GNU Linux-libre 6.9-gnu
[releases.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         if (device->devt != device->bdev->bd_dev) {
696                 btrfs_warn(NULL,
697                            "device %s maj:min changed from %d:%d to %d:%d",
698                            device->name->str, MAJOR(device->devt),
699                            MINOR(device->devt), MAJOR(device->bdev->bd_dev),
700                            MINOR(device->bdev->bd_dev));
701
702                 device->devt = device->bdev->bd_dev;
703         }
704
705         fs_devices->open_devices++;
706         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
707             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
708                 fs_devices->rw_devices++;
709                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
710         }
711         btrfs_release_disk_super(disk_super);
712
713         return 0;
714
715 error_free_page:
716         btrfs_release_disk_super(disk_super);
717         fput(bdev_file);
718
719         return -EINVAL;
720 }
721
722 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
723 {
724         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
725                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
726
727         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
728 }
729
730 /*
731  * Add new device to list of registered devices
732  *
733  * Returns:
734  * device pointer which was just added or updated when successful
735  * error pointer when failed
736  */
737 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
738                            struct btrfs_super_block *disk_super,
739                            bool *new_device_added)
740 {
741         struct btrfs_device *device;
742         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
743         struct rcu_string *name;
744         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
745         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
746         dev_t path_devt;
747         int error;
748         bool same_fsid_diff_dev = false;
749         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
750                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
751
752         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2) {
753                 btrfs_err(NULL,
754 "device %s has incomplete metadata_uuid change, please use btrfstune to complete",
755                           path);
756                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
757         }
758
759         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
760         if (error) {
761                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
762                           path, error);
763                 return ERR_PTR(error);
764         }
765
766         fs_devices = find_fsid_by_device(disk_super, path_devt, &same_fsid_diff_dev);
767
768         if (!fs_devices) {
769                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid);
770                 if (IS_ERR(fs_devices))
771                         return ERR_CAST(fs_devices);
772
773                 if (has_metadata_uuid)
774                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
775                                disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
776
777                 if (same_fsid_diff_dev) {
778                         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
779                         fs_devices->temp_fsid = true;
780                 pr_info("BTRFS: device %s (%d:%d) using temp-fsid %pU\n",
781                                 path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
782                                 fs_devices->fsid);
783                 }
784
785                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
786                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
787
788                 device = NULL;
789         } else {
790                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
791                         .devid = devid,
792                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
793                 };
794
795                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
796                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
797
798                 if (found_transid > fs_devices->latest_generation) {
799                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
800                                         BTRFS_FSID_SIZE);
801                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
802                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
803                 }
804         }
805
806         if (!device) {
807                 unsigned int nofs_flag;
808
809                 if (fs_devices->opened) {
810                         btrfs_err(NULL,
811 "device %s (%d:%d) belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
812                                   path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
813                                   fs_devices->fsid, current->comm,
814                                   task_pid_nr(current));
815                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
816                         return ERR_PTR(-EBUSY);
817                 }
818
819                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
820                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
821                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
822                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
823                 if (IS_ERR(device)) {
824                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
825                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
826                         return device;
827                 }
828
829                 device->devt = path_devt;
830
831                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
832                 fs_devices->num_devices++;
833
834                 device->fs_devices = fs_devices;
835                 *new_device_added = true;
836
837                 if (disk_super->label[0])
838                         pr_info(
839 "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
840                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
841                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
842                                 current->comm, task_pid_nr(current));
843                 else
844                         pr_info(
845 "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
846                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
847                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
848                                 current->comm, task_pid_nr(current));
849
850         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
851                 /*
852                  * When FS is already mounted.
853                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
854                  *    means this device was missing at time of FS mount.
855                  * 2. If you are here and if the device->name is different
856                  *    from 'path' that means either
857                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
858                  *         different name. or
859                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
860                  *         reappeared now.
861                  *
862                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
863                  * and unintentional.
864                  *
865                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
866                  * would have missed some transaction when it was away and
867                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
868                  * 2b must not be allowed at all time.
