone_size;
1508                 changed = true;
1509         }
1510
1511         return changed;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1516  *
1517  * @device:     the device which we have the hole
1518  * @hole_start: starting position of the hole
1519  * @hole_size:  the size of the hole
1520  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1521  *
1522  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1523  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1524  */
1525 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1526                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1527 {
1528         bool changed = false;
1529         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1530
1531         for (;;) {
1532                 /*
1533                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1534                  * sending back this offset anyway.
1535                  */
1536                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1537                         if (hole_end >= *hole_start)
1538                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1539                         else
1540                                 *hole_size = 0;
1541                         changed = true;
1542                 }
1543
1544                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1545                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1546                         /* No extra check */
1547                         break;
1548                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1549                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1550                                                         hole_size, num_bytes)) {
1551                                 changed = true;
1552                                 /*
1553                                  * The changed hole can contain pending extent.
1554                                  * Loop again to check that.
1555                                  */
1556                                 continue;
1557                         }
1558                         break;
1559                 default:
1560                         BUG();
1561                 }
1562
1563                 break;
1564         }
1565
1566         return changed;
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Find free space in the specified device.
1571  *
1572  * @device:       the device which we search the free space in
1573  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1574  * @search_start: the position from which to begin the search
1575  * @start:        store the start of the free space.
1576  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1577  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1578  *
1579  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1580  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1581  *
1582  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1583  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1584  * of the max free space.
1585  *
1586  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1587  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1588  * the max free space.
1589  *
1590  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1591  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1592  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1593  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1594  * is not reported as available.
1595  */
1596 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1597                                 u64 *start, u64 *len)
1598 {
1599         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1600         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1601         struct btrfs_key key;
1602         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1603         struct btrfs_path *path;
1604         u64 search_start;
1605         u64 hole_size;
1606         u64 max_hole_start;
1607         u64 max_hole_size = 0;
1608         u64 extent_end;
1609         u64 search_end = device->total_bytes;
1610         int ret;
1611         int slot;
1612         struct extent_buffer *l;
1613
1614         search_start = dev_extent_search_start(device);
1615         max_hole_start = search_start;
1616
1617         WARN_ON(device->zone_info &&
1618                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1619
1620         path = btrfs_alloc_path();
1621         if (!path) {
1622                 ret = -ENOMEM;
1623                 goto out;
1624         }
1625 again:
1626         if (search_start >= search_end ||
1627                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1628                 ret = -ENOSPC;
1629                 goto out;
1630         }
1631
1632         path->reada = READA_FORWARD;
1633         path->search_commit_root = 1;
1634         path->skip_locking = 1;
1635
1636         key.objectid = device->devid;
1637         key.offset = search_start;
1638         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1639
1640         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1641         if (ret < 0)
1642                 goto out;
1643
1644         while (search_start < search_end) {
1645                 l = path->nodes[0];
1646                 slot = path->slots[0];
1647                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1648                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1649                         if (ret == 0)
1650                                 continue;
1651                         if (ret < 0)
1652                                 goto out;
1653
1654                         break;
1655                 }
1656                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1657
1658                 if (key.objectid < device->devid)
1659                         goto next;
1660
1661                 if (key.objectid > device->devid)
1662                         break;
1663
1664                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1665                         goto next;
1666
1667                 if (key.offset > search_end)
1668                         break;
1669
1670                 if (key.offset > search_start) {
1671                         hole_size = key.offset - search_start;
1672                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1673                                               num_bytes);
1674
1675                         if (hole_size > max_hole_size) {
1676                                 max_hole_start = search_start;
1677                                 max_hole_size = hole_size;
1678                         }
1679
1680                         /*
1681                          * If this free space is greater than which we need,
1682                          * it must be the max free space that we have found
1683                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1684                          * of this free space and the length of this free space
1685                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1686                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1687                          * caller.
1688                          */
1689                         if (hole_size >= num_bytes) {
1690                                 ret = 0;
1691                                 goto out;
1692                         }
1693                 }
1694
1695                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1696                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1697                                                                   dev_extent);
1698                 if (extent_end > search_start)
1699                         search_start = extent_end;
1700 next:
1701                 path->slots[0]++;
1702                 cond_resched();
1703         }
1704
1705         /*
1706          * At this point, search_start should be the end of
1707          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1708          * search_end may be smaller than search_start.
1709          */
1710         if (search_end > search_start) {
1711                 hole_size = search_end - search_start;
1712                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1713                                           num_bytes)) {
1714                         btrfs_release_path(path);
1715                         goto again;
1716                 }
1717
1718                 if (hole_size > max_hole_size) {
1719                         max_hole_start = search_start;
1720                         max_hole_size = hole_size;
1721                 }
1722         }
1723
1724         /* See above. */
1725         if (max_hole_size < num_bytes)
1726                 ret = -ENOSPC;
1727         else
1728                 ret = 0;
1729
1730         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1731 out:
1732         btrfs_free_path(path);
1733         *start = max_hole_start;
1734         if (len)
1735                 *len = max_hole_size;
1736         return ret;
1737 }
1738
1739 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1740                           struct btrfs_device *device,
1741                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1742 {
1743         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1744         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1745         int ret;
1746         struct btrfs_path *path;
1747         struct btrfs_key key;
1748         struct btrfs_key found_key;
1749         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1750         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1751
1752         path = btrfs_alloc_path();
1753         if (!path)
1754                 return -ENOMEM;
1755
1756         key.objectid = device->devid;
1757         key.offset = start;
1758         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1759 again:
1760         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1761         if (ret > 0) {
1762                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1763                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1764                 if (ret)
1765                         goto out;
1766                 leaf = path->nodes[0];
1767                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1768                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1769                                         struct btrfs_dev_extent);
1770                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1771                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1772                 key = found_key;
1773                 btrfs_release_path(path);
1774                 goto again;
1775         } else if (ret == 0) {
1776                 leaf = path->nodes[0];
1777                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1778                                         struct btrfs_dev_extent);
1779         } else {
1780                 goto out;
1781         }
1782
1783         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1784
1785         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1786         if (ret == 0)
1787                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1788 out:
1789         btrfs_free_path(path);
1790         return ret;
1791 }
1792
1793 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1794 {
1795         struct rb_node *n;
1796         u64 ret = 0;
1797
1798         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1799         n = rb_last(&fs_info->mapping_tree.rb_root);
1800         if (n) {
1801                 struct btrfs_chunk_map *map;
1802
1803                 map = rb_entry(n, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
1804                 ret = map->start + map->chunk_len;
1805         }
1806         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1807
1808         return ret;
1809 }
1810
1811 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1812                                     u64 *devid_ret)
1813 {
1814         int ret;
1815         struct btrfs_key key;
1816         struct btrfs_key found_key;
1817         struct btrfs_path *path;
1818
1819         path = btrfs_alloc_path();
1820         if (!path)
1821                 return -ENOMEM;
1822
1823         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1824         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1825         key.offset = (u64)-1;
1826
1827         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1828         if (ret < 0)
1829                 goto error;
1830
1831         if (ret == 0) {
1832                 /* Corruption */
1833                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1834                 ret = -EUCLEAN;
1835                 goto error;
1836         }
1837
1838         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1839                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1840                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1841         if (ret) {
1842                 *devid_ret = 1;
1843         } else {
1844                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1845                                       path->slots[0]);
1846                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1847         }
1848         ret = 0;
1849 error:
1850         btrfs_free_path(path);
1851         return ret;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * the device information is stored in the chunk root
1856  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1857  */
1858 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1859                             struct btrfs_device *device)
1860 {
1861         int ret;
1862         struct btrfs_path *path;
1863         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1864         struct extent_buffer *leaf;
1865         struct btrfs_key key;
1866         unsigned long ptr;
1867
1868         path = btrfs_alloc_path();
1869         if (!path)
1870                 return -ENOMEM;
1871
1872         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1873         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1874         key.offset = device->devid;
1875
1876         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1877         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1878                                       &key, sizeof(*dev_item));
1879         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1880         if (ret)
1881                 goto out;
1882
1883         leaf = path->nodes[0];
1884         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1885
1886         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1887         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1888         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1889         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1890         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1891         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1892         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1893                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1894         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1895                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1896         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1897         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1898         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1899         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1900
1901         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1902         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1903         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1904         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1905                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1906         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
1907
1908         ret = 0;
1909 out:
1910         btrfs_free_path(path);
1911         return ret;
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1916  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1917  *
1918  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1919  */
1920 static void update_dev_time(const char *device_path)
1921 {
1922         struct path path;
1923         int ret;
1924
1925         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1926         if (ret)
1927                 return;
1928
1929         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1930         path_put(&path);
1931 }
1932
1933 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1934                              struct btrfs_device *device)
1935 {
1936         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1937         int ret;
1938         struct btrfs_path *path;
1939         struct btrfs_key key;
1940
1941         path = btrfs_alloc_path();
1942         if (!path)
1943                 return -ENOMEM;
1944
1945         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1946         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1947         key.offset = device->devid;
1948
1949         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1950         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1951         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1952         if (ret) {
1953                 if (ret > 0)
1954                         ret = -ENOENT;
1955                 goto out;
1956         }
1957
1958         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1959 out:
1960         btrfs_free_path(path);
1961         return ret;
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1966  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1967  * replace.
1968  */
1969 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1970                 u64 num_devices)
1971 {
1972         u64 all_avail;
1973         unsigned seq;
1974         int i;
1975
1976         do {
1977                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1978
1979                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1980                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1981                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1982         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1983
1984         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1985                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1986                         continue;
1987
1988                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1989                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1990         }
1991
1992         return 0;
1993 }
1994
1995 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1996                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1997 {
1998         struct btrfs_device *next_device;
1999
2000         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
2001                 if (next_device != device &&
2002                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
2003                     && next_device->bdev)
2004                         return next_device;
2005         }
2006
2007         return NULL;
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2012  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2013  * where this function called, there should be always be another device (or
2014  * this_dev) which is active.
2015  */
2016 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2017                                             struct btrfs_device *next_device)
2018 {
2019         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2020
2021         if (!next_device)
2022                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2023                                                             device);
2024         ASSERT(next_device);
2025
2026         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2027                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2028                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2029
2030         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2031                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2032 }
2033
2034 /*
2035  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2036  * currently replaced.
2037  */
2038 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2039 {
2040         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2041
2042         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2043         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2044                 ASSERT(num_devices > 1);
2045                 num_devices--;
2046         }
2047         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2048
2049         return num_devices;
2050 }
2051
2052 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2053                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2054 {
2055         struct btrfs_super_block *disk_super;
2056         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2057         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2058         int ret;
2059
2060         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2061         if (IS_ERR(disk_super))
2062                 return;
2063
2064         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2065         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2066         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2067
2068         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2069         if (ret)
2070                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2071                         copy_num, ret);
2072 }
2073
2074 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_device *device)
2075 {
2076         int copy_num;
2077         struct block_device *bdev = device->bdev;
2078
2079         if (!bdev)
2080                 return;
2081
2082         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2083                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2084                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2085                 else
2086                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2087         }
2088
2089         /* Notify udev that device has changed */
2090         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2091
2092         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2093         update_dev_time(device->name->str);
2094 }
2095
2096 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2097                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2098                     struct file **bdev_file)
2099 {
2100         struct btrfs_trans_handle *trans;
2101         struct btrfs_device *device;
2102         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2103         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2104         u64 num_devices;
2105         int ret = 0;
2106
2107         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2108                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2109                 return -EINVAL;
2110         }
2111
2112         /*
2113          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2114          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2115          * filesystem and another device rm cannot run.
2116          */
2117         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2118
2119         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2120         if (ret)
2121                 return ret;
2122
2123         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2124         if (!device) {
2125                 if (args->missing)
2126                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2127                 else
2128                         ret = -ENOENT;
2129                 return ret;
2130         }
2131
2132         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2133                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2134                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2135                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2136                 return -ETXTBSY;
2137         }
2138
2139         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2140                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2141
2142         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2143             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2144                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2145
2146         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2147                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2148                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2149                 device->fs_devices->rw_devices--;
2150                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2151         }
2152
2153         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2154         if (ret)
2155                 goto error_undo;
2156
2157         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2158         if (IS_ERR(trans)) {
2159                 ret = PTR_ERR(trans);
2160                 goto error_undo;
2161         }
2162
2163         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2164         if (ret) {
2165                 /* Any error in dev item removal is critical */
2166                 btrfs_crit(fs_info,
2167                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2168                            device->devid, ret);
2169                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2170                 btrfs_end_transaction(trans);
2171                 return ret;
2172         }
2173
2174         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2175         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2176
2177         /*
2178          * the device list mutex makes sure that we don't change
2179          * the device list while someone else is writing out all
2180          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2181          * lock the device list mutex before getting the number of
2182          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2183          * whoever updates the number of devices in the super block
2184          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2185          */
2186
2187         /*
2188          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2189          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2190          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2191          */
2192         cur_devices = device->fs_devices;
2193         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2194         list_del_rcu(&device->dev_list);
2195
2196         cur_devices->num_devices--;
2197         cur_devices->total_devices--;
2198         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2199         if (cur_devices != fs_devices)
2200                 fs_devices->total_devices--;
2201
2202         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2203                 cur_devices->missing_devices--;
2204
2205         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2206
2207         if (device->bdev_file) {
2208                 cur_devices->open_devices--;
2209                 /* remove sysfs entry */
2210                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2211         }
2212
2213         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2214         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2215         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2216
2217         /*
2218          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2219          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2220          * free the device.
2221          *
2222          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2223          * write lock, and fput() on the block device will pull in the
2224          * ->open_mutex on the block device and it's dependencies.  Instead
2225          *  just flush the device and let the caller do the final bdev_release.
2226          */
2227         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2228                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device);
2229                 if (device->bdev) {
2230                         sync_blockdev(device->bdev);
2231                         invalidate_bdev(device->bdev);
2232                 }
2233         }
2234
2235         *bdev_file = device->bdev_file;
2236         synchronize_rcu();
2237         btrfs_free_device(device);
2238
2239         /*
2240          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2241          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2242          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2243          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2244          * remove it from our list and free the fs_devices.
2245          */
2246         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2247                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2248                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2249                 cur_devices->opened--;
2250                 free_fs_devices(cur_devices);
2251         }
2252
2253         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2254
2255         return ret;
2256
2257 error_undo:
2258         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2259                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2260                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2261                          &fs_devices->alloc_list);
2262                 device->fs_devices->rw_devices++;
2263                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2264         }
2265         return ret;
2266 }
2267
2268 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2269 {
2270         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2271
2272         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2273
2274         /*
2275          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2276          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2277          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2278          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2279          */
2280         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2281
2282         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2283         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2284         fs_devices->num_devices--;
2285         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2286                 fs_devices->missing_devices--;
2287
2288         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2289                 fs_devices->rw_devices--;
2290
2291         if (srcdev->bdev)
2292                 fs_devices->open_devices--;
2293 }
2294
2295 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2296 {
2297         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2298
2299         mutex_lock(&uuid_mutex);
2300
2301         btrfs_close_bdev(srcdev);
2302         synchronize_rcu();
2303         btrfs_free_device(srcdev);
2304
2305         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2306         if (!fs_devices->num_devices) {
2307                 /*
2308                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2309                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2310                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2311                  * device left under the seed FS.
2312                  */
2313                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2314
2315                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2316                 close_fs_devices(fs_devices);
2317                 free_fs_devices(fs_devices);
2318         }
2319         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2320 }
2321
2322 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2323 {
2324         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2325
2326         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2327
2328         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2329
2330         if (tgtdev->bdev)
2331                 fs_devices->open_devices--;
2332
2333         fs_devices->num_devices--;
2334
2335         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2336
2337         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2338
2339         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2340
2341         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev);
2342
2343         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2344         synchronize_rcu();
2345         btrfs_free_device(tgtdev);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Populate args from device at path.
2350  *
2351  * @fs_info:    the filesystem
2352  * @args:       the args to populate
2353  * @path:       the path to the device
2354  *
2355  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2356  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2357  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2358  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2359  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2360  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2361  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2362  * uuid buffers.
2363  *
2364  * Return: 0 for success, -errno for failure
2365  */
2366 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2367                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2368                                  const char *path)
2369 {
2370         struct btrfs_super_block *disk_super;
2371         struct file *bdev_file;
2372         int ret;
2373
2374         if (!path || !path[0])
2375                 return -EINVAL;
2376         if (!strcmp(path, "missing")) {
2377                 args->missing = true;
2378                 return 0;
2379         }
2380
2381         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2382         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2383         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2384                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2385                 return -ENOMEM;
2386         }
2387
2388         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2389                                     &bdev_file, &disk_super);
2390         if (ret) {
2391                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2392                 return ret;
2393         }
2394
2395         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2396         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2397         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2398                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2399         else
2400                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2401         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2402         fput(bdev_file);
2403         return 0;
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2408  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2409  * that don't need to be freed.