869                  */
870
871                 /*
872                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
873                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
874                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
875                  * when we reject replacement on a mounted FS.
876                  */
877                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
878                         /*
879                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
880                          * are here, that means there is more than one
881                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
882                          * with larger generation number or the last-in if
883                          * generation are equal.
884                          */
885                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
886                         btrfs_err(NULL,
887 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
888                                   path, found_transid, device->generation);
889                         return ERR_PTR(-EEXIST);
890                 }
891
892                 /*
893                  * We are going to replace the device path for a given devid,
894                  * make sure it's the same device if the device is mounted
895                  *
896                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
897                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
898                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
899                  * torn down.
900                  */
901                 if (device->bdev) {
902                         if (device->devt != path_devt) {
903                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
904                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
905         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
906                                                   path, devid, found_transid,
907                                                   current->comm,
908                                                   task_pid_nr(current));
909                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
910                         }
911                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
912         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
913                                           devid, btrfs_dev_name(device),
914                                           path, current->comm,
915                                           task_pid_nr(current));
916                 }
917
918                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
919                 if (!name) {
920                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
921                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
922                 }
923                 rcu_string_free(device->name);
924                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
925                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
926                         fs_devices->missing_devices--;
927                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
928                 }
929                 device->devt = path_devt;
930         }
931
932         /*
933          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
934          * generation along with most of the other members. So just update
935          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
936          * (as above).
937          */
938         if (!fs_devices->opened) {
939                 device->generation = found_transid;
940                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
941                                                 fs_devices->latest_generation);
942         }
943
944         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
945
946         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
947         return device;
948 }
949
950 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
951 {
952         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
953         struct btrfs_device *device;
954         struct btrfs_device *orig_dev;
955         int ret = 0;
956
957         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
958
959         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid);
960         if (IS_ERR(fs_devices))
961                 return fs_devices;
962
963         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
964
965         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
966                 const char *dev_path = NULL;
967
968                 /*
969                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
970                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
971                  */
972                 if (orig_dev->name)
973                         dev_path = orig_dev->name->str;
974
975                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
976                                             orig_dev->uuid, dev_path);
977                 if (IS_ERR(device)) {
978                         ret = PTR_ERR(device);
979                         goto error;
980                 }
981
982                 if (orig_dev->zone_info) {
983                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
984
985                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
986                         if (!zone_info) {
987                                 btrfs_free_device(device);
988                                 ret = -ENOMEM;
989                                 goto error;
990                         }
991                         device->zone_info = zone_info;
992                 }
993
994                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
995                 device->fs_devices = fs_devices;
996                 fs_devices->num_devices++;
997         }
998         return fs_devices;
999 error:
1000         free_fs_devices(fs_devices);
1001         return ERR_PTR(ret);
1002 }
1003
1004 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1005                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1006 {
1007         struct btrfs_device *device, *next;
1008
1009         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1010         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1011                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1012                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1013                                       &device->dev_state) &&
1014                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1015                                       &device->dev_state) &&
1016                             (!*latest_dev ||
1017                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1018                                 *latest_dev = device;
1019                         }
1020                         continue;
1021                 }
1022
1023                 /*
1024                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1025                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1026                  */
1027                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1028                         continue;
1029
1030                 if (device->bdev_file) {
1031                         fput(device->bdev_file);
1032                         device->bdev = NULL;
1033                         device->bdev_file = NULL;
1034                         fs_devices->open_devices--;
1035                 }
1036                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1037                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1038                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1039                         fs_devices->rw_devices--;
1040                 }
1041                 list_del_init(&device->dev_list);
1042                 fs_devices->num_devices--;
1043                 btrfs_free_device(device);
1044         }
1045
1046 }
1047
1048 /*
1049  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1050  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1051  */
1052 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1053 {
1054         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1055         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1056
1057         mutex_lock(&uuid_mutex);
1058         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1059
1060         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1061                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1062
1063         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1064
1065         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1066 }
1067
1068 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1069 {
1070         if (!device->bdev)
1071                 return;
1072
1073         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1074                 sync_blockdev(device->bdev);
1075                 invalidate_bdev(device->bdev);
1076         }
1077
1078         fput(device->bdev_file);
1079 }
1080
1081 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1082 {
1083         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1084
1085         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1086             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1087                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1088                 fs_devices->rw_devices--;
1089         }
1090
1091         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1092                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1093
1094         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1095                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1096                 fs_devices->missing_devices--;
1097         }
1098
1099         btrfs_close_bdev(device);
1100         if (device->bdev) {
1101                 fs_devices->open_devices--;
1102                 device->bdev = NULL;
1103         }
1104         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1105         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1106
1107         device->fs_info = NULL;
1108         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1109         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1110
1111         /*
1112          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1113          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1114          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1115          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1116          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1117          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1118          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1119          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1120          * unsafe super blocks.
1121          */
1122         device->last_flush_error = 0;
1123
1124         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1125         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1126         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1127         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1128         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1129 }
1130
1131 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1132 {
1133         struct btrfs_device *device, *tmp;
1134
1135         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1136
1137         if (--fs_devices->opened > 0)
1138                 return;
1139
1140         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1141                 btrfs_close_one_device(device);
1142
1143         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1144         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1145         fs_devices->opened = 0;
1146         fs_devices->seeding = false;
1147         fs_devices->fs_info = NULL;
1148 }
1149
1150 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1151 {
1152         LIST_HEAD(list);
1153         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1154
1155         mutex_lock(&uuid_mutex);
1156         close_fs_devices(fs_devices);
1157         if (!fs_devices->opened) {
1158                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1159
1160                 /*
1161                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1162                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1163                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1164                  * fully freed.
1165                  */
1166                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1167                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1168                         free_fs_devices(fs_devices);
1169                 }
1170         }
1171
1172
1173         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1174                 close_fs_devices(fs_devices);
1175                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1176                 free_fs_devices(fs_devices);
1177         }
1178         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1179 }
1180
1181 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1182                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1183 {
1184         struct btrfs_device *device;
1185         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1186         struct btrfs_device *tmp_device;
1187         int ret = 0;
1188
1189         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1190                                  dev_list) {
1191                 int ret2;
1192
1193                 ret2 = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1194                 if (ret2 == 0 &&
1195                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1196                         latest_dev = device;
1197                 } else if (ret2 == -ENODATA) {
1198                         fs_devices->num_devices--;
1199                         list_del(&device->dev_list);
1200                         btrfs_free_device(device);
1201                 }
1202                 if (ret == 0 && ret2 != 0)
1203                         ret = ret2;
1204         }
1205
1206         if (fs_devices->open_devices == 0) {
1207                 if (ret)
1208                         return ret;
1209                 return -EINVAL;
1210         }
1211
1212         fs_devices->opened = 1;
1213         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1214         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1215         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1216         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1217
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1222                      const struct list_head *b)
1223 {
1224         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1225
1226         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1227         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1228
1229         if (dev1->devid < dev2->devid)
1230                 return -1;
1231         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1232                 return 1;
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1237                        blk_mode_t flags, void *holder)
1238 {
1239         int ret;
1240
1241         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1242         /*
1243          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1244          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1245          *
1246          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1247          * exclusion is provided by uuid_mutex
1248          */
1249
1250         if (fs_devices->opened) {
1251                 fs_devices->opened++;
1252                 ret = 0;
1253         } else {
1254                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1255                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1256         }
1257
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1262 {
1263         struct page *page = virt_to_page(super);
1264
1265         put_page(page);
1266 }
1267
1268 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1269                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1270 {
1271         struct btrfs_super_block *disk_super;
1272         struct page *page;
1273         void *p;
1274         pgoff_t index;
1275
1276         /* make sure our super fits in the device */
1277         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1278                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1279
1280         /* make sure our super fits in the page */
1281         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1282                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1283
1284         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1285         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1286         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1287                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1288
1289         /* pull in the page with our super */
1290         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1291
1292         if (IS_ERR(page))
1293                 return ERR_CAST(page);
1294
1295         p = page_address(page);
1296
1297         /* align our pointer to the offset of the super block */
1298         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1299
1300         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1301             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1302                 btrfs_release_disk_super(p);
1303                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1304         }
1305
1306         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1307                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1308
1309         return disk_super;
1310 }
1311
1312 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1313 {
1314         int ret;
1315
1316         mutex_lock(&uuid_mutex);
1317         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1318         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1319
1320         return ret;
1321 }
1322
1323 static bool btrfs_skip_registration(struct btrfs_super_block *disk_super,
1324                                     const char *path, dev_t devt,
1325                                     bool mount_arg_dev)
1326 {
1327         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
1328
1329         /*
1330          * Do not skip device registration for mounted devices with matching
1331          * maj:min but different paths. Booting without initrd relies on
1332          * /dev/root initially, later replaced with the actual root device.