2410  */
2411 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2412 {
2413         kfree(args->uuid);
2414         kfree(args->fsid);
2415         args->uuid = NULL;
2416         args->fsid = NULL;
2417 }
2418
2419 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2420                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2421                 const char *device_path)
2422 {
2423         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2424         struct btrfs_device *device;
2425         int ret;
2426
2427         if (devid) {
2428                 args.devid = devid;
2429                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2430                 if (!device)
2431                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2432                 return device;
2433         }
2434
2435         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2436         if (ret)
2437                 return ERR_PTR(ret);
2438         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2439         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2440         if (!device)
2441                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2442         return device;
2443 }
2444
2445 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2446 {
2447         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2448         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2449         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2450
2451         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2452         if (!fs_devices->seeding)
2453                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2454
2455         /*
2456          * Private copy of the seed devices, anchored at
2457          * fs_info->fs_devices->seed_list
2458          */
2459         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL);
2460         if (IS_ERR(seed_devices))
2461                 return seed_devices;
2462
2463         /*
2464          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2465          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2466          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2467          * multiple fs seed.
2468          */
2469         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2470         if (IS_ERR(old_devices)) {
2471                 kfree(seed_devices);
2472                 return old_devices;
2473         }
2474
2475         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2476
2477         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2478         seed_devices->opened = 1;
2479         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2480         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2481         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2482
2483         return seed_devices;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2488  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2489  */
2490 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2491                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2492 {
2493         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2494         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2495         struct btrfs_device *device;
2496         u64 super_flags;
2497
2498         /*
2499          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2500          * could race, so uuid_mutex is needed.
2501          */
2502         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2503
2504         /*
2505          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2506          * device_list_mutex:
2507          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2508          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2509          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2510          *
2511          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2512          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2513          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2514          * - btrfs_get_dev_stats()
2515          */
2516         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2517
2518         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2519                               synchronize_rcu);
2520         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2521                 device->fs_devices = seed_devices;
2522
2523         fs_devices->seeding = false;
2524         fs_devices->num_devices = 0;
2525         fs_devices->open_devices = 0;
2526         fs_devices->missing_devices = 0;
2527         fs_devices->rotating = false;
2528         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2529
2530         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2531         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2532         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2533
2534         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2535                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2536         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2537 }
2538
2539 /*
2540  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2541  */
2542 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2543 {
2544         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2545         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2546         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2547         struct btrfs_path *path;
2548         struct extent_buffer *leaf;
2549         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2550         struct btrfs_device *device;
2551         struct btrfs_key key;
2552         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2553         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2554         int ret;
2555
2556         path = btrfs_alloc_path();
2557         if (!path)
2558                 return -ENOMEM;
2559
2560         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2561         key.offset = 0;
2562         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2563
2564         while (1) {
2565                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2566                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2567                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2568                 if (ret < 0)
2569                         goto error;
2570
2571                 leaf = path->nodes[0];
2572 next_slot:
2573                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2574                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2575                         if (ret > 0)
2576                                 break;
2577                         if (ret < 0)
2578                                 goto error;
2579                         leaf = path->nodes[0];
2580                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2581                         btrfs_release_path(path);
2582                         continue;
2583                 }
2584
2585                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2586                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2587                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2588                         break;
2589
2590                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2591                                           struct btrfs_dev_item);
2592                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2593                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2594                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2595                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2596                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2597                 args.uuid = dev_uuid;
2598                 args.fsid = fs_uuid;
2599                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2600                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2601
2602                 if (device->fs_devices->seeding) {
2603                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2604                                                     device->generation);
2605                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2606                 }
2607
2608                 path->slots[0]++;
2609                 goto next_slot;
2610         }
2611         ret = 0;
2612 error:
2613         btrfs_free_path(path);
2614         return ret;
2615 }
2616
2617 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2618 {
2619         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2620         struct btrfs_trans_handle *trans;
2621         struct btrfs_device *device;
2622         struct file *bdev_file;
2623         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2624         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2625         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2626         u64 orig_super_total_bytes;
2627         u64 orig_super_num_devices;
2628         int ret = 0;
2629         bool seeding_dev = false;
2630         bool locked = false;
2631
2632         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2633                 return -EROFS;
2634
2635         bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2636                                         fs_info->bdev_holder, NULL);
2637         if (IS_ERR(bdev_file))
2638                 return PTR_ERR(bdev_file);
2639
2640         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, file_bdev(bdev_file))) {
2641                 ret = -EINVAL;
2642                 goto error;
2643         }
2644
2645         if (fs_devices->seeding) {
2646                 seeding_dev = true;
2647                 down_write(&sb->s_umount);
2648                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2649                 locked = true;
2650         }
2651
2652         sync_blockdev(file_bdev(bdev_file));
2653
2654         rcu_read_lock();
2655         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2656                 if (device->bdev == file_bdev(bdev_file)) {
2657                         ret = -EEXIST;
2658                         rcu_read_unlock();
2659                         goto error;
2660                 }
2661         }
2662         rcu_read_unlock();
2663
2664         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2665         if (IS_ERR(device)) {
2666                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2667                 ret = PTR_ERR(device);
2668                 goto error;
2669         }
2670
2671         device->fs_info = fs_info;
2672         device->bdev_file = bdev_file;
2673         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
2674         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2675         if (ret)
2676                 goto error_free_device;
2677
2678         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2679         if (ret)
2680                 goto error_free_device;
2681
2682         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2683         if (IS_ERR(trans)) {
2684                 ret = PTR_ERR(trans);
2685                 goto error_free_zone;
2686         }
2687
2688         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2689         device->generation = trans->transid;
2690         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2691         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2692         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2693         device->total_bytes =
2694                 round_down(bdev_nr_bytes(device->bdev), fs_info->sectorsize);
2695         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2696         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2697         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2698         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2699         device->dev_stats_valid = 1;
2700         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2701
2702         if (seeding_dev) {
2703                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2704
2705                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2706                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2707                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2708                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2709                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2710                         goto error_trans;
2711                 }
2712         }
2713
2714         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2715         if (seeding_dev) {
2716                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2717                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2718                                                 device);
2719         }
2720
2721         device->fs_devices = fs_devices;
2722
2723         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2724         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2725         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2726         fs_devices->num_devices++;
2727         fs_devices->open_devices++;
2728         fs_devices->rw_devices++;
2729         fs_devices->total_devices++;
2730         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2731
2732         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2733
2734         if (!bdev_nonrot(device->bdev))
2735                 fs_devices->rotating = true;
2736
2737         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2738         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2739                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2740                            fs_info->sectorsize));
2741
2742         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2743         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2744                                     orig_super_num_devices + 1);
2745
2746         /*
2747          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2748          * infos
2749          */
2750         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2751
2752         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2753
2754         /* Add sysfs device entry */
2755         btrfs_sysfs_add_device(device);
2756
2757         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2758
2759         if (seeding_dev) {
2760                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2761                 ret = init_first_rw_device(trans);
2762                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2763                 if (ret) {
2764                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2765                         goto error_sysfs;
2766                 }
2767         }
2768
2769         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2770         if (ret) {
2771                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2772                 goto error_sysfs;
2773         }
2774
2775         if (seeding_dev) {
2776                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2777                 if (ret) {
2778                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2779                         goto error_sysfs;
2780                 }
2781
2782                 /*
2783                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2784                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2785                  */
2786                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2787         }
2788
2789         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2790
2791         if (seeding_dev) {
2792                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2793                 up_write(&sb->s_umount);
2794                 locked = false;
2795
2796                 if (ret) /* transaction commit */
2797                         return ret;
2798
2799                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2800                 if (ret < 0)
2801                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2802                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2803                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2804                 if (IS_ERR(trans)) {
2805                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2806                                 return 0;
2807                         ret = PTR_ERR(trans);
2808                         trans = NULL;
2809                         goto error_sysfs;
2810                 }
2811                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2812         }
2813
2814         /*
2815          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2816          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2817          * device.
2818          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2819          * only succeeds if the device was an alien.
2820          */
2821         btrfs_forget_devices(device->devt);
2822
2823         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2824         update_dev_time(device_path);
2825
2826         return ret;
2827
2828 error_sysfs:
2829         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2830         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2831         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2832         list_del_rcu(&device->dev_list);
2833         list_del(&device->dev_alloc_list);
2834         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2835         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2836         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2837         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2838         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2839         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2840         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2841                                     orig_super_total_bytes);
2842         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2843                                     orig_super_num_devices);
2844         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2845         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2846 error_trans:
2847         if (seeding_dev)
2848                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2849         if (trans)
2850                 btrfs_end_transaction(trans);
2851 error_free_zone:
2852         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2853 error_free_device:
2854         btrfs_free_device(device);
2855 error:
2856         fput(bdev_file);
2857         if (locked) {
2858                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2859                 up_write(&sb->s_umount);
2860         }
2861         return ret;
2862 }
2863
2864 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2865                                         struct btrfs_device *device)
2866 {
2867         int ret;
2868         struct btrfs_path *path;
2869         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2870         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2871         struct extent_buffer *leaf;
2872         struct btrfs_key key;
2873
2874         path = btrfs_alloc_path();
2875         if (!path)
2876                 return -ENOMEM;
2877
2878         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2879         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2880         key.offset = device->devid;
2881
2882         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2883         if (ret < 0)
2884                 goto out;
2885
2886         if (ret > 0) {
2887                 ret = -ENOENT;
2888                 goto out;
2889         }
2890
2891         leaf = path->nodes[0];
2892         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2893
2894         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2895         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2896         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2897         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2898         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2899         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2900                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2901         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2902                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2903         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2904
2905 out:
2906         btrfs_free_path(path);
2907         return ret;
2908 }
2909
2910 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2911                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2912 {
2913         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2914         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2915         u64 old_total;
2916         u64 diff;
2917         int ret;
2918
2919         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2920                 return -EACCES;
2921
2922         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2923
2924         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2925         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2926         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2927
2928         if (new_size <= device->total_bytes ||
2929             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2930                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2931                 return -EINVAL;
2932         }
2933
2934         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2935                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2936         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2937         atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
2938
2939         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2940         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2941         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2942         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2943                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2944                               &trans->transaction->dev_update_list);
2945         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2946
2947         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2948         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2949         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2950
2951         return ret;
2952 }
2953
2954 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2955 {
2956         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2957         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2958         int ret;
2959         struct btrfs_path *path;
2960         struct btrfs_key key;
2961
2962         path = btrfs_alloc_path();
2963         if (!path)
2964                 return -ENOMEM;
2965
2966         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2967         key.offset = chunk_offset;
2968         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2969
2970         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2971         if (ret < 0)
2972                 goto out;
2973         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2974                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2975                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2976                 ret = -ENOENT;
2977                 goto out;
2978         }
2979
2980         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2981         if (ret < 0)
2982                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2983                                       "Failed to delete chunk item.");
2984 out:
2985         btrfs_free_path(path);
2986         return ret;
2987 }
2988
2989 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2990 {
2991         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2992         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2993         struct btrfs_chunk *chunk;
2994         u8 *ptr;
2995         int ret = 0;
2996         u32 num_stripes;
2997         u32 array_size;
2998         u32 len = 0;
2999         u32 cur;
3000         struct btrfs_key key;
3001
3002         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
3003         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
3004
3005         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3006         cur = 0;
3007
3008         while (cur < array_size) {
3009                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3010                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3011
3012                 len = sizeof(*disk_key);
3013
3014                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3015                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3016                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3017                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3018                 } else {
3019                         ret = -EIO;
3020                         break;
3021                 }
3022                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3023                     key.offset == chunk_offset) {
3024                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3025                         array_size -= len;
3026                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3027                 } else {
3028                         ptr += len;
3029                         cur += len;
3030                 }
3031         }
3032         return ret;
3033 }
3034
3035 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map_nolock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3036                                                     u64 logical, u64 length)
3037 {
3038         struct rb_node *node = fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
3039         struct rb_node *prev = NULL;
3040         struct rb_node *orig_prev;
3041         struct btrfs_chunk_map *map;
3042         struct btrfs_chunk_map *prev_map = NULL;
3043
3044         while (node) {
3045                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3046                 prev = node;
3047                 prev_map = map;
3048
3049                 if (logical < map->start) {
3050                         node = node->rb_left;
3051                 } else if (logical >= map->start + map->chunk_len) {
3052                         node = node->rb_right;
3053                 } else {
3054                         refcount_inc(&map->refs);
3055                         return map;
3056                 }
3057         }
3058
3059         if (!prev)
3060                 return NULL;
3061
3062         orig_prev = prev;
3063         while (prev && logical >= prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3064                 prev = rb_next(prev);
3065                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3066         }
3067
3068         if (!prev) {
3069                 prev = orig_prev;
3070                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3071                 while (prev && logical < prev_map->start) {
3072                         prev = rb_prev(prev);
3073                         prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3074                 }
3075         }
3076
3077         if (prev) {
3078                 u64 end = logical + length;
3079
3080                 /*
3081                  * Caller can pass a U64_MAX length when it wants to get any
3082                  * chunk starting at an offset of 'logical' or higher, so deal
3083                  * with underflow by resetting the end offset to U64_MAX.
3084                  */
3085                 if (end < logical)
3086                         end = U64_MAX;
3087
3088                 if (end > prev_map->start &&
3089                     logical < prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3090                         refcount_inc(&prev_map->refs);
3091                         return prev_map;
3092                 }
3093         }
3094
3095         return NULL;
3096 }
3097
3098 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3099                                              u64 logical, u64 length)
3100 {
3101         struct btrfs_chunk_map *map;
3102
3103         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3104         map = btrfs_find_chunk_map_nolock(fs_info, logical, length);
3105         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3106
3107         return map;
3108 }
3109
3110 /*
3111  * Find the mapping containing the given logical extent.
3112  *
3113  * @logical: Logical block offset in bytes.
3114  * @length: Length of extent in bytes.
3115  *
3116  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3117  */
3118 struct btrfs_chunk_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3119                                             u64 logical, u64 length)
3120 {
3121         struct btrfs_chunk_map *map;
3122
3123         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, length);
3124
3125         if (unlikely(!map)) {
3126                 btrfs_crit(fs_info,
3127                            "unable to find chunk map for logical %llu length %llu",
3128                            logical, length);
3129                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3130         }
3131
3132         if (unlikely(map->start > logical || map->start + map->chunk_len <= logical)) {
3133                 btrfs_crit(fs_info,
3134                            "found a bad chunk map, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3135                            logical, logical + length, map->start,
3136                            map->start + map->chunk_len);
3137                 btrfs_free_chunk_map(map);
3138                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3139         }
3140
3141         /* Callers are responsible for dropping the reference. */
3142         return map;
3143 }
3144
3145 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3146                              struct btrfs_chunk_map *map, u64 chunk_offset)
3147 {
3148         int i;
3149
3150         /*
3151          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3152          * requires holding the chunk_mutex.
3153          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3154          */
3155         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3156
3157         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3158                 int ret;
3159
3160                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3161                 if (ret)
3162                         return ret;
3163         }
3164
3165         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3166 }
3167
3168 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3169 {
3170         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3171         struct btrfs_chunk_map *map;
3172         u64 dev_extent_len = 0;
3173         int i, ret = 0;
3174         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3175
3176         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3177         if (IS_ERR(map)) {
3178                 /*
3179                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3180                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3181                  * do anything we still error out.
3182                  */
3183                 ASSERT(0);
3184                 return PTR_ERR(map);
3185         }
3186
3187         /*
3188          * First delete the device extent items from the devices btree.
3189          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3190          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3191          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3192          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3193          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3194          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3195          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3196          */
3197         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3198         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3199                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3200                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3201                                             map->stripes[i].physical,
3202                                             &dev_extent_len);
3203                 if (ret) {
3204                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3205                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3206                         goto out;
3207                 }
3208
3209                 if (device->bytes_used > 0) {
3210                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3211                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3212                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3213                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3214                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3215                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3216                 }
3217         }
3218         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3219
3220         /*
3221          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3222          *
3223          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3224          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3225          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3226          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3227          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3228          *
3229          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3230          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3231          *    because the device object's id can change at any time during that
3232          *    final phase of the device replace operation
3233          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3234          *    replaced device and then see it with an ID of
3235          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3236          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3237          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3238          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3239          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3240          */
3241         trans->removing_chunk = true;
3242         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3243
3244         check_system_chunk(trans, map->type);
3245
3246         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3247         /*
3248          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3249          * through the call to check_system_chunk().
3250          *
3251          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3252          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3253          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3254          * block group with the right profile, or right after we called
3255          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3256          * with enough free space into RO mode.
3257          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3258          *
3259          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3260          */
3261         if (ret == -ENOSPC) {
3262                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3263                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3264
3265                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3266                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3267                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3268                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3269                         goto out;
3270                 }
3271
3272                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3273                 if (ret) {
3274                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3275                         goto out;
3276                 }
3277
3278                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3279                 if (ret) {
3280                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3281                         goto out;
3282                 }
3283         } else if (ret) {
3284                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3285                 goto out;
3286         }
3287
3288         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, map->chunk_len);
3289
3290         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3291                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3292                 if (ret) {
3293                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3294                         goto out;
3295                 }
3296         }
3297
3298         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3299         trans->removing_chunk = false;
3300
3301         /*
3302          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3303          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3304          */
3305         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3306
3307         ret = btrfs_remove_block_group(trans, map);
3308         if (ret) {
3309                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3310                 goto out;
3311         }
3312
3313 out:
3314         if (trans->removing_chunk) {
3315                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3316                 trans->removing_chunk = false;
3317         }
3318         /* once for us */
3319         btrfs_free_chunk_map(map);
3320         return ret;
3321 }
3322
3323 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3324 {
3325         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3326         struct btrfs_trans_handle *trans;
3327         struct btrfs_block_group *block_group;
3328         u64 length;
3329         int ret;
3330
3331         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3332                 btrfs_err(fs_info,
3333                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3334                 return -EINVAL;
3335         }
3336
3337         /*
3338          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3339          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3340          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3341          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3342          *
3343          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3344          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3345          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3346          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3347          * the current task acquires this mutex and calls us.
3348          */
3349         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3350
3351         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3352         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3353         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3354         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3355         if (ret) {
3356                 /*
3357                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3358                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3359                  */
3360                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3361                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3362                 return ret;
3363         }
3364
3365         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3366         if (!block_group)
3367                 return -ENOENT;
3368         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3369         length = block_group->length;
3370         btrfs_put_block_group(block_group);
3371
3372         /*
3373          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3374          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3375          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3376          * filesystem's point of view.
3377          */
3378         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3379                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3380                 if (ret)
3381                         btrfs_info(fs_info,
3382                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3383                                 chunk_offset);
3384         }
3385
3386         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3387                                                      chunk_offset);
3388         if (IS_ERR(trans)) {
3389                 ret = PTR_ERR(trans);
3390                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3391                 return ret;
3392         }
3393
3394         /*
3395          * step two, delete the device extents and the
3396          * chunk tree entries
3397          */
3398         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3399         btrfs_end_transaction(trans);
3400         return ret;
3401 }
3402
3403 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3404 {
3405         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3406         struct btrfs_path *path;
3407         struct extent_buffer *leaf;
3408         struct btrfs_chunk *chunk;
3409         struct btrfs_key key;
3410         struct btrfs_key found_key;
3411         u64 chunk_type;
3412         bool retried = false;
3413         int failed = 0;
3414         int ret;
3415
3416         path = btrfs_alloc_path();
3417         if (!path)
3418                 return -ENOMEM;
3419
3420 again:
3421         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3422         key.offset = (u64)-1;
3423         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3424
3425         while (1) {
3426                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3427                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3428                 if (ret < 0) {
3429                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3430                         goto error;
3431                 }
3432                 if (ret == 0) {
3433                         /*
3434                          * On the first search we would find chunk tree with
3435                          * offset -1, which is not possible. On subsequent
3436                          * loops this would find an existing item on an invalid
3437                          * offset (one less than the previous one, wrong
3438                          * alignment and size).
3439                          */
3440                         ret = -EUCLEAN;
3441                         goto error;
3442                 }
3443
3444                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3445                                           key.type);
3446                 if (ret)
3447                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3448                 if (ret < 0)
3449                         goto error;
3450                 if (ret > 0)
3451                         break;
3452
3453                 leaf = path->nodes[0];
3454                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3455
3456                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3457                                        struct btrfs_chunk);
3458                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3459                 btrfs_release_path(path);
3460
3461                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3462                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3463                         if (ret == -ENOSPC)
3464                                 failed++;
3465                         else
3466                                 BUG_ON(ret);
3467                 }
3468                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3469
3470                 if (found_key.offset == 0)
3471                         break;
3472                 key.offset = found_key.offset - 1;
3473         }
3474         ret = 0;
3475         if (failed && !retried) {
3476                 failed = 0;
3477                 retried = true;
3478                 goto again;
3479         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3480                 ret = -ENOSPC;
3481         }
3482 error:
3483         btrfs_free_path(path);
3484         return ret;
3485 }
3486
3487 /*
3488  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3489  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3490  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3491  */
3492 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3493                                       u64 chunk_offset)
3494 {
3495         struct btrfs_block_group *cache;
3496         u64 bytes_used;
3497         u64 chunk_type;
3498
3499         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3500         ASSERT(cache);
3501         chunk_type = cache->flags;
3502         btrfs_put_block_group(cache);
3503
3504         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3505                 return 0;
3506
3507         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3508         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3509         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3510
3511         if (!bytes_used) {
3512                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3513                 int ret;
3514
3515                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3516                 if (IS_ERR(trans))
3517                         return PTR_ERR(trans);
3518
3519                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3520                 btrfs_end_transaction(trans);
3521                 if (ret < 0)
3522                         return ret;
3523                 return 1;
3524         }
3525
3526         return 0;
3527 }
3528
3529 static void btrfs_disk_balance_args_to_cpu(struct btrfs_balance_args *cpu,
3530                                            const struct btrfs_disk_balance_args *disk)
3531 {
3532         memset(cpu, 0, sizeof(*cpu));
3533
3534         cpu->profiles = le64_to_cpu(disk->profiles);
3535         cpu->usage = le64_to_cpu(disk->usage);
3536         cpu->devid = le64_to_cpu(disk->devid);
3537         cpu->pstart = le64_to_cpu(disk->pstart);
3538         cpu->pend = le64_to_cpu(disk->pend);
3539         cpu->vstart = le64_to_cpu(disk->vstart);
3540         cpu->vend = le64_to_cpu(disk->vend);
3541         cpu->target = le64_to_cpu(disk->target);
3542         cpu->flags = le64_to_cpu(disk->flags);
3543         cpu->limit = le64_to_cpu(disk->limit);
3544         cpu->stripes_min = le32_to_cpu(disk->stripes_min);
3545         cpu->stripes_max = le32_to_cpu(disk->stripes_max);
3546 }
3547
3548 static void btrfs_cpu_balance_args_to_disk(struct btrfs_disk_balance_args *disk,
3549                                            const struct btrfs_balance_args *cpu)
3550 {
3551         memset(disk, 0, sizeof(*disk));
3552
3553         disk->profiles = cpu_to_le64(cpu->profiles);
3554         disk->usage = cpu_to_le64(cpu->usage);
3555         disk->devid = cpu_to_le64(cpu->devid);
3556         disk->pstart = cpu_to_le64(cpu->pstart);
3557         disk->pend = cpu_to_le64(cpu->pend);
3558         disk->vstart = cpu_to_le64(cpu->vstart);
3559         disk->vend = cpu_to_le64(cpu->vend);
3560         disk->target = cpu_to_le64(cpu->target);
3561         disk->flags = cpu_to_le64(cpu->flags);
3562         disk->limit = cpu_to_le64(cpu->limit);
3563         disk->stripes_min = cpu_to_le32(cpu->stripes_min);
3564         disk->stripes_max = cpu_to_le32(cpu->stripes_max);
3565 }
3566
3567 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3568                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3569 {
3570         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3571         struct btrfs_trans_handle *trans;
3572         struct btrfs_balance_item *item;
3573         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3574         struct btrfs_path *path;
3575         struct extent_buffer *leaf;
3576         struct btrfs_key key;
3577         int ret, err;
3578
3579         path = btrfs_alloc_path();
3580         if (!path)
3581                 return -ENOMEM;
3582
3583         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3584         if (IS_ERR(trans)) {
3585                 btrfs_free_path(path);
3586                 return PTR_ERR(trans);
3587         }
3588
3589         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3590         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3591         key.offset = 0;
3592
3593         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3594                                       sizeof(*item));
3595         if (ret)
3596                 goto out;
3597
3598         leaf = path->nodes[0];
3599         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3600
3601         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3602
3603         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3604         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3605         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3606         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3607         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3608         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3609
3610         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3611
3612         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3613 out:
3614         btrfs_free_path(path);
3615         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3616         if (err && !ret)
3617                 ret = err;
3618         return ret;
3619 }
3620
3621 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3622 {
3623         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3624         struct btrfs_trans_handle *trans;
3625         struct btrfs_path *path;
3626         struct btrfs_key key;
3627         int ret, err;
3628
3629         path = btrfs_alloc_path();
3630         if (!path)
3631                 return -ENOMEM;
3632
3633         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3634         if (IS_ERR(trans)) {
3635                 btrfs_free_path(path);
3636                 return PTR_ERR(trans);
3637         }
3638
3639         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3640         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3641         key.offset = 0;
3642
3643         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3644         if (ret < 0)
3645                 goto out;
3646         if (ret > 0) {
3647                 ret = -ENOENT;
3648                 goto out;
3649         }
3650
3651         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3652 out:
3653         btrfs_free_path(path);
3654         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3655         if (err && !ret)
3656                 ret = err;
3657         return ret;
3658 }
3659
3660 /*
3661  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3662  * resume after balance was interrupted.
3663  */
3664 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3665 {
3666         /*
3667          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3668          */
3669         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3670                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3671         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3672                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3673         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3674                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3675
3676         /*
3677          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3678          * that chunks that we have already balanced should be
3679          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3680          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3681          * (albeit full) chunks.
3682          */
3683         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3684             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3685             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3686                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3687                 bctl->data.usage = 90;
3688         }
3689         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3690             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3691             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3692                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3693                 bctl->sys.usage = 90;
3694         }
3695         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3696             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3697             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3698                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3699                 bctl->meta.usage = 90;
3700         }
3701 }
3702
3703 /*
3704  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3705  */
3706 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3707 {
3708         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3709         int ret;
3710
3711         ASSERT(fs_info->balance_ctl);
3712
3713         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3714         fs_info->balance_ctl = NULL;
3715         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3716
3717         kfree(bctl);
3718         ret = del_balance_item(fs_info);
3719         if (ret)
3720                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3721 }
3722
3723 /*
3724  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3725  * (should not be balanced).
3726  */
3727 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3728                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3729 {
3730         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3731                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3732
3733         if (bargs->profiles & chunk_type)
3734                 return 0;
3735
3736         return 1;
3737 }
3738
3739 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3740                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3741 {
3742         struct btrfs_block_group *cache;
3743         u64 chunk_used;
3744         u64 user_thresh_min;
3745         u64 user_thresh_max;
3746         int ret = 1;
3747
3748         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3749         chunk_used = cache->used;
3750
3751         if (bargs->usage_min == 0)
3752                 user_thresh_min = 0;
3753         else
3754                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3755
3756         if (bargs->usage_max == 0)
3757                 user_thresh_max = 1;
3758         else if (bargs->usage_max > 100)
3759                 user_thresh_max = cache->length;
3760         else
3761                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3762
3763         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3764                 ret = 0;
3765
3766         btrfs_put_block_group(cache);
3767         return ret;
3768 }
3769
3770 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3771                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3772 {
3773         struct btrfs_block_group *cache;
3774         u64 chunk_used, user_thresh;
3775         int ret = 1;
3776
3777         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3778         chunk_used = cache->used;
3779
3780         if (bargs->usage_min == 0)
3781                 user_thresh = 1;
3782         else if (bargs->usage > 100)
3783                 user_thresh = cache->length;
3784         else
3785                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3786
3787         if (chunk_used < user_thresh)
3788                 ret = 0;
3789
3790         btrfs_put_block_group(cache);
3791         return ret;
3792 }
3793
3794 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3795                               struct btrfs_chunk *chunk,
3796                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3797 {
3798         struct btrfs_stripe *stripe;
3799         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3800         int i;
3801
3802         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3803                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3804                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3805                         return 0;
3806         }
3807
3808         return 1;
3809 }
3810
3811 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3812 {
3813         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3814         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3815         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3816
3817         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3818 }
3819
3820 /* [pstart, pend) */
3821 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3822                                struct btrfs_chunk *chunk,
3823                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3824 {
3825         struct btrfs_stripe *stripe;
3826         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3827         u64 stripe_offset;
3828         u64 stripe_length;
3829         u64 type;
3830         int factor;
3831         int i;
3832
3833         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3834                 return 0;
3835
3836         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3837         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3838
3839         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3840                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3841                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3842                         continue;
3843
3844                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3845                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3846                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3847
3848                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3849                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3850                         return 0;
3851         }
3852
3853         return 1;
3854 }
3855
3856 /* [vstart, vend) */
3857 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3858                                struct btrfs_chunk *chunk,
3859                                u64 chunk_offset,
3860                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3861 {
3862         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3863             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3864                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3865                 return 0;
3866
3867         return 1;
3868 }
3869
3870 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3871                                struct btrfs_chunk *chunk,
3872                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3873 {
3874         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3875
3876         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3877                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3878                 return 0;
3879
3880         return 1;
3881 }
3882
3883 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3884                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3885 {
3886         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3887                 return 0;
3888
3889         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3890                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3891
3892         if (bargs->target == chunk_type)
3893                 return 1;
3894
3895         return 0;
3896 }
3897
3898 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3899                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3900 {
3901         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3902         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3903         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3904         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3905
3906         /* type filter */
3907         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3908               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3909                 return 0;
3910         }
3911
3912         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3913                 bargs = &bctl->data;
3914         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3915                 bargs = &bctl->sys;
3916         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3917                 bargs = &bctl->meta;
3918
3919         /* profiles filter */
3920         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3921             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3922                 return 0;
3923         }
3924
3925         /* usage filter */
3926         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3927             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3928                 return 0;
3929         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3930             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3931                 return 0;
3932         }
3933
3934         /* devid filter */
3935         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3936             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3937                 return 0;
3938         }
3939
3940         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3941         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3942             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3943                 return 0;
3944         }
3945
3946         /* vrange filter */
3947         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3948             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3949                 return 0;
3950         }
3951
3952         /* stripes filter */
3953         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3954             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3955                 return 0;
3956         }
3957
3958         /* soft profile changing mode */
3959         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3960             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3961                 return 0;
3962         }
3963
3964         /*
3965          * limited by count, must be the last filter
3966          */
3967         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3968                 if (bargs->limit == 0)
3969                         return 0;
3970                 else
3971                         bargs->limit--;
3972         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3973                 /*
3974                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3975                  * determined here because we do not have the global information
3976                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3977                  */
3978                 if (bargs->limit_max == 0)
3979                         return 0;
3980                 else
3981                         bargs->limit_max--;
3982         }
3983
3984         return 1;
3985 }
3986
3987 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3988 {
3989         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3990         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3991         u64 chunk_type;
3992         struct btrfs_chunk *chunk;
3993         struct btrfs_path *path = NULL;
3994         struct btrfs_key key;
3995         struct btrfs_key found_key;
3996         struct extent_buffer *leaf;
3997         int slot;
3998         int ret;
3999         int enospc_errors = 0;
4000         bool counting = true;
4001         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
4002         u64 limit_data = bctl->data.limit;
4003         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
4004         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
4005         u32 count_data = 0;
4006         u32 count_meta = 0;
4007         u32 count_sys = 0;
4008         int chunk_reserved = 0;
4009
4010         path = btrfs_alloc_path();
4011         if (!path) {
4012                 ret = -ENOMEM;
4013                 goto error;
4014         }
4015
4016         /* zero out stat counters */
4017         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4018         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
4019         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4020 again:
4021         if (!counting) {
4022                 /*
4023                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
4024                  * in the
4025                  */
4026                 bctl->data.limit = limit_data;
4027                 bctl->meta.limit = limit_meta;
4028                 bctl->sys.limit = limit_sys;
4029         }
4030         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
4031         key.offset = (u64)-1;
4032         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
4033
4034         while (1) {
4035                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
4036                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
4037                         ret = -ECANCELED;
4038                         goto error;
4039                 }
4040
4041                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4042                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
4043                 if (ret < 0) {
4044                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4045                         goto error;
4046                 }
4047
4048                 /*
4049                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
4050                  * failed
4051                  */
4052                 if (ret == 0)
4053                         BUG(); /* FIXME break ? */
4054
4055                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
4056                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
4057                 if (ret) {
4058                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4059                         ret = 0;
4060                         break;
4061                 }
4062
4063                 leaf = path->nodes[0];
4064                 slot = path->slots[0];
4065                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
4066
4067                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
4068                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4069                         break;
4070                 }
4071
4072                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
4073                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
4074
4075                 if (!counting) {
4076                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4077                         bctl->stat.considered++;
4078                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4079                 }
4080
4081                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
4082
4083                 btrfs_release_path(path);
4084                 if (!ret) {
4085                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4086                         goto loop;
4087                 }
4088
4089                 if (counting) {
4090                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4091                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4092                         bctl->stat.expected++;
4093                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4094
4095                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
4096                                 count_data++;
4097                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
4098                                 count_sys++;
4099                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
4100                                 count_meta++;
4101
4102                         goto loop;
4103                 }
4104
4105                 /*
4106                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
4107                  * filter is used, limit_min is 0 by default
4108                  */
4109                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
4110                                         count_data < bctl->data.limit_min)
4111                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
4112                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
4113                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
4114                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
4115                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4116                         goto loop;
4117                 }
4118
4119                 if (!chunk_reserved) {
4120                         /*
4121                          * We may be relocating the only data chunk we have,
4122                          * which could potentially end up with losing data's
4123                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
4124                          * advance.