1333          * A successful scan ensures grub2-probe selects the correct device.
1334          */
1335         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
1336                 struct btrfs_device *device;
1337
1338                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
1339
1340                 if (!fs_devices->opened) {
1341                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1342                         continue;
1343                 }
1344
1345                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
1346                         if (device->bdev && (device->bdev->bd_dev == devt) &&
1347                             strcmp(device->name->str, path) != 0) {
1348                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1349
1350                                 /* Do not skip registration. */
1351                                 return false;
1352                         }
1353                 }
1354                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1355         }
1356
1357         if (!mount_arg_dev && btrfs_super_num_devices(disk_super) == 1 &&
1358             !(btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING))
1359                 return true;
1360
1361         return false;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1366  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1367  * is read via pagecache.
1368  *
1369  * With @mount_arg_dev it's a scan during mount time that will always register
1370  * the device or return an error. Multi-device and seeding devices are registered
1371  * in both cases.
1372  */
1373 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags,
1374                                            bool mount_arg_dev)
1375 {
1376         struct btrfs_super_block *disk_super;
1377         bool new_device_added = false;
1378         struct btrfs_device *device = NULL;
1379         struct file *bdev_file;
1380         u64 bytenr, bytenr_orig;
1381         dev_t devt;
1382         int ret;
1383
1384         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1385
1386         /*
1387          * we would like to check all the supers, but that would make
1388          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1389          * So, we need to add a special mount option to scan for
1390          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1391          */
1392
1393         /*
1394          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1395          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1396          * resulting in failure.
1397          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1398          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1399          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1400          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1401          * required information for assembling the volume.
1402          */
1403         bdev_file = bdev_file_open_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1404         if (IS_ERR(bdev_file))
1405                 return ERR_CAST(bdev_file);
1406
1407         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1408         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(file_bdev(bdev_file), 0, READ, &bytenr);
1409         if (ret) {
1410                 device = ERR_PTR(ret);
1411                 goto error_bdev_put;
1412         }
1413
1414         disk_super = btrfs_read_disk_super(file_bdev(bdev_file), bytenr,
1415                                            bytenr_orig);
1416         if (IS_ERR(disk_super)) {
1417                 device = ERR_CAST(disk_super);
1418                 goto error_bdev_put;
1419         }
1420
1421         devt = file_bdev(bdev_file)->bd_dev;
1422         if (btrfs_skip_registration(disk_super, path, devt, mount_arg_dev)) {
1423                 pr_debug("BTRFS: skip registering single non-seed device %s (%d:%d)\n",
1424                           path, MAJOR(devt), MINOR(devt));
1425
1426                 btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1427
1428                 device = NULL;
1429                 goto free_disk_super;
1430         }
1431
1432         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1433         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1434                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1435
1436 free_disk_super:
1437         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1438
1439 error_bdev_put:
1440         fput(bdev_file);
1441
1442         return device;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1447  * such is found, record the end of it in *start
1448  */
1449 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1450                                     u64 len)
1451 {
1452         u64 physical_start, physical_end;
1453
1454         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1455
1456         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1457                                   &physical_start, &physical_end,
1458                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1459
1460                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1461                     in_range(*start, physical_start,
1462                              physical_end + 1 - physical_start)) {
1463                         *start = physical_end + 1;
1464                         return true;
1465                 }
1466         }
1467         return false;
1468 }
1469
1470 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1471 {
1472         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1473         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1474                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1475         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1476                 /*
1477                  * We don't care about the starting region like regular
1478                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1479                  * for superblock logging.