4125                          */
4126                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4127                                                          found_key.offset);
4128                         if (ret < 0) {
4129                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4130                                 goto error;
4131                         } else if (ret == 1) {
4132                                 chunk_reserved = 1;
4133                         }
4134                 }
4135
4136                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4137                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4138                 if (ret == -ENOSPC) {
4139                         enospc_errors++;
4140                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4141                         btrfs_info(fs_info,
4142            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4143                                    found_key.offset);
4144                         ret = 0;
4145                 } else if (ret) {
4146                         goto error;
4147                 } else {
4148                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4149                         bctl->stat.completed++;
4150                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4151                 }
4152 loop:
4153                 if (found_key.offset == 0)
4154                         break;
4155                 key.offset = found_key.offset - 1;
4156         }
4157
4158         if (counting) {
4159                 btrfs_release_path(path);
4160                 counting = false;
4161                 goto again;
4162         }
4163 error:
4164         btrfs_free_path(path);
4165         if (enospc_errors) {
4166                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4167                            enospc_errors);
4168                 if (!ret)
4169                         ret = -ENOSPC;
4170         }
4171
4172         return ret;
4173 }
4174
4175 /*
4176  * See if a given profile is valid and reduced.
4177  *
4178  * @flags:     profile to validate
4179  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4180  */
4181 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4182 {
4183         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4184                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4185
4186         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4187
4188         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4189         if (flags & ~mask)
4190                 return 0;
4191
4192         /* 2) see if profile is reduced */
4193         if (flags == 0)
4194                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4195
4196         return has_single_bit_set(flags);
4197 }
4198
4199 /*
4200  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4201  * Otherwise print the error message and return false.
4202  */
4203 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4204                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4205                 u64 allowed, const char *type)
4206 {
4207         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4208                 return true;
4209
4210         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4211         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4212             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4213                 return true;
4214
4215         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4216                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4217         return false;
4218 }
4219
4220 /*
4221  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4222  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4223  * does not fit into the provided buffer.
4224  */
4225 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4226                                  u32 size_buf)
4227 {
4228         int ret;
4229         u32 size_bp = size_buf;
4230         char *bp = buf;
4231         u64 flags = bargs->flags;
4232         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4233
4234         if (!flags)
4235                 return;
4236
4237 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4238         do {                                                            \
4239                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4240                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4241                         goto out_overflow;                              \
4242                 size_bp -= ret;                                         \
4243                 bp += ret;                                              \
4244         } while (0)
4245
4246 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4247         do {                                                            \
4248                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4249                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4250                         goto out_overflow;                              \
4251                 size_bp -= ret;                                         \
4252                 bp += ret;                                              \
4253         } while (0)
4254
4255 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4256         do {                                                            \
4257                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4258                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4259                         goto out_overflow;                              \
4260                 size_bp -= ret;                                         \
4261                 bp += ret;                                              \
4262         } while (0)
4263
4264         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4265                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4266                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4267
4268         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4269                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4270
4271         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4272                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4273                                             sizeof(tmp_buf));
4274                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4275         }
4276
4277         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4278                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4279
4280         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4281                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4282                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4283
4284         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4285                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4286
4287         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4288                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4289                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4290
4291         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4292                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4293                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4294
4295         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4296                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4297
4298         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4299                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4300                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4301
4302         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4303                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4304                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4305
4306 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4307 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4308 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4309
4310 out_overflow:
4311
4312         if (size_bp < size_buf)
4313                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4314         else
4315                 buf[0] = '\0';
4316 }
4317
4318 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4319 {
4320         u32 size_buf = 1024;
4321         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4322         char *buf;
4323         char *bp;
4324         u32 size_bp = size_buf;
4325         int ret;
4326         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4327
4328         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4329         if (!buf)
4330                 return;
4331
4332         bp = buf;
4333
4334 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4335         do {                                                            \
4336                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4337                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4338                         goto out_overflow;                              \
4339                 size_bp -= ret;                                         \
4340                 bp += ret;                                              \
4341         } while (0)
4342
4343         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4344                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4345
4346         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4347                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4348                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4349         }
4350
4351         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4352                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4353                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4354         }
4355
4356         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4357                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4358                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4359         }
4360
4361 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4362
4363 out_overflow:
4364
4365         if (size_bp < size_buf)
4366                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4367         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4368                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4369                    "resume" : "start", buf);
4370
4371         kfree(buf);
4372 }
4373
4374 /*
4375  * Should be called with balance mutexe held
4376  */
4377 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4378                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4379                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4380 {
4381         u64 meta_target, data_target;
4382         u64 allowed;
4383         int mixed = 0;
4384         int ret;
4385         u64 num_devices;
4386         unsigned seq;
4387         bool reducing_redundancy;
4388         bool paused = false;
4389         int i;
4390
4391         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4392             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4393             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4394                 ret = -EINVAL;
4395                 goto out;
4396         }
4397
4398         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4399         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4400                 mixed = 1;
4401
4402         /*
4403          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4404          * and identical options should be given for both of them.
4405          */
4406         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4407         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4408                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4409                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4410                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4411                         btrfs_err(fs_info,
4412           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4413                         ret = -EINVAL;
4414                         goto out;
4415                 }
4416         }
4417
4418         /*
4419          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4420          * are exclusive
4421          */
4422         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4423
4424         /*
4425          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4426          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4427          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4428          */
4429         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4430         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4431                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4432                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4433
4434         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4435             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4436             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4437                 ret = -EINVAL;
4438                 goto out;
4439         }
4440
4441         /*
4442          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4443          * profiles with redundancy (copies, parity)
4444          */
4445         allowed = 0;
4446         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4447                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4448                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4449                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4450         }
4451         do {
4452                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4453
4454                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4455                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4456                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4457                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4458                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4459                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4460                         reducing_redundancy = true;
4461                 else
4462                         reducing_redundancy = false;
4463
4464                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4465                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4466                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4467                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4468                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4469         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4470
4471         if (reducing_redundancy) {
4472                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4473                         btrfs_info(fs_info,
4474                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4475                 } else {
4476                         btrfs_err(fs_info,
4477         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4478                         ret = -EINVAL;
4479                         goto out;
4480                 }
4481         }
4482
4483         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4484                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4485                 btrfs_warn(fs_info,
4486         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4487                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4488                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4489         }
4490
4491         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4492         if (ret && ret != -EEXIST)
4493                 goto out;
4494
4495         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4496                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4497                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4498                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4499                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4500                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4501         } else {
4502                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4503                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4504                 update_balance_args(bctl);
4505                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4506         }
4507
4508         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4509         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4510         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4511         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4512
4513         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4514
4515         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4516         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4517                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4518                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4519                 paused = true;
4520         }
4521         /*
4522          * Balance can be canceled by:
4523          *
4524          * - Regular cancel request
4525          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4526          *
4527          * - Fatal signal to "btrfs" process
4528          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4529          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4530          *   got -ECANCELED.
4531          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4532          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4533          *
4534          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4535          */
4536         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4537                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4538         else
4539                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4540
4541         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4542
4543         if (bargs) {
4544                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4545                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4546         }
4547
4548         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4549         if (!paused) {
4550                 reset_balance_state(fs_info);
4551                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4552         }
4553
4554         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4555
4556         return ret;
4557 out:
4558         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4559                 reset_balance_state(fs_info);
4560         else
4561                 kfree(bctl);
4562         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4563
4564         return ret;
4565 }
4566
4567 static int balance_kthread(void *data)
4568 {
4569         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4570         int ret = 0;
4571
4572         sb_start_write(fs_info->sb);
4573         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4574         if (fs_info->balance_ctl)
4575                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4576         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4577         sb_end_write(fs_info->sb);
4578
4579         return ret;
4580 }
4581
4582 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4583 {
4584         struct task_struct *tsk;
4585
4586         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4587         if (!fs_info->balance_ctl) {
4588                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4589                 return 0;
4590         }
4591         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4592
4593         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4594                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4595                 return 0;
4596         }
4597
4598         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4599         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4600         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4601         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4602         /*
4603          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4604          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4605          * the resume flag.
4606          */
4607         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4608         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4609         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4610
4611         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4612         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4613 }
4614
4615 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4616 {
4617         struct btrfs_balance_control *bctl;
4618         struct btrfs_balance_item *item;
4619         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4620         struct btrfs_path *path;
4621         struct extent_buffer *leaf;
4622         struct btrfs_key key;
4623         int ret;
4624
4625         path = btrfs_alloc_path();
4626         if (!path)
4627                 return -ENOMEM;
4628
4629         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4630         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4631         key.offset = 0;
4632
4633         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4634         if (ret < 0)
4635                 goto out;
4636         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4637                 ret = 0;
4638                 goto out;
4639         }
4640
4641         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4642         if (!bctl) {
4643                 ret = -ENOMEM;
4644                 goto out;
4645         }
4646
4647         leaf = path->nodes[0];
4648         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4649
4650         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4651         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4652
4653         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4654         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4655         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4656         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4657         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4658         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4659
4660         /*
4661          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4662          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4663          *
4664          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4665          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4666          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4667          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4668          * set up.
4669          */
4670         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4671                 btrfs_warn(fs_info,
4672         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4673
4674         btrfs_release_path(path);
4675
4676         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4677         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4678         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4679         fs_info->balance_ctl = bctl;
4680         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4681         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4682 out:
4683         btrfs_free_path(path);
4684         return ret;
4685 }
4686
4687 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4688 {
4689         int ret = 0;
4690
4691         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4692         if (!fs_info->balance_ctl) {
4693                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4694                 return -ENOTCONN;
4695         }
4696
4697         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4698                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4699                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4700
4701                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4702                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4703
4704                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4705                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4706                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4707                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4708         } else {
4709                 ret = -ENOTCONN;
4710         }
4711
4712         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4713         return ret;
4714 }
4715
4716 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4717 {
4718         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4719         if (!fs_info->balance_ctl) {
4720                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4721                 return -ENOTCONN;
4722         }
4723
4724         /*
4725          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4726          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4727          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4728          */
4729         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4730                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4731                 return -EROFS;
4732         }
4733
4734         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4735         /*
4736          * if we are running just wait and return, balance item is
4737          * deleted in btrfs_balance in this case
4738          */
4739         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4740                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4741                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4742                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4743                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4744         } else {
4745                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4746                 /*
4747                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4748                  * reexamine the status again.
4749                  */
4750                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4751
4752                 if (fs_info->balance_ctl) {
4753                         reset_balance_state(fs_info);
4754                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4755                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4756                 }
4757         }
4758
4759         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4760         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4761         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4762         return 0;
4763 }
4764
4765 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4766 {
4767         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4768         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4769         struct btrfs_key key;
4770         struct btrfs_path *path = NULL;
4771         int ret = 0;
4772         struct extent_buffer *eb;
4773         int slot;
4774         struct btrfs_root_item root_item;
4775         u32 item_size;
4776         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4777         bool closing = false;
4778
4779         path = btrfs_alloc_path();
4780         if (!path) {
4781                 ret = -ENOMEM;
4782                 goto out;
4783         }
4784
4785         key.objectid = 0;
4786         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4787         key.offset = 0;
4788
4789         while (1) {
4790                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4791                         closing = true;
4792                         break;
4793                 }
4794                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4795                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4796                 if (ret) {
4797                         if (ret > 0)
4798                                 ret = 0;
4799                         break;
4800                 }
4801
4802                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4803                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4804                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4805                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4806                         goto skip;
4807
4808                 eb = path->nodes[0];
4809                 slot = path->slots[0];
4810                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4811                 if (item_size < sizeof(root_item))
4812                         goto skip;
4813
4814                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4815                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4816                                    (int)sizeof(root_item));
4817                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4818                         goto skip;
4819
4820                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4821                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4822                         if (trans)
4823                                 goto update_tree;
4824
4825                         btrfs_release_path(path);
4826                         /*
4827                          * 1 - subvol uuid item
4828                          * 1 - received_subvol uuid item
4829                          */
4830                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4831                         if (IS_ERR(trans)) {
4832                                 ret = PTR_ERR(trans);
4833                                 break;
4834                         }
4835                         continue;
4836                 } else {
4837                         goto skip;
4838                 }
4839 update_tree:
4840                 btrfs_release_path(path);
4841                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4842                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4843                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4844                                                   key.objectid);
4845                         if (ret < 0) {
4846                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4847                                         ret);
4848                                 break;
4849                         }
4850                 }
4851
4852                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4853                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4854                                                   root_item.received_uuid,
4855                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4856                                                   key.objectid);
4857                         if (ret < 0) {
4858                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4859                                         ret);
4860                                 break;
4861                         }
4862                 }
4863
4864 skip:
4865                 btrfs_release_path(path);
4866                 if (trans) {
4867                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4868                         trans = NULL;
4869                         if (ret)
4870                                 break;
4871                 }
4872
4873                 if (key.offset < (u64)-1) {
4874                         key.offset++;
4875                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4876                         key.offset = 0;
4877                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4878                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4879                         key.offset = 0;
4880                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4881                         key.objectid++;
4882                 } else {
4883                         break;
4884                 }
4885                 cond_resched();
4886         }
4887
4888 out:
4889         btrfs_free_path(path);
4890         if (trans && !IS_ERR(trans))
4891                 btrfs_end_transaction(trans);
4892         if (ret)
4893                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4894         else if (!closing)
4895                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4896         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4897         return 0;
4898 }
4899
4900 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4901 {
4902         struct btrfs_trans_handle *trans;
4903         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4904         struct btrfs_root *uuid_root;
4905         struct task_struct *task;
4906         int ret;
4907
4908         /*
4909          * 1 - root node
4910          * 1 - root item
4911          */
4912         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4913         if (IS_ERR(trans))
4914                 return PTR_ERR(trans);
4915
4916         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4917         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4918                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4919                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4920                 btrfs_end_transaction(trans);
4921                 return ret;
4922         }
4923
4924         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4925
4926         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4927         if (ret)
4928                 return ret;
4929
4930         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4931         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4932         if (IS_ERR(task)) {
4933                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4934                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4935                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4936                 return PTR_ERR(task);
4937         }
4938
4939         return 0;
4940 }
4941
4942 /*
4943  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4944  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4945  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4946  */
4947 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4948 {
4949         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4950         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4951         struct btrfs_trans_handle *trans;
4952         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4953         struct btrfs_path *path;
4954         u64 length;
4955         u64 chunk_offset;
4956         int ret;
4957         int slot;
4958         int failed = 0;
4959         bool retried = false;
4960         struct extent_buffer *l;
4961         struct btrfs_key key;
4962         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4963         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4964         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4965         u64 diff;
4966         u64 start;
4967         u64 free_diff = 0;
4968
4969         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4970         start = new_size;
4971         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4972
4973         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4974                 return -EINVAL;
4975
4976         path = btrfs_alloc_path();
4977         if (!path)
4978                 return -ENOMEM;
4979
4980         path->reada = READA_BACK;
4981
4982         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4983         if (IS_ERR(trans)) {
4984                 btrfs_free_path(path);
4985                 return PTR_ERR(trans);
4986         }
4987
4988         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4989
4990         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4991         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4992                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4993
4994                 /*
4995                  * The new free_chunk_space is new_size - used, so we have to
4996                  * subtract the delta of the old free_chunk_space which included
4997                  * old_size - used.  If used > new_size then just subtract this
4998                  * entire device's free space.
4999                  */
5000                 if (device->bytes_used < new_size)
5001                         free_diff = (old_size - device->bytes_used) -
5002                                     (new_size - device->bytes_used);
5003                 else
5004                         free_diff = old_size - device->bytes_used;
5005                 atomic64_sub(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5006         }
5007
5008         /*
5009          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
5010          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
5011          * and relocates them accordingly.
5012          */
5013         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
5014                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5015                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5016                 if (ret)
5017                         goto done;
5018         } else {
5019                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5020                 btrfs_end_transaction(trans);
5021         }
5022
5023 again:
5024         key.objectid = device->devid;
5025         key.offset = (u64)-1;
5026         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
5027
5028         do {
5029                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5030                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5031                 if (ret < 0) {
5032                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5033                         goto done;
5034                 }
5035
5036                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
5037                 if (ret) {
5038                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5039                         if (ret < 0)
5040                                 goto done;
5041                         ret = 0;
5042                         btrfs_release_path(path);
5043                         break;
5044                 }
5045
5046                 l = path->nodes[0];
5047                 slot = path->slots[0];
5048                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
5049
5050                 if (key.objectid != device->devid) {
5051                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5052                         btrfs_release_path(path);
5053                         break;
5054                 }
5055
5056                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
5057                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
5058
5059                 if (key.offset + length <= new_size) {
5060                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5061                         btrfs_release_path(path);
5062                         break;
5063                 }
5064
5065                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
5066                 btrfs_release_path(path);
5067
5068                 /*
5069                  * We may be relocating the only data chunk we have,
5070                  * which could potentially end up with losing data's
5071                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
5072                  * advance.
5073                  */
5074                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
5075                 if (ret < 0) {
5076                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5077                         goto done;
5078                 }
5079
5080                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
5081                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5082                 if (ret == -ENOSPC) {
5083                         failed++;
5084                 } else if (ret) {
5085                         if (ret == -ETXTBSY) {
5086                                 btrfs_warn(fs_info,
5087                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
5088                                            chunk_offset);
5089                         }
5090                         goto done;
5091                 }
5092         } while (key.offset-- > 0);
5093
5094         if (failed && !retried) {
5095                 failed = 0;
5096                 retried = true;
5097                 goto again;
5098         } else if (failed && retried) {
5099                 ret = -ENOSPC;
5100                 goto done;
5101         }
5102
5103         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
5104         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5105         if (IS_ERR(trans)) {
5106                 ret = PTR_ERR(trans);
5107                 goto done;
5108         }
5109
5110         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5111         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
5112         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
5113                           CHUNK_STATE_MASK);
5114
5115         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
5116         if (list_empty(&device->post_commit_list))
5117                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
5118                               &trans->transaction->dev_update_list);
5119
5120         WARN_ON(diff > old_total);
5121         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
5122                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
5123         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5124
5125         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
5126         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
5127         ret = btrfs_update_device(trans, device);
5128         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
5129         if (ret < 0) {
5130                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5131                 btrfs_end_transaction(trans);
5132         } else {
5133                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5134         }
5135 done:
5136         btrfs_free_path(path);
5137         if (ret) {
5138                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5139                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5140                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5141                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5142                         atomic64_add(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5143                 }
5144                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5145         }
5146         return ret;
5147 }
5148
5149 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5150                            struct btrfs_key *key,
5151                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5152 {
5153         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5154         struct btrfs_disk_key disk_key;
5155         u32 array_size;
5156         u8 *ptr;
5157
5158         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5159
5160         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5161         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5162                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5163                 return -EFBIG;
5164
5165         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5166         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5167         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5168         ptr += sizeof(disk_key);
5169         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5170         item_size += sizeof(disk_key);
5171         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5172
5173         return 0;
5174 }
5175
5176 /*
5177  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5178  */
5179 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5180 {
5181         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5182         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5183
5184         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5185                 return -1;
5186         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5187                 return 1;
5188         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5189                 return -1;
5190         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5191                 return 1;
5192         return 0;
5193 }
5194
5195 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5196 {
5197         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5198                 return;
5199
5200         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5201 }
5202
5203 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5204 {
5205         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5206                 return;
5207
5208         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5209 }
5210
5211 /*
5212  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5213  * Wraps needed parameters.
5214  */
5215 struct alloc_chunk_ctl {
5216         u64 start;
5217         u64 type;
5218         /* Total number of stripes to allocate */
5219         int num_stripes;
5220         /* sub_stripes info for map */
5221         int sub_stripes;
5222         /* Stripes per device */
5223         int dev_stripes;
5224         /* Maximum number of devices to use */
5225         int devs_max;
5226         /* Minimum number of devices to use */
5227         int devs_min;
5228         /* ndevs has to be a multiple of this */
5229         int devs_increment;
5230         /* Number of copies */
5231         int ncopies;
5232         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5233         int nparity;
5234         u64 max_stripe_size;
5235         u64 max_chunk_size;
5236         u64 dev_extent_min;
5237         u64 stripe_size;
5238         u64 chunk_size;
5239         int ndevs;
5240 };
5241
5242 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5243                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5244                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5245 {
5246         struct btrfs_space_info *space_info;
5247
5248         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5249         ASSERT(space_info);
5250
5251         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5252         ctl->max_stripe_size = min_t(u64, ctl->max_chunk_size, SZ_1G);
5253
5254         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5255                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5256
5257         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5258         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5259                                   ctl->max_chunk_size);
5260         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5261 }
5262
5263 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5264                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5265                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5266 {
5267         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5268         u64 limit;
5269         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5270         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5271         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5272         u64 type = ctl->type;
5273
5274         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5275         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5276                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5277                                                  zone_size);
5278         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5279                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5280         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5281                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5282                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5283                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5284         } else {
5285                 BUG();
5286         }
5287
5288         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5289         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5290                                zone_size),
5291                     min_chunk_size);
5292         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5293         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5294 }
5295
5296 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5297                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5298 {
5299         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5300
5301         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5302         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5303         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5304         if (!ctl->devs_max)
5305                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5306         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5307         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5308         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5309         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5310         ctl->ndevs = 0;
5311
5312         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5313         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5314                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5315                 break;
5316         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5317                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5318                 break;
5319         default:
5320                 BUG();
5321         }
5322 }
5323
5324 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5325                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5326                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5327 {
5328         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5329         struct btrfs_device *device;
5330         u64 total_avail;
5331         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5332         int ret;
5333         int ndevs = 0;
5334         u64 max_avail;
5335         u64 dev_offset;
5336
5337         /*
5338          * in the first pass through the devices list, we gather information
5339          * about the available holes on each device.
5340          */
5341         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5342                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5343                         WARN(1, KERN_ERR
5344                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5345                         continue;
5346                 }
5347
5348                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5349                                         &device->dev_state) ||
5350                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5351                         continue;
5352
5353                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5354                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5355                 else
5356                         total_avail = 0;
5357
5358                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5359                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5360                         continue;
5361
5362                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5363                                            &max_avail);
5364                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5365                         return ret;
5366
5367                 if (ret == 0)
5368                         max_avail = dev_extent_want;
5369
5370                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5371                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5372                                 btrfs_debug(info,
5373                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5374                                             __func__, device->devid, max_avail,
5375                                             ctl->dev_extent_min);
5376                         continue;
5377                 }
5378
5379                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5380                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5381                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5382                         break;
5383                 }
5384                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5385                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5386                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5387                 devices_info[ndevs].dev = device;
5388                 ++ndevs;
5389         }
5390         ctl->ndevs = ndevs;
5391
5392         /*
5393          * now sort the devices by hole size / available space
5394          */
5395         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5396              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5397
5398         return 0;
5399 }
5400
5401 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5402                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5403 {
5404         /* Number of stripes that count for block group size */
5405         int data_stripes;
5406
5407         /*
5408          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5409          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5410          *
5411          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5412          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5413          */
5414         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5415                                    ctl->dev_stripes);
5416         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5417
5418         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5419         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5420
5421         /*
5422          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5423          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5424          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5425          * reduce stripe_size.
5426          */
5427         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5428                 /*
5429                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5430                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5431                  * previous value we had already.
5432                  */
5433                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5434                                                         data_stripes), SZ_16M),
5435                                        ctl->stripe_size);
5436         }
5437
5438         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5439         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5440
5441         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5442         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5443         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5444
5445         return 0;
5446 }
5447
5448 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5449                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5450 {
5451         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5452         /* Number of stripes that count for block group size */
5453         int data_stripes;
5454
5455         /*
5456          * It should hold because:
5457          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5458          */
5459         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5460
5461         ctl->stripe_size = zone_size;
5462         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5463         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5464
5465         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5466         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5467                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5468                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5469                                      ctl->dev_stripes);
5470                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5471                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5472                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5473         }
5474
5475         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5476
5477         return 0;
5478 }
5479
5480 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5481                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5482                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5483 {
5484         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5485
5486         /*
5487          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5488          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5489          * rounddown is safe.
5490          */
5491         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5492
5493         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5494                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5495                         btrfs_debug(info,
5496         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5497                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5498                 }
5499                 return -ENOSPC;
5500         }
5501
5502         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5503
5504         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5505         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5506                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5507         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5508                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5509         default:
5510                 BUG();
5511         }
5512 }
5513
5514 static void chunk_map_device_set_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5515 {
5516         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5517                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5518                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5519
5520                 set_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5521                                stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5522                                bits | EXTENT_NOWAIT, NULL);
5523         }
5524 }
5525
5526 static void chunk_map_device_clear_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5527 {
5528         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5529                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5530                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5531
5532                 __clear_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5533                                    stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5534                                    bits | EXTENT_NOWAIT,
5535                                    NULL, NULL);
5536         }
5537 }
5538
5539 void btrfs_remove_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5540 {
5541         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5542         rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5543         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5544         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5545         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5546
5547         /* Once for the tree reference. */
5548         btrfs_free_chunk_map(map);
5549 }
5550
5551 EXPORT_FOR_TESTS
5552 int btrfs_add_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5553 {
5554         struct rb_node **p;
5555         struct rb_node *parent = NULL;
5556         bool leftmost = true;
5557
5558         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5559         p = &fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
5560         while (*p) {
5561                 struct btrfs_chunk_map *entry;
5562
5563                 parent = *p;
5564                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5565
5566                 if (map->start < entry->start) {
5567                         p = &(*p)->rb_left;
5568                 } else if (map->start > entry->start) {
5569                         p = &(*p)->rb_right;
5570                         leftmost = false;
5571                 } else {
5572                         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5573                         return -EEXIST;
5574                 }
5575         }
5576         rb_link_node(&map->rb_node, parent, p);
5577         rb_insert_color_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree, leftmost);
5578         chunk_map_device_set_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5579         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_TRIMMED);
5580         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5581
5582         return 0;
5583 }
5584
5585 EXPORT_FOR_TESTS
5586 struct btrfs_chunk_map *btrfs_alloc_chunk_map(int num_stripes, gfp_t gfp)
5587 {
5588         struct btrfs_chunk_map *map;
5589
5590         map = kmalloc(btrfs_chunk_map_size(num_stripes), gfp);
5591         if (!map)
5592                 return NULL;
5593
5594         refcount_set(&map->refs, 1);
5595         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5596
5597         return map;
5598 }
5599
5600 struct btrfs_chunk_map *btrfs_clone_chunk_map(struct btrfs_chunk_map *map, gfp_t gfp)
5601 {
5602         const int size = btrfs_chunk_map_size(map->num_stripes);
5603         struct btrfs_chunk_map *clone;
5604
5605         clone = kmemdup(map, size, gfp);
5606         if (!clone)
5607                 return NULL;
5608
5609         refcount_set(&clone->refs, 1);
5610         RB_CLEAR_NODE(&clone->rb_node);
5611
5612         return clone;
5613 }
5614
5615 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5616                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5617                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5618 {
5619         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5620         struct btrfs_chunk_map *map;
5621         struct btrfs_block_group *block_group;
5622         u64 start = ctl->start;
5623         u64 type = ctl->type;
5624         int ret;
5625         int i;
5626         int j;
5627
5628         map = btrfs_alloc_chunk_map(ctl->num_stripes, GFP_NOFS);
5629         if (!map)
5630                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5631
5632         map->start = start;
5633         map->chunk_len = ctl->chunk_size;
5634         map->stripe_size = ctl->stripe_size;
5635         map->type = type;
5636         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5637         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5638         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5639         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5640
5641         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5642                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5643                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5644                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5645                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5646                                                    j * ctl->stripe_size;
5647                 }
5648         }
5649
5650         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5651
5652         ret = btrfs_add_chunk_map(info, map);
5653         if (ret) {
5654                 btrfs_free_chunk_map(map);
5655                 return ERR_PTR(ret);
5656         }
5657
5658         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5659         if (IS_ERR(block_group)) {
5660                 btrfs_remove_chunk_map(info, map);
5661                 return block_group;
5662         }
5663
5664         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5665                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5666
5667                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5668                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5669                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5670                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5671                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5672         }
5673
5674         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5675                      &info->free_chunk_space);
5676
5677         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5678         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5679
5680         return block_group;
5681 }
5682
5683 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5684                                             u64 type)
5685 {
5686         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5687         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5688         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5689         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5690         struct btrfs_block_group *block_group;
5691         int ret;
5692
5693         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5694
5695         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5696                 ASSERT(0);
5697                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5698         }
5699
5700         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5701                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5702                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5703                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5704         }
5705
5706         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5707                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5708                 ASSERT(0);
5709                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5710         }
5711
5712         ctl.start = find_next_chunk(info);
5713         ctl.type = type;
5714         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5715
5716         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5717                                GFP_NOFS);
5718         if (!devices_info)
5719                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5720
5721         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5722         if (ret < 0) {
5723                 block_group = ERR_PTR(ret);
5724                 goto out;
5725         }
5726
5727         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5728         if (ret < 0) {
5729                 block_group = ERR_PTR(ret);
5730                 goto out;
5731         }
5732
5733         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5734
5735 out:
5736         kfree(devices_info);
5737         return block_group;
5738 }
5739
5740 /*
5741  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5742  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5743  * chunks.
5744  *
5745  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5746  * phases.
5747  */
5748 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5749                                      struct btrfs_block_group *bg)
5750 {
5751         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5752         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5753         struct btrfs_key key;
5754         struct btrfs_chunk *chunk;
5755         struct btrfs_stripe *stripe;
5756         struct btrfs_chunk_map *map;
5757         size_t item_size;
5758         int i;
5759         int ret;
5760
5761         /*
5762          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5763          *
5764          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5765          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5766          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5767          *    details;
5768          *
5769          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5770          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5771          *    because the device object's id can change at any time during that
5772          *    final phase of the device replace operation
5773          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5774          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5775          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5776          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5777          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5778          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5779          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5780          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5781          *    concurrent device replace.
5782          */
5783         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5784
5785         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5786         if (IS_ERR(map)) {
5787                 ret = PTR_ERR(map);
5788                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5789                 return ret;
5790         }
5791
5792         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5793
5794         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5795         if (!chunk) {
5796                 ret = -ENOMEM;
5797                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5798                 goto out;
5799         }
5800
5801         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5802                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5803
5804                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5805                 if (ret)
5806                         goto out;
5807         }
5808
5809         stripe = &chunk->stripe;
5810         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5811                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5812                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5813
5814                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5815                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5816                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5817                 stripe++;
5818         }
5819
5820         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5821         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5822         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5823         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5824         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5825         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5826         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5827         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5828         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5829
5830         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5831         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5832         key.offset = bg->start;
5833
5834         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5835         if (ret)
5836                 goto out;
5837
5838         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5839
5840         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5841                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5842                 if (ret)
5843                         goto out;
5844         }
5845
5846 out:
5847         kfree(chunk);
5848         btrfs_free_chunk_map(map);
5849         return ret;
5850 }
5851
5852 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5853 {
5854         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5855         u64 alloc_profile;
5856         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5857         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5858
5859         /*
5860          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5861          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5862          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5863          * we must first:
5864          *
5865          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5866          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5867          *    seed device are read-only;
5868          *
5869          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5870          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5871          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5872          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5873          *
5874          * After that we can add the block group items to their btrees:
5875          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5876          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5877          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5878          */
5879
5880         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5881         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5882         if (IS_ERR(meta_bg))
5883                 return PTR_ERR(meta_bg);
5884
5885         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5886         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5887         if (IS_ERR(sys_bg))
5888                 return PTR_ERR(sys_bg);
5889
5890         return 0;
5891 }
5892
5893 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct btrfs_chunk_map *map)
5894 {
5895         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5896
5897         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5898 }
5899
5900 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5901 {
5902         struct btrfs_chunk_map *map;
5903         int miss_ndevs = 0;
5904         int i;
5905         bool ret = true;
5906
5907         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5908         if (IS_ERR(map))
5909                 return false;
5910
5911         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5912                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5913                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5914                         miss_ndevs++;
5915                         continue;
5916                 }
5917                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5918                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5919                         ret = false;
5920                         goto end;
5921                 }
5922         }
5923
5924         /*
5925          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5926          * not write the data into that chunk successfully.