1480                  */
1481                 return 0;
1482         default:
1483                 BUG();
1484         }
1485 }
1486
1487 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1488                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1489                                         u64 num_bytes)
1490 {
1491         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1492         u64 pos;
1493         int ret;
1494         bool changed = false;
1495
1496         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1497
1498         while (*hole_size > 0) {
1499                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1500                                                    *hole_start + *hole_size,
1501                                                    num_bytes);
1502                 if (pos != *hole_start) {
1503                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1504                         *hole_start = pos;
1505                         changed = true;
1506                         if (*hole_size < num_bytes)
1507                                 break;
1508                 }
1509
1510                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1511
1512                 /* Range is ensured to be empty */
1513                 if (!ret)
1514                         return changed;
1515
1516                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1517                 if (ret == -ERANGE) {
1518                         *hole_start += *hole_size;
1519                         *hole_size = 0;
1520                         return true;
1521                 }
1522
1523                 *hole_start += zone_size;
1524                 *hole_size -= zone_size;
1525                 changed = true;
1526         }
1527
1528         return changed;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1533  *
1534  * @device:     the device which we have the hole
1535  * @hole_start: starting position of the hole
1536  * @hole_size:  the size of the hole
1537  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1538  *
1539  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1540  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1541  */
1542 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1543                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1544 {
1545         bool changed = false;
1546         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1547
1548         for (;;) {
1549                 /*
1550                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1551                  * sending back this offset anyway.
1552                  */
1553                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1554                         if (hole_end >= *hole_start)
1555                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1556                         else
1557                                 *hole_size = 0;
1558                         changed = true;
1559                 }
1560
1561                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1562                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1563                         /* No extra check */
1564                         break;
1565                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1566                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1567                                                         hole_size, num_bytes)) {
1568                                 changed = true;
1569                                 /*
1570                                  * The changed hole can contain pending extent.
1571                                  * Loop again to check that.
1572                                  */
1573                                 continue;
1574                         }
1575                         break;
1576                 default:
1577                         BUG();
1578                 }
1579
1580                 break;
1581         }
1582
1583         return changed;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Find free space in the specified device.
1588  *
1589  * @device:       the device which we search the free space in
1590  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1591  * @search_start: the position from which to begin the search
1592  * @start:        store the start of the free space.
1593  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1594  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1595  *
1596  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1597  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1598  *
1599  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1600  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1601  * of the max free space.
1602  *
1603  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1604  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1605  * the max free space.
1606  *
1607  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1608  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1609  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1610  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1611  * is not reported as available.