5927          */
5928         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5929                 ret = false;
5930 end:
5931         btrfs_free_chunk_map(map);
5932         return ret;
5933 }
5934
5935 void btrfs_mapping_tree_free(struct btrfs_fs_info *fs_info)
5936 {
5937         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5938         while (!RB_EMPTY_ROOT(&fs_info->mapping_tree.rb_root)) {
5939                 struct btrfs_chunk_map *map;
5940                 struct rb_node *node;
5941
5942                 node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree);
5943                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5944                 rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5945                 RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5946                 chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5947                 /* Once for the tree ref. */
5948                 btrfs_free_chunk_map(map);
5949                 cond_resched_rwlock_write(&fs_info->mapping_tree_lock);
5950         }
5951         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5952 }
5953
5954 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5955 {
5956         struct btrfs_chunk_map *map;
5957         enum btrfs_raid_types index;
5958         int ret = 1;
5959
5960         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5961         if (IS_ERR(map))
5962                 /*
5963                  * We could return errors for these cases, but that could get
5964                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5965                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5966                  * to use other copies.
5967                  */
5968                 return 1;
5969
5970         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5971
5972         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5973         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5974                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5975         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5976                 ret = 2;
5977         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5978                 /*
5979                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5980                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5981                  *
5982                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5983                  * stripe under reconstruction.
5984                  */
5985                 ret = map->num_stripes;
5986         btrfs_free_chunk_map(map);
5987         return ret;
5988 }
5989
5990 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5991                                     u64 logical)
5992 {
5993         struct btrfs_chunk_map *map;
5994         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5995
5996         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5997                 return len;
5998
5999         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
6000
6001         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
6002                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6003                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6004                 btrfs_free_chunk_map(map);
6005         }
6006         return len;
6007 }
6008
6009 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
6010 {
6011         struct btrfs_chunk_map *map;
6012         int ret = 0;
6013
6014         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
6015                 return 0;
6016
6017         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
6018
6019         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
6020                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6021                         ret = 1;
6022                 btrfs_free_chunk_map(map);
6023         }
6024         return ret;
6025 }
6026
6027 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6028                             struct btrfs_chunk_map *map, int first,
6029                             int dev_replace_is_ongoing)
6030 {
6031         const enum btrfs_read_policy policy = READ_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy);
6032         int i;
6033         int num_stripes;
6034         int preferred_mirror;
6035         int tolerance;
6036         struct btrfs_device *srcdev;
6037
6038         ASSERT((map->type &
6039                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
6040
6041         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
6042                 num_stripes = map->sub_stripes;
6043         else
6044                 num_stripes = map->num_stripes;
6045
6046         switch (policy) {
6047         default:
6048                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
6049                 btrfs_warn_rl(fs_info, "unknown read_policy type %u, reset to pid",
6050                               policy);
6051                 WRITE_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy, BTRFS_READ_POLICY_PID);
6052                 fallthrough;
6053         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
6054                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
6055                 break;
6056         }
6057
6058         if (dev_replace_is_ongoing &&
6059             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
6060              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
6061                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
6062         else
6063                 srcdev = NULL;
6064
6065         /*
6066          * try to avoid the drive that is the source drive for a
6067          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
6068          * mirror is available
6069          */
6070         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
6071                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
6072                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
6073                         return preferred_mirror;
6074                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
6075                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
6076                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
6077                                 return i;
6078                 }
6079         }
6080
6081         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
6082          * and the io error handling code will clean up eventually
6083          */
6084         return preferred_mirror;
6085 }
6086
6087 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6088                                                        u64 logical,
6089                                                        u16 total_stripes)
6090 {
6091         struct btrfs_io_context *bioc;
6092
6093         bioc = kzalloc(
6094                  /* The size of btrfs_io_context */
6095                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
6096                 /* Plus the variable array for the stripes */
6097                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
6098                 GFP_NOFS);
6099
6100         if (!bioc)
6101                 return NULL;
6102
6103         refcount_set(&bioc->refs, 1);
6104
6105         bioc->fs_info = fs_info;
6106         bioc->replace_stripe_src = -1;
6107         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
6108         bioc->logical = logical;
6109
6110         return bioc;
6111 }
6112
6113 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6114 {
6115         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
6116         refcount_inc(&bioc->refs);
6117 }
6118
6119 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6120 {
6121         if (!bioc)
6122                 return;
6123         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
6124                 kfree(bioc);
6125 }
6126
6127 /*
6128  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
6129  * replace.
6130  */
6131 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6132                                                u64 logical, u64 *length_ret,
6133                                                u32 *num_stripes)
6134 {
6135         struct btrfs_chunk_map *map;
6136         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
6137         u64 length = *length_ret;
6138         u64 offset;
6139         u32 stripe_nr;
6140         u32 stripe_nr_end;
6141         u32 stripe_cnt;
6142         u64 stripe_end_offset;
6143         u64 stripe_offset;
6144         u32 stripe_index;
6145         u32 factor = 0;
6146         u32 sub_stripes = 0;
6147         u32 stripes_per_dev = 0;
6148         u32 remaining_stripes = 0;
6149         u32 last_stripe = 0;
6150         int ret;
6151         int i;
6152
6153         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
6154         if (IS_ERR(map))
6155                 return ERR_CAST(map);
6156
6157         /* we don't discard raid56 yet */
6158         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6159                 ret = -EOPNOTSUPP;
6160                 goto out_free_map;
6161         }
6162
6163         offset = logical - map->start;
6164         length = min_t(u64, map->start + map->chunk_len - logical, length);
6165         *length_ret = length;
6166
6167         /*
6168          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
6169          * to get to this block
6170          */
6171         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6172
6173         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6174         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6175
6176         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
6177                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6178         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6179         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
6180                             (offset + length);
6181         /*
6182          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6183          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6184          * the number of our device in the stripe array
6185          */
6186         *num_stripes = 1;
6187         stripe_index = 0;
6188         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6189                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6190                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6191                         sub_stripes = 1;
6192                 else
6193                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6194
6195                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6196                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6197                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6198                 stripe_index = stripe_nr % factor;
6199                 stripe_nr /= factor;
6200                 stripe_index *= sub_stripes;
6201
6202                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6203                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6204                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6205         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6206                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6207                 *num_stripes = map->num_stripes;
6208         } else {
6209                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6210                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6211         }
6212
6213         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6214         if (!stripes) {
6215                 ret = -ENOMEM;
6216                 goto out_free_map;
6217         }
6218
6219         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6220                 stripes[i].physical =
6221                         map->stripes[stripe_index].physical +
6222                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6223                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6224
6225                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6226                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6227                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6228
6229                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6230                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6231
6232                         /*
6233                          * Special for the first stripe and
6234                          * the last stripe:
6235                          *
6236                          * |-------|...|-------|
6237                          *     |----------|
6238                          *    off     end_off
6239                          */
6240                         if (i < sub_stripes)
6241                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6242
6243                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6244                             stripe_index <= (last_stripe +
6245                                              sub_stripes - 1))
6246                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6247
6248                         if (i == sub_stripes - 1)
6249                                 stripe_offset = 0;
6250                 } else {
6251                         stripes[i].length = length;
6252                 }
6253
6254                 stripe_index++;
6255                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6256                         stripe_index = 0;
6257                         stripe_nr++;
6258                 }
6259         }
6260
6261         btrfs_free_chunk_map(map);
6262         return stripes;
6263 out_free_map:
6264         btrfs_free_chunk_map(map);
6265         return ERR_PTR(ret);
6266 }
6267
6268 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6269 {
6270         struct btrfs_block_group *cache;
6271         bool ret;
6272
6273         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6274         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6275                 return false;
6276
6277         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6278
6279         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6280
6281         btrfs_put_block_group(cache);
6282         return ret;
6283 }
6284
6285 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6286                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6287                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6288                                       u64 logical,
6289                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6290 {
6291         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6292         /*
6293          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6294          * excluding the duplicated stripes.
6295          */
6296         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6297         int nr_extra_stripes = 0;
6298         int max_errors = *max_errors_ret;
6299         int i;
6300
6301         /*
6302          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6303          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6304          */
6305         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6306                 return;
6307
6308         /*
6309          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6310          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6311          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6312          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6313          * to the new disk as well.
6314          *
6315          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6316          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6317          */
6318         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6319                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6320                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6321
6322                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6323                         continue;
6324
6325                 new->physical = old->physical;
6326                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6327                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6328                         bioc->replace_stripe_src = i;
6329                 nr_extra_stripes++;
6330         }
6331
6332         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6333         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6334         /*
6335          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6336          * replace.
6337          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6338          */
6339         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6340                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6341                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6342
6343                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6344                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6345
6346                 /*
6347                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6348                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6349                  */
6350                 if (first->physical > second->physical) {
6351                         swap(second->physical, first->physical);
6352                         swap(second->dev, first->dev);
6353                         nr_extra_stripes--;
6354                 }
6355         }
6356
6357         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6358         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6359         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6360 }
6361
6362 static u64 btrfs_max_io_len(struct btrfs_chunk_map *map, u64 offset,
6363                             struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6364 {
6365         /*
6366          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6367          * the offset of this block in its stripe.
6368          */
6369         io_geom->stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6370         io_geom->stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6371         ASSERT(io_geom->stripe_offset < U32_MAX);
6372
6373         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6374                 unsigned long full_stripe_len =
6375                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6376
6377                 /*
6378                  * For full stripe start, we use previously calculated
6379                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6380                  * STRIPE_LEN.
6381                  *
6382                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6383                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6384                  * not ensured to be power of 2.
6385                  */
6386                 io_geom->raid56_full_stripe_start = btrfs_stripe_nr_to_offset(
6387                         rounddown(io_geom->stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6388
6389                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6390                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start <= offset);
6391                 /*
6392                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6393                  * no straddling of stripe sets.
6394                  */
6395                 if (io_geom->op == BTRFS_MAP_WRITE)
6396                         return full_stripe_len - (offset - io_geom->raid56_full_stripe_start);
6397         }
6398
6399         /*
6400          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6401          * a single disk).
6402          */
6403         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6404                 return BTRFS_STRIPE_LEN - io_geom->stripe_offset;
6405         return U64_MAX;
6406 }
6407
6408 static int set_io_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
6409                          u64 *length, struct btrfs_io_stripe *dst,
6410                          struct btrfs_chunk_map *map,
6411                          struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6412 {
6413         dst->dev = map->stripes[io_geom->stripe_index].dev;
6414
6415         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ &&
6416             btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type))
6417                 return btrfs_get_raid_extent_offset(fs_info, logical, length,
6418                                                     map->type,
6419                                                     io_geom->stripe_index, dst);
6420
6421         dst->physical = map->stripes[io_geom->stripe_index].physical +
6422                         io_geom->stripe_offset +
6423                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom->stripe_nr);
6424         return 0;
6425 }
6426
6427 static bool is_single_device_io(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6428                                 const struct btrfs_io_stripe *smap,
6429                                 const struct btrfs_chunk_map *map,
6430                                 int num_alloc_stripes,
6431                                 enum btrfs_map_op op, int mirror_num)
6432 {
6433         if (!smap)
6434                 return false;
6435
6436         if (num_alloc_stripes != 1)
6437                 return false;
6438
6439         if (btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type) && op != BTRFS_MAP_READ)
6440                 return false;
6441
6442         if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)
6443                 return false;
6444
6445         return true;
6446 }
6447
6448 static void map_blocks_raid0(const struct btrfs_chunk_map *map,
6449                              struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6450 {
6451         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6452         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6453         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ)
6454                 io_geom->mirror_num = 1;
6455 }
6456
6457 static void map_blocks_raid1(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6458                              struct btrfs_chunk_map *map,
6459                              struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6460                              bool dev_replace_is_ongoing)
6461 {
6462         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6463                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6464                 return;
6465         }
6466
6467         if (io_geom->mirror_num) {
6468                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6469                 return;
6470         }
6471
6472         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6473                                                  dev_replace_is_ongoing);
6474         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6475 }
6476
6477 static void map_blocks_dup(const struct btrfs_chunk_map *map,
6478                            struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6479 {
6480         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6481                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6482                 return;
6483         }
6484
6485         if (io_geom->mirror_num) {
6486                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6487                 return;
6488         }
6489
6490         io_geom->mirror_num = 1;
6491 }
6492
6493 static void map_blocks_raid10(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6494                               struct btrfs_chunk_map *map,
6495                               struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6496                               bool dev_replace_is_ongoing)
6497 {
6498         u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6499         int old_stripe_index;
6500
6501         io_geom->stripe_index = (io_geom->stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6502         io_geom->stripe_nr /= factor;
6503
6504         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6505                 io_geom->num_stripes = map->sub_stripes;
6506                 return;
6507         }
6508
6509         if (io_geom->mirror_num) {
6510                 io_geom->stripe_index += io_geom->mirror_num - 1;
6511                 return;
6512         }
6513
6514         old_stripe_index = io_geom->stripe_index;
6515         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6516                                                  io_geom->stripe_index,
6517                                                  dev_replace_is_ongoing);
6518         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index - old_stripe_index + 1;
6519 }
6520
6521 static void map_blocks_raid56_write(struct btrfs_chunk_map *map,
6522                                     struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6523                                     u64 logical, u64 *length)
6524 {
6525         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6526
6527         /*
6528          * Needs full stripe mapping.
6529          *
6530          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe For those cases
6531          * needing a full stripe, @stripe_nr is the full stripe number.
6532          *
6533          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len, but
6534          * that can be expensive.  Here we just divide @stripe_nr with
6535          * @data_stripes.
6536          */
6537         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6538
6539         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6540         io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6541         io_geom->max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6542
6543         /* Return the length to the full stripe end. */
6544         *length = min(logical + *length,
6545                       io_geom->raid56_full_stripe_start + map->start +
6546                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6547                 logical;
6548         io_geom->stripe_index = 0;
6549         io_geom->stripe_offset = 0;
6550 }
6551
6552 static void map_blocks_raid56_read(struct btrfs_chunk_map *map,
6553                                    struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6554 {
6555         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6556
6557         ASSERT(io_geom->mirror_num <= 1);
6558         /* Just grab the data stripe directly. */
6559         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % data_stripes;
6560         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6561
6562         /* We distribute the parity blocks across stripes. */
6563         io_geom->stripe_index =
6564                 (io_geom->stripe_nr + io_geom->stripe_index) % map->num_stripes;
6565
6566         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ && io_geom->mirror_num < 1)
6567                 io_geom->mirror_num = 1;
6568 }
6569
6570 static void map_blocks_single(const struct btrfs_chunk_map *map,
6571                               struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6572 {
6573         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6574         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6575         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6576 }
6577
6578 /*
6579  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6580  *
6581  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6582  *                      One logical range can be split into different segments
6583  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6584  *                      boundaries.
6585  *
6586  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6587  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6588  *                      recorded inside.
6589  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6590  *
6591  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6592  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6593  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6594  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6595  *                      updated.
6596  *
6597  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6598  *                      value is 0.
6599  *
6600  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6601  *
6602  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6603  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6604  *                      copy).
6605  *
6606  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6607  *                      the remaining data stripes.
6608  *
6609  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6610  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6611  *                      stripes..
6612  */
6613 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6614                     u64 logical, u64 *length,
6615                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6616                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret)
6617 {
6618         struct btrfs_chunk_map *map;
6619         struct btrfs_io_geometry io_geom = { 0 };
6620         u64 map_offset;
6621         int i;
6622         int ret = 0;
6623         int num_copies;
6624         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6625         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6626         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6627         u16 num_alloc_stripes;
6628         u64 max_len;
6629
6630         ASSERT(bioc_ret);
6631
6632         io_geom.mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6633         io_geom.num_stripes = 1;
6634         io_geom.stripe_index = 0;
6635         io_geom.op = op;
6636
6637         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6638         if (io_geom.mirror_num > num_copies)
6639                 return -EINVAL;
6640
6641         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6642         if (IS_ERR(map))
6643                 return PTR_ERR(map);
6644
6645         map_offset = logical - map->start;
6646         io_geom.raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6647         max_len = btrfs_max_io_len(map, map_offset, &io_geom);
6648         *length = min_t(u64, map->chunk_len - map_offset, max_len);
6649
6650         down_read(&dev_replace->rwsem);
6651         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6652         /*
6653          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6654          * requested at commit time but must wait.