1612  */
1613 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1614                                 u64 *start, u64 *len)
1615 {
1616         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1617         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1618         struct btrfs_key key;
1619         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1620         struct btrfs_path *path;
1621         u64 search_start;
1622         u64 hole_size;
1623         u64 max_hole_start;
1624         u64 max_hole_size = 0;
1625         u64 extent_end;
1626         u64 search_end = device->total_bytes;
1627         int ret;
1628         int slot;
1629         struct extent_buffer *l;
1630
1631         search_start = dev_extent_search_start(device);
1632         max_hole_start = search_start;
1633
1634         WARN_ON(device->zone_info &&
1635                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1636
1637         path = btrfs_alloc_path();
1638         if (!path) {
1639                 ret = -ENOMEM;
1640                 goto out;
1641         }
1642 again:
1643         if (search_start >= search_end ||
1644                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1645                 ret = -ENOSPC;
1646                 goto out;
1647         }
1648
1649         path->reada = READA_FORWARD;
1650         path->search_commit_root = 1;
1651         path->skip_locking = 1;
1652
1653         key.objectid = device->devid;
1654         key.offset = search_start;
1655         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1656
1657         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1658         if (ret < 0)
1659                 goto out;
1660
1661         while (search_start < search_end) {
1662                 l = path->nodes[0];
1663                 slot = path->slots[0];
1664                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1665                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1666                         if (ret == 0)
1667                                 continue;
1668                         if (ret < 0)
1669                                 goto out;
1670
1671                         break;
1672                 }
1673                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1674
1675                 if (key.objectid < device->devid)
1676                         goto next;
1677
1678                 if (key.objectid > device->devid)
1679                         break;
1680
1681                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1682                         goto next;
1683
1684                 if (key.offset > search_end)
1685                         break;
1686
1687                 if (key.offset > search_start) {
1688                         hole_size = key.offset - search_start;
1689                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1690                                               num_bytes);
1691
1692                         if (hole_size > max_hole_size) {
1693                                 max_hole_start = search_start;
1694                                 max_hole_size = hole_size;
1695                         }
1696
1697                         /*
1698                          * If this free space is greater than which we need,
1699                          * it must be the max free space that we have found
1700                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1701                          * of this free space and the length of this free space
1702                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1703                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1704                          * caller.
1705                          */
1706                         if (hole_size >= num_bytes) {
1707                                 ret = 0;
1708                                 goto out;
1709                         }
1710                 }
1711
1712                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1713                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1714                                                                   dev_extent);
1715                 if (extent_end > search_start)
1716                         search_start = extent_end;
1717 next:
1718                 path->slots[0]++;
1719                 cond_resched();
1720         }
1721
1722         /*
1723          * At this point, search_start should be the end of
1724          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1725          * search_end may be smaller than search_start.
1726          */
1727         if (search_end > search_start) {
1728                 hole_size = search_end - search_start;
1729                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1730                                           num_bytes)) {
1731                         btrfs_release_path(path);
1732                         goto again;
1733                 }
1734
1735                 if (hole_size > max_hole_size) {
1736                         max_hole_start = search_start;
1737                         max_hole_size = hole_size;
1738                 }
1739         }
1740
1741         /* See above. */
1742         if (max_hole_size < num_bytes)
1743                 ret = -ENOSPC;
1744         else
1745                 ret = 0;
1746
1747         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1748 out:
1749         btrfs_free_path(path);
1750         *start = max_hole_start;
1751         if (len)
1752                 *len = max_hole_size;
1753         return ret;
1754 }
1755
1756 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1757                           struct btrfs_device *device,
1758                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1759 {
1760         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1761         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1762         int ret;
1763         struct btrfs_path *path;
1764         struct btrfs_key key;
1765         struct btrfs_key found_key;
1766         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1767         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1768
1769         path = btrfs_alloc_path();
1770         if (!path)
1771                 return -ENOMEM;
1772
1773         key.objectid = device->devid;
1774         key.offset = start;
1775         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1776 again:
1777         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1778         if (ret > 0) {
1779                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1780                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1781                 if (ret)
1782                         goto out;
1783                 leaf = path->nodes[0];
1784                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1785                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1786                                         struct btrfs_dev_extent);
1787                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1788                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1789                 key = found_key;
1790                 btrfs_release_path(path);
1791                 goto again;
1792         } else if (ret == 0) {
1793                 leaf = path->nodes[0];
1794                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1795                                         struct btrfs_dev_extent);
1796         } else {
1797                 goto out;
1798         }
1799
1800         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1801
1802         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1803         if (ret == 0)
1804                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1805 out:
1806         btrfs_free_path(path);
1807         return ret;
1808 }
1809
1810 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1811 {
1812         struct rb_node *n;
1813         u64 ret = 0;
1814
1815         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1816         n = rb_last(&fs_info->mapping_tree.rb_root);
1817         if (n) {
1818                 struct btrfs_chunk_map *map;
1819
1820                 map = rb_entry(n, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
1821                 ret = map->start + map->chunk_len;