6655          */
6656         if (!dev_replace_is_ongoing)
6657                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6658
6659         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
6660         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
6661                 map_blocks_raid0(map, &io_geom);
6662                 break;
6663         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
6664         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3:
6665         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4:
6666                 map_blocks_raid1(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6667                 break;
6668         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
6669                 map_blocks_dup(map, &io_geom);
6670                 break;
6671         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
6672                 map_blocks_raid10(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6673                 break;
6674         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
6675         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
6676                 if (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)
6677                         map_blocks_raid56_write(map, &io_geom, logical, length);
6678                 else
6679                         map_blocks_raid56_read(map, &io_geom);
6680                 break;
6681         default:
6682                 /*
6683                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6684                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6685                  * the number of our device in the stripe array
6686                  */
6687                 map_blocks_single(map, &io_geom);
6688                 break;
6689         }
6690         if (io_geom.stripe_index >= map->num_stripes) {
6691                 btrfs_crit(fs_info,
6692                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6693                            io_geom.stripe_index, map->num_stripes);
6694                 ret = -EINVAL;
6695                 goto out;
6696         }
6697
6698         num_alloc_stripes = io_geom.num_stripes;
6699         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6700             op != BTRFS_MAP_READ)
6701                 /*
6702                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6703                  * duplicated stripes.
6704                  *
6705                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6706                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6707                  */
6708                 num_alloc_stripes += 2;
6709
6710         /*
6711          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6712          * physical block information on the stack instead of allocating an
6713          * I/O context structure.
6714          */
6715         if (is_single_device_io(fs_info, smap, map, num_alloc_stripes, op,
6716                                 io_geom.mirror_num)) {
6717                 ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length, smap, map, &io_geom);
6718                 if (mirror_num_ret)
6719                         *mirror_num_ret = io_geom.mirror_num;
6720                 *bioc_ret = NULL;
6721                 goto out;
6722         }
6723
6724         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, logical, num_alloc_stripes);
6725         if (!bioc) {
6726                 ret = -ENOMEM;
6727                 goto out;
6728         }
6729         bioc->map_type = map->type;
6730
6731         /*
6732          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6733          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6734          * (if we have).
6735          *
6736          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6737          */
6738         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK &&
6739             (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)) {
6740                 /*
6741                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6742                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6743                  * with num_stripes).
6744                  *
6745                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6746                  * modulo, to reduce one modulo call.
6747                  */
6748                 bioc->full_stripe_logical = map->start +
6749                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr *
6750                                                   nr_data_stripes(map));
6751                 for (int i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6752                         struct btrfs_io_stripe *dst = &bioc->stripes[i];
6753                         u32 stripe_index;
6754
6755                         stripe_index = (i + io_geom.stripe_nr) % io_geom.num_stripes;
6756                         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6757                         dst->physical =
6758                                 map->stripes[stripe_index].physical +
6759                                 io_geom.stripe_offset +
6760                                 btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr);
6761                 }
6762         } else {
6763                 /*
6764                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6765                  * stripe into the bioc.
6766                  */
6767                 for (i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6768                         ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length,
6769                                             &bioc->stripes[i], map, &io_geom);
6770                         if (ret < 0)
6771                                 break;
6772                         io_geom.stripe_index++;
6773                 }
6774         }
6775
6776         if (ret) {
6777                 *bioc_ret = NULL;
6778                 btrfs_put_bioc(bioc);
6779                 goto out;
6780         }
6781
6782         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6783                 io_geom.max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6784
6785         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6786             op != BTRFS_MAP_READ) {
6787                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6788                                           &io_geom.num_stripes, &io_geom.max_errors);
6789         }
6790
6791         *bioc_ret = bioc;
6792         bioc->num_stripes = io_geom.num_stripes;
6793         bioc->max_errors = io_geom.max_errors;
6794         bioc->mirror_num = io_geom.mirror_num;
6795
6796 out:
6797         if (dev_replace_is_ongoing) {
6798                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6799                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6800                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6801         }
6802         btrfs_free_chunk_map(map);
6803         return ret;
6804 }
6805
6806 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6807                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6808 {
6809         if (args->fsid == NULL)
6810                 return true;
6811         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6812                 return true;
6813         return false;
6814 }
6815
6816 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6817                                   const struct btrfs_device *device)
6818 {
6819         if (args->missing) {
6820                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6821                     !device->bdev)
6822                         return true;
6823                 return false;
6824         }
6825
6826         if (device->devid != args->devid)
6827                 return false;
6828         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6829                 return false;
6830         return true;
6831 }
6832
6833 /*
6834  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6835  * return NULL.
6836  *
6837  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6838  * only devid is used.
6839  */
6840 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6841                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6842 {
6843         struct btrfs_device *device;
6844         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6845
6846         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6847                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6848                         if (dev_args_match_device(args, device))
6849                                 return device;
6850                 }
6851         }
6852
6853         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6854                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6855                         continue;
6856                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6857                         if (dev_args_match_device(args, device))
6858                                 return device;
6859                 }
6860         }
6861
6862         return NULL;
6863 }
6864
6865 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6866                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6867 {
6868         struct btrfs_device *device;
6869         unsigned int nofs_flag;
6870
6871         /*
6872          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6873          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6874          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6875          * places.
6876          */
6877
6878         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6879         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6880         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6881         if (IS_ERR(device))
6882                 return device;
6883
6884         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6885         device->fs_devices = fs_devices;
6886         fs_devices->num_devices++;
6887
6888         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6889         fs_devices->missing_devices++;
6890
6891         return device;
6892 }
6893
6894 /*
6895  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6896  *
6897  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6898  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6899  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6900  *              is generated.
6901  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6902  *              is generated.
6903  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6904  *
6905  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6906  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6907  * destroyed with btrfs_free_device.
6908  */
6909 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6910                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6911                                         const char *path)
6912 {
6913         struct btrfs_device *dev;
6914         u64 tmp;
6915
6916         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6917                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6918
6919         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6920         if (!dev)
6921                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6922
6923         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6924         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6925         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6926
6927         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6928         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6929         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6930
6931         if (devid)
6932                 tmp = *devid;
6933         else {
6934                 int ret;
6935
6936                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6937                 if (ret) {
6938                         btrfs_free_device(dev);
6939                         return ERR_PTR(ret);
6940                 }
6941         }
6942         dev->devid = tmp;
6943
6944         if (uuid)
6945                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6946         else
6947                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6948
6949         if (path) {
6950                 struct rcu_string *name;
6951
6952                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6953                 if (!name) {
6954                         btrfs_free_device(dev);
6955                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6956                 }
6957                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6958         }
6959
6960         return dev;
6961 }
6962
6963 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6964                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6965 {
6966         if (error)
6967                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6968                               devid, uuid);
6969         else
6970                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6971                               devid, uuid);
6972 }
6973
6974 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct btrfs_chunk_map *map)
6975 {
6976         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6977
6978         return div_u64(map->chunk_len, data_stripes);
6979 }
6980
6981 #if BITS_PER_LONG == 32
6982 /*
6983  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6984  * can't be accessed on 32bit systems.
6985  *
6986  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6987  * metadata chunk beyond that limit.
6988  */
6989 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6990                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6991 {
6992         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6993                 return 0;
6994
6995         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6996                 return 0;
6997
6998         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6999         return -EOVERFLOW;
7000 }
7001
7002 /*
7003  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
7004  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
7005  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
7006  * once the limit is reached.
7007  */
7008 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7009                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7010 {
7011         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7012                 return;
7013
7014         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
7015                 return;
7016
7017         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
7018 }
7019 #endif
7020
7021 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7022                                                   u64 devid, u8 *uuid)
7023 {
7024         struct btrfs_device *dev;
7025
7026         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7027                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
7028                 return ERR_PTR(-ENOENT);
7029         }
7030
7031         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
7032         if (IS_ERR(dev)) {
7033                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
7034                           devid, PTR_ERR(dev));
7035                 return dev;
7036         }
7037         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
7038
7039         return dev;
7040 }
7041
7042 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
7043                           struct btrfs_chunk *chunk)
7044 {
7045         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7046         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7047         struct btrfs_chunk_map *map;
7048         u64 logical;
7049         u64 length;
7050         u64 devid;
7051         u64 type;
7052         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7053         int index;
7054         int num_stripes;
7055         int ret;
7056         int i;
7057
7058         logical = key->offset;
7059         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
7060         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
7061         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
7062         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
7063
7064 #if BITS_PER_LONG == 32
7065         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7066         if (ret < 0)
7067                 return ret;
7068         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7069 #endif
7070
7071         /*
7072          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
7073          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
7074          */
7075         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
7076                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
7077                 if (ret)
7078                         return ret;
7079         }
7080
7081         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, 1);
7082
7083         /* already mapped? */
7084         if (map && map->start <= logical && map->start + map->chunk_len > logical) {
7085                 btrfs_free_chunk_map(map);
7086                 return 0;
7087         } else if (map) {
7088                 btrfs_free_chunk_map(map);
7089         }
7090
7091         map = btrfs_alloc_chunk_map(num_stripes, GFP_NOFS);
7092         if (!map)
7093                 return -ENOMEM;
7094
7095         map->start = logical;
7096         map->chunk_len = length;
7097         map->num_stripes = num_stripes;
7098         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7099         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7100         map->type = type;
7101         /*
7102          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
7103          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
7104          * older mkfs (<v5.4).
7105          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
7106          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
7107          * use the trusted value instead.
7108          */
7109         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
7110         map->verified_stripes = 0;
7111         map->stripe_size = btrfs_calc_stripe_length(map);
7112         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7113                 map->stripes[i].physical =
7114                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7115                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7116                 args.devid = devid;
7117                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7118                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7119                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7120                 args.uuid = uuid;
7121                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7122                 if (!map->stripes[i].dev) {
7123                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7124                                                                     devid, uuid);
7125                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7126                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7127                                 btrfs_free_chunk_map(map);
7128                                 return ret;
7129                         }
7130                 }
7131
7132                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7133                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7134         }
7135
7136         ret = btrfs_add_chunk_map(fs_info, map);
7137         if (ret < 0) {
7138                 btrfs_err(fs_info,
7139                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7140                           map->start, map->chunk_len, ret);
7141         }
7142
7143         return ret;
7144 }
7145
7146 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7147                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7148                                  struct btrfs_device *device)
7149 {
7150         unsigned long ptr;
7151
7152         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7153         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7154         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7155         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7156         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7157         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7158         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7159         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7160         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7161         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7162         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7163         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7164
7165         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7166         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7167 }
7168
7169 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7170                                                   u8 *fsid)
7171 {
7172         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7173         int ret;
7174
7175         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7176         ASSERT(fsid);
7177
7178         /* This will match only for multi-device seed fs */
7179         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7180                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7181                         return fs_devices;
7182
7183
7184         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7185         if (!fs_devices) {
7186                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7187                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7188
7189                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid);
7190                 if (IS_ERR(fs_devices))
7191                         return fs_devices;
7192
7193                 fs_devices->seeding = true;
7194                 fs_devices->opened = 1;
7195                 return fs_devices;
7196         }
7197
7198         /*
7199          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7200          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7201          */
7202         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7203         if (IS_ERR(fs_devices))
7204                 return fs_devices;
7205
7206         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
7207         if (ret) {
7208                 free_fs_devices(fs_devices);
7209                 return ERR_PTR(ret);
7210         }
7211
7212         if (!fs_devices->seeding) {
7213                 close_fs_devices(fs_devices);
7214                 free_fs_devices(fs_devices);
7215                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7216         }
7217
7218         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7219
7220         return fs_devices;
7221 }
7222
7223 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7224                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7225 {
7226         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7227         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7228         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7229         struct btrfs_device *device;
7230         u64 devid;
7231         int ret;
7232         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7233         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7234
7235         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7236         args.devid = devid;
7237         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7238                            BTRFS_UUID_SIZE);
7239         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7240                            BTRFS_FSID_SIZE);
7241         args.uuid = dev_uuid;
7242         args.fsid = fs_uuid;
7243
7244         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7245                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7246                 if (IS_ERR(fs_devices))
7247                         return PTR_ERR(fs_devices);
7248         }
7249
7250         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7251         if (!device) {
7252                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7253                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7254                                                         dev_uuid, true);
7255                         return -ENOENT;
7256                 }
7257
7258                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7259                 if (IS_ERR(device)) {
7260                         btrfs_err(fs_info,
7261                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7262                                 devid, PTR_ERR(device));
7263                         return PTR_ERR(device);
7264                 }
7265                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7266         } else {
7267                 if (!device->bdev) {
7268                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7269                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7270                                                 devid, dev_uuid, true);
7271                                 return -ENOENT;
7272                         }
7273                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7274                                                         dev_uuid, false);
7275                 }
7276
7277                 if (!device->bdev &&
7278                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7279                         /*
7280                          * this happens when a device that was properly setup
7281                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7282                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7283                          * device->missing to one here
7284                          */
7285                         device->fs_devices->missing_devices++;
7286                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7287                 }
7288
7289                 /* Move the device to its own fs_devices */
7290                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7291                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7292                                                         &device->dev_state));
7293
7294                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7295                         device->fs_devices->num_devices--;
7296                         fs_devices->num_devices++;
7297
7298                         device->fs_devices->missing_devices--;
7299                         fs_devices->missing_devices++;
7300
7301                         device->fs_devices = fs_devices;
7302                 }
7303         }
7304
7305         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7306                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7307                 if (device->generation !=
7308                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7309                         return -EINVAL;
7310         }
7311
7312         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7313         if (device->bdev) {
7314                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7315
7316                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7317                         btrfs_err(fs_info,
7318                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7319                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7320                         return -EINVAL;
7321                 }
7322         }
7323         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7324         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7325            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7326                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7327                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7328                                 &fs_info->free_chunk_space);
7329         }
7330         ret = 0;
7331         return ret;
7332 }
7333
7334 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7335 {
7336         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7337         struct extent_buffer *sb;
7338         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7339         struct btrfs_chunk *chunk;
7340         u8 *array_ptr;
7341         unsigned long sb_array_offset;
7342         int ret = 0;
7343         u32 num_stripes;
7344         u32 array_size;
7345         u32 len = 0;
7346         u32 cur_offset;
7347         u64 type;
7348         struct btrfs_key key;
7349
7350         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7351
7352         /*
7353          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7354          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7355          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7356          */
7357         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7358         if (!sb)
7359                 return -ENOMEM;
7360         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7361
7362         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7363         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7364
7365         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7366         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7367         cur_offset = 0;
7368
7369         while (cur_offset < array_size) {
7370                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7371                 len = sizeof(*disk_key);
7372                 if (cur_offset + len > array_size)
7373                         goto out_short_read;
7374
7375                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7376
7377                 array_ptr += len;
7378                 sb_array_offset += len;
7379                 cur_offset += len;
7380
7381                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7382                         btrfs_err(fs_info,
7383                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7384                                   (u32)key.type, cur_offset);
7385                         ret = -EIO;
7386                         break;
7387                 }
7388
7389                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7390                 /*
7391                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7392                  * exact stripe count check comes afterwards
7393                  */
7394                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7395                 if (cur_offset + len > array_size)
7396                         goto out_short_read;
7397
7398                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7399                 if (!num_stripes) {
7400                         btrfs_err(fs_info,
7401                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7402                                   num_stripes, cur_offset);
7403                         ret = -EIO;
7404                         break;
7405                 }
7406
7407                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7408                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7409                         btrfs_err(fs_info,
7410                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7411                                   type, cur_offset);
7412                         ret = -EIO;
7413                         break;
7414                 }
7415
7416                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7417                 if (cur_offset + len > array_size)
7418                         goto out_short_read;
7419
7420                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7421                 if (ret)
7422                         break;
7423
7424                 array_ptr += len;
7425                 sb_array_offset += len;
7426                 cur_offset += len;
7427         }
7428         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7429         free_extent_buffer_stale(sb);
7430         return ret;
7431
7432 out_short_read:
7433         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7434                         len, cur_offset);
7435         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7436         free_extent_buffer_stale(sb);
7437         return -EIO;
7438 }
7439
7440 /*
7441  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7442  *
7443  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7444  *
7445  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7446  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7447  */
7448 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7449                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7450 {
7451         struct btrfs_chunk_map *map;
7452         u64 next_start;
7453         bool ret = true;
7454
7455         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, 0, U64_MAX);
7456         /* No chunk at all? Return false anyway */
7457         if (!map) {
7458                 ret = false;
7459                 goto out;
7460         }
7461         while (map) {
7462                 int missing = 0;
7463                 int max_tolerated;
7464                 int i;
7465
7466                 max_tolerated =
7467                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7468                                         map->type);
7469                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7470                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7471
7472                         if (!dev || !dev->bdev ||
7473                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7474                             dev->last_flush_error)
7475                                 missing++;
7476                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7477                                 missing++;
7478                 }
7479                 if (missing > max_tolerated) {
7480                         if (!failing_dev)
7481                                 btrfs_warn(fs_info,
7482         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7483                                    map->start, missing, max_tolerated);
7484                         btrfs_free_chunk_map(map);
7485                         ret = false;
7486                         goto out;
7487                 }
7488                 next_start = map->start + map->chunk_len;
7489                 btrfs_free_chunk_map(map);
7490
7491                 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, next_start, U64_MAX - next_start);
7492         }
7493 out:
7494         return ret;
7495 }
7496
7497 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7498 {
7499         int i;
7500         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7501
7502         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7503                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7504 }
7505
7506 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7507 {
7508         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7509         struct btrfs_path *path;
7510         struct extent_buffer *leaf;
7511         struct btrfs_key key;
7512         struct btrfs_key found_key;
7513         int ret;
7514         int slot;
7515         int iter_ret = 0;
7516         u64 total_dev = 0;
7517         u64 last_ra_node = 0;
7518
7519         path = btrfs_alloc_path();
7520         if (!path)
7521                 return -ENOMEM;
7522
7523         /*
7524          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7525          * otherwise we don't need it.
7526          */
7527         mutex_lock(&uuid_mutex);
7528
7529         /*
7530          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7531          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7532          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7533          * device items, so clear it here.
7534          */
7535         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7536
7537         /*
7538          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7539          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7540          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7541          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7542          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7543          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7544          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7545          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7546          */
7547         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7548         path->skip_locking = 1;
7549
7550         /*
7551          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7552          * device items are found before any chunk item (their object id
7553          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7554          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7555          */
7556         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7557         key.offset = 0;
7558         key.type = 0;
7559         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7560                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7561
7562                 leaf = path->nodes[0];
7563                 slot = path->slots[0];
7564
7565                 if (node) {
7566                         if (last_ra_node != node->start) {
7567                                 readahead_tree_node_children(node);
7568                                 last_ra_node = node->start;
7569                         }
7570                 }
7571                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7572                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7573                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7574                                                   struct btrfs_dev_item);
7575                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7576                         if (ret)
7577                                 goto error;
7578                         total_dev++;
7579                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7580                         struct btrfs_chunk *chunk;
7581
7582                         /*
7583                          * We are only called at mount time, so no need to take
7584                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7585                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7586                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7587                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7588                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7589                          */
7590                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7591                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7592                         if (ret)
7593                                 goto error;
7594                 }
7595         }
7596         /* Catch error found during iteration */
7597         if (iter_ret < 0) {
7598                 ret = iter_ret;
7599                 goto error;
7600         }
7601
7602         /*
7603          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7604          * do another round of validation checks.
7605          */
7606         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7607                 btrfs_warn(fs_info,
7608 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7609                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7610                           total_dev);
7611                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7612                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7613         }
7614         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7615             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7616                 btrfs_err(fs_info,
7617         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7618                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7619                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7620                 ret = -EINVAL;
7621                 goto error;
7622         }
7623         ret = 0;
7624 error:
7625         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7626
7627         btrfs_free_path(path);
7628         return ret;
7629 }
7630
7631 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7632 {
7633         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7634         struct btrfs_device *device;
7635         int ret = 0;
7636
7637         fs_devices->fs_info = fs_info;
7638
7639         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7640         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7641                 device->fs_info = fs_info;
7642
7643         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7644                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7645                         device->fs_info = fs_info;
7646                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7647                         if (ret)
7648                                 break;
7649                 }
7650
7651                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7652         }
7653         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7654
7655         return ret;
7656 }
7657
7658 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7659                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7660                                  int index)
7661 {
7662         u64 val;
7663
7664         read_extent_buffer(eb, &val,
7665                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7666                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7667                            sizeof(val));
7668         return val;
7669 }
7670
7671 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7672                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7673                                       int index, u64 val)
7674 {
7675         write_extent_buffer(eb, &val,
7676                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7677                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7678                             sizeof(val));
7679 }
7680
7681 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7682                                        struct btrfs_path *path)
7683 {
7684         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7685         struct extent_buffer *eb;
7686         struct btrfs_key key;
7687         int item_size;
7688         int i, ret, slot;
7689
7690         if (!device->fs_info->dev_root)
7691                 return 0;
7692
7693         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7694         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7695         key.offset = device->devid;
7696         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7697         if (ret) {
7698                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7699                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7700                 device->dev_stats_valid = 1;
7701                 btrfs_release_path(path);
7702                 return ret < 0 ? ret : 0;
7703         }
7704         slot = path->slots[0];
7705         eb = path->nodes[0];
7706         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7707
7708         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7709
7710         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7711                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7712                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7713                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7714                 else
7715                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7716         }
7717
7718         device->dev_stats_valid = 1;
7719         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7720         btrfs_release_path(path);
7721
7722         return 0;
7723 }
7724
7725 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7726 {
7727         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7728         struct btrfs_device *device;
7729         struct btrfs_path *path = NULL;
7730         int ret = 0;
7731
7732         path = btrfs_alloc_path();
7733         if (!path)
7734                 return -ENOMEM;
7735
7736         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7737         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7738                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7739                 if (ret)
7740                         goto out;
7741         }
7742         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7743                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7744                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7745                         if (ret)
7746                                 goto out;
7747                 }
7748         }
7749 out:
7750         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7751
7752         btrfs_free_path(path);
7753         return ret;
7754 }
7755
7756 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7757                                 struct btrfs_device *device)
7758 {
7759         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7760         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7761         struct btrfs_path *path;
7762         struct btrfs_key key;
7763         struct extent_buffer *eb;
7764         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7765         int ret;
7766         int i;
7767
7768         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7769         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7770         key.offset = device->devid;
7771
7772         path = btrfs_alloc_path();
7773         if (!path)
7774                 return -ENOMEM;
7775         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7776         if (ret < 0) {
7777                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7778                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7779                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7780                 goto out;
7781         }
7782
7783         if (ret == 0 &&
7784             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7785                 /* need to delete old one and insert a new one */
7786                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7787                 if (ret != 0) {
7788                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7789                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7790                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7791                         goto out;
7792                 }
7793                 ret = 1;
7794         }
7795
7796         if (ret == 1) {
7797                 /* need to insert a new item */
7798                 btrfs_release_path(path);
7799                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7800                                               &key, sizeof(*ptr));
7801                 if (ret < 0) {
7802                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7803                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7804                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7805                         goto out;
7806                 }
7807         }
7808
7809         eb = path->nodes[0];
7810         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7811         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7812                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7813                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7814         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, eb);
7815
7816 out:
7817         btrfs_free_path(path);
7818         return ret;
7819 }
7820
7821 /*
7822  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7823  */
7824 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7825 {
7826         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7827         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7828         struct btrfs_device *device;
7829         int stats_cnt;
7830         int ret = 0;
7831
7832         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7833         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7834                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7835                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7836                         continue;
7837
7838
7839                 /*
7840                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7841                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7842                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7843                  * require explicit read memory barriers.
7844                  *
7845                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7846                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7847                  * barrier implied by atomic_xchg in
7848                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7849                  */
7850                 smp_rmb();
7851
7852                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7853                 if (!ret)
7854                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7855         }
7856         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7857
7858         return ret;
7859 }
7860
7861 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7862 {
7863         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7864
7865         if (!dev->dev_stats_valid)
7866                 return;
7867         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7868                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7869                            btrfs_dev_name(dev),
7870                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7871                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7872                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7873                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7874                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7875 }
7876
7877 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7878 {
7879         int i;
7880
7881         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7882                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7883                         break;
7884         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7885                 return; /* all values == 0, suppress message */
7886
7887         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7888                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7889                btrfs_dev_name(dev),
7890                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7891                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7892                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7893                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7894                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7895 }
7896
7897 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7898                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7899 {
7900         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7901         struct btrfs_device *dev;
7902         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7903         int i;
7904
7905         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7906         args.devid = stats->devid;
7907         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7908         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7909
7910         if (!dev) {
7911                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7912                 return -ENODEV;
7913         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7914                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7915                 return -ENODEV;
7916         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7917                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7918                         if (stats->nr_items > i)
7919                                 stats->values[i] =
7920                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7921                         else
7922                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7923                 }
7924                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7925                            current->comm, task_pid_nr(current));
7926         } else {
7927                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7928                         if (stats->nr_items > i)
7929                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7930         }
7931         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7932                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7933         return 0;
7934 }
7935
7936 /*
7937  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7938  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7939  * superblocks.
7940  *
7941  * Must be invoked during transaction commit.
7942  */
7943 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7944 {
7945         struct btrfs_device *curr, *next;
7946
7947         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7948
7949         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7950                 return;
7951
7952         /*
7953          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7954          * transaction and the transaction must complete before the device is
7955          * released.
7956          */
7957         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7958         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7959                                  post_commit_list) {
7960                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7961                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7962                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7963         }
7964         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7965 }
7966
7967 /*
7968  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7969  */
7970 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7971 {
7972         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7973
7974         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7975 }
7976
7977
7978
7979 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7980                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7981                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7982 {
7983         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7984         struct btrfs_chunk_map *map;
7985         struct btrfs_device *dev;
7986         u64 stripe_len;
7987         bool found = false;
7988         int ret = 0;
7989         int i;
7990
7991         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
7992         if (!map) {
7993                 btrfs_err(fs_info,
7994 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7995                           physical_offset, devid);
7996                 ret = -EUCLEAN;
7997                 goto out;
7998         }
7999
8000         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(map);
8001         if (physical_len != stripe_len) {
8002                 btrfs_err(fs_info,
8003 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
8004                           physical_offset, devid, map->start, physical_len,
8005                           stripe_len);
8006                 ret = -EUCLEAN;
8007                 goto out;
8008         }
8009
8010         /*
8011          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
8012          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
8013          * the users.
8014          */
8015         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
8016                 btrfs_warn(fs_info,
8017                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
8018                            devid, physical_offset, physical_len);
8019
8020         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
8021                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
8022                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
8023                         found = true;
8024                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
8025                                 btrfs_err(fs_info,
8026                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
8027                                           map->start);
8028                                 ret = -EUCLEAN;
8029                                 goto out;
8030                         }
8031                         map->verified_stripes++;
8032                         break;
8033                 }
8034         }
8035         if (!found) {
8036                 btrfs_err(fs_info,
8037         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
8038                         physical_offset, devid);
8039                 ret = -EUCLEAN;
8040         }
8041
8042         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
8043         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
8044         if (!dev) {
8045                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
8046                 ret = -EUCLEAN;
8047                 goto out;
8048         }
8049
8050         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
8051                 btrfs_err(fs_info,
8052 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
8053                           devid, physical_offset, physical_len,
8054                           dev->disk_total_bytes);
8055                 ret = -EUCLEAN;
8056                 goto out;
8057         }
8058
8059         if (dev->zone_info) {
8060                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
8061
8062                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
8063                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
8064                         btrfs_err(fs_info,
8065 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
8066                                   devid, physical_offset, physical_len);
8067                         ret = -EUCLEAN;
8068                         goto out;
8069                 }
8070         }
8071
8072 out:
8073         btrfs_free_chunk_map(map);
8074         return ret;
8075 }
8076
8077 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8078 {
8079         struct rb_node *node;
8080         int ret = 0;
8081
8082         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8083         for (node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree); node; node = rb_next(node)) {
8084                 struct btrfs_chunk_map *map;
8085
8086                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
8087                 if (map->num_stripes != map->verified_stripes) {
8088                         btrfs_err(fs_info,
8089                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8090                                   map->start, map->verified_stripes, map->num_stripes);
8091                         ret = -EUCLEAN;
8092                         goto out;
8093                 }
8094         }
8095 out:
8096         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8097         return ret;
8098 }
8099
8100 /*
8101  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8102  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8103  *
8104  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8105  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8106  */
8107 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8108 {
8109         struct btrfs_path *path;
8110         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8111         struct btrfs_key key;
8112         u64 prev_devid = 0;
8113         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8114         int ret = 0;
8115
8116         /*
8117          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8118          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8119          * case for sure.
8120          *
8121          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8122          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8123          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8124          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8125          */
8126         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8127                 return 0;
8128
8129         key.objectid = 1;
8130         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8131         key.offset = 0;
8132
8133         path = btrfs_alloc_path();
8134         if (!path)
8135                 return -ENOMEM;
8136
8137         path->reada = READA_FORWARD;
8138         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8139         if (ret < 0)
8140                 goto out;
8141
8142         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8143                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8144                 if (ret < 0)
8145                         goto out;
8146                 /* No dev extents at all? Not good */
8147                 if (ret > 0) {
8148                         ret = -EUCLEAN;
8149                         goto out;
8150                 }
8151         }
8152         while (1) {
8153                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8154                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8155                 int slot = path->slots[0];
8156                 u64 chunk_offset;
8157                 u64 physical_offset;
8158                 u64 physical_len;
8159                 u64 devid;
8160
8161                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8162                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8163                         break;
8164                 devid = key.objectid;
8165                 physical_offset = key.offset;
8166
8167                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8168                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8169                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8170
8171                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8172                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8173                         btrfs_err(fs_info,
8174 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8175                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8176                         ret = -EUCLEAN;
8177                         goto out;
8178                 }
8179
8180                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8181                                             physical_offset, physical_len);
8182                 if (ret < 0)
8183                         goto out;
8184                 prev_devid = devid;
8185                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8186
8187                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8188                 if (ret < 0)
8189                         goto out;
8190                 if (ret > 0) {
8191                         ret = 0;
8192                         break;
8193                 }
8194         }
8195
8196         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8197         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8198 out:
8199         btrfs_free_path(path);
8200         return ret;
8201 }
8202
8203 /*
8204  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8205  * used as a swapfile.
8206  */
8207 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8208 {
8209         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8210         struct rb_node *node;
8211
8212         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8213         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8214         while (node) {
8215                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8216                 if (ptr < sp->ptr)
8217                         node = node->rb_left;
8218                 else if (ptr > sp->ptr)
8219                         node = node->rb_right;
8220                 else
8221                         break;
8222         }
8223         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8224         return node != NULL;
8225 }
8226
8227 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8228 {
8229         struct btrfs_block_group *cache = data;
8230         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8231         u64 target;
8232         int ret = 0;
8233
8234         target = cache->start;
8235         btrfs_put_block_group(cache);
8236
8237         sb_start_write(fs_info->sb);
8238         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8239                 btrfs_info(fs_info,
8240                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8241                            target);
8242                 sb_end_write(fs_info->sb);
8243                 return -EBUSY;
8244         }
8245
8246         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8247
8248         /* Ensure block group still exists */
8249         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8250         if (!cache)
8251                 goto out;
8252
8253         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
8254                 goto out;
8255
8256         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8257         if (ret < 0)
8258                 goto out;
8259
8260         btrfs_info(fs_info,
8261                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8262                    target);
8263         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8264
8265 out:
8266         if (cache)
8267                 btrfs_put_block_group(cache);
8268         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8269         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8270         sb_end_write(fs_info->sb);
8271
8272         return ret;
8273 }
8274
8275 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8276 {
8277         struct btrfs_block_group *cache;
8278
8279         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8280                 return false;
8281
8282         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8283         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8284                 return true;
8285
8286         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8287         if (!cache)
8288                 return true;
8289
8290         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8291                 btrfs_put_block_group(cache);
8292                 return true;
8293         }
8294
8295         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8296                     "btrfs-relocating-repair");
8297
8298         return true;
8299 }
8300
8301 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8302                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8303                                     u64 logical)
8304 {
8305         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8306         int i;
8307
8308         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8309                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8310                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8311
8312                 if (logical >= stripe_start &&
8313                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8314                         break;
8315         }
8316         ASSERT(i < data_stripes);
8317         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8318         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8319                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8320                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8321 }
8322
8323 /*
8324  * Map a repair write into a single device.
8325  *
8326  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8327  * update the contents of a single device.
8328  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8329  *
8330  * Callers should ensure:
8331  *
8332  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8333  * - The range does not cross stripe boundary
8334  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8335  */
8336 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8337                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8338                            u32 length, int mirror_num)
8339 {
8340         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8341         u64 map_length = length;
8342         int mirror_ret = mirror_num;
8343         int ret;
8344
8345         ASSERT(mirror_num > 0);
8346
8347         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8348                               &bioc, smap, &mirror_ret);
8349         if (ret < 0)
8350                 return ret;
8351
8352         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8353         ASSERT(map_length >= length);
8354
8355         /* Already mapped to single stripe. */
8356         if (!bioc)
8357                 goto out;
8358
8359         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8360         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8361                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8362                 goto out;
8363         }
8364
8365         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8366         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8367         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8368 out:
8369         btrfs_put_bioc(bioc);
8370         ASSERT(smap->dev);
8371         return 0;
8372 }