1822         }
1823         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1824
1825         return ret;
1826 }
1827
1828 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1829                                     u64 *devid_ret)
1830 {
1831         int ret;
1832         struct btrfs_key key;
1833         struct btrfs_key found_key;
1834         struct btrfs_path *path;
1835
1836         path = btrfs_alloc_path();
1837         if (!path)
1838                 return -ENOMEM;
1839
1840         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1841         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1842         key.offset = (u64)-1;
1843
1844         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1845         if (ret < 0)
1846                 goto error;
1847
1848         if (ret == 0) {
1849                 /* Corruption */
1850                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1851                 ret = -EUCLEAN;
1852                 goto error;
1853         }
1854
1855         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1856                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1857                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1858         if (ret) {
1859                 *devid_ret = 1;
1860         } else {
1861                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1862                                       path->slots[0]);
1863                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1864         }
1865         ret = 0;
1866 error:
1867         btrfs_free_path(path);
1868         return ret;
1869 }
1870
1871 /*
1872  * the device information is stored in the chunk root
1873  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1874  */
1875 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1876                             struct btrfs_device *device)
1877 {
1878         int ret;
1879         struct btrfs_path *path;
1880         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1881         struct extent_buffer *leaf;
1882         struct btrfs_key key;
1883         unsigned long ptr;
1884
1885         path = btrfs_alloc_path();
1886         if (!path)
1887                 return -ENOMEM;
1888
1889         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1890         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1891         key.offset = device->devid;
1892
1893         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1894         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1895                                       &key, sizeof(*dev_item));
1896         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1897         if (ret)
1898                 goto out;
1899
1900         leaf = path->nodes[0];
1901         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1902
1903         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1904         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1905         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1906         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1907         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1908         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1909         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1910                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1911         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1912                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1913         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1914         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1915         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1916         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1917
1918         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1919         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1920         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1921         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1922                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1923         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
1924
1925         ret = 0;
1926 out:
1927         btrfs_free_path(path);
1928         return ret;
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1933  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1934  *
1935  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1936  */
1937 static void update_dev_time(const char *device_path)
1938 {
1939         struct path path;
1940         int ret;
1941
1942         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1943         if (ret)
1944                 return;
1945
1946         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1947         path_put(&path);
1948 }
1949
1950 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1951                              struct btrfs_device *device)
1952 {
1953         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1954         int ret;
1955         struct btrfs_path *path;
1956         struct btrfs_key key;
1957
1958         path = btrfs_alloc_path();
1959         if (!path)
1960                 return -ENOMEM;
1961
1962         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1963         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1964         key.offset = device->devid;
1965
1966         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1967         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1968         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1969         if (ret) {
1970                 if (ret > 0)
1971                         ret = -ENOENT;
1972                 goto out;
1973         }
1974
1975         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1976 out:
1977         btrfs_free_path(path);
1978         return ret;
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1983  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1984  * replace.
1985  */
1986 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1987                 u64 num_devices)
1988 {
1989         u64 all_avail;
1990         unsigned seq;
1991         int i;
1992
1993         do {
1994                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1995
1996                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1997                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1998                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1999         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
2000
2001         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
2002                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
2003                         continue;
2004
2005                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
2006                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
2007         }
2008
2009         return 0;
2010 }
2011
2012 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
2013                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
2014 {
2015         struct btrfs_device *next_device;
2016
2017         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
2018                 if (next_device != device &&
2019                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
2020                     && next_device->bdev)
2021                         return next_device;
2022         }
2023
2024         return NULL;
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2029  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2030  * where this function called, there should be always be another device (or
2031  * this_dev) which is active.
2032  */
2033 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2034                                             struct btrfs_device *next_device)
2035 {
2036         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2037
2038         if (!next_device)
2039                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2040                                                             device);
2041         ASSERT(next_device);
2042
2043         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2044                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2045                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2046
2047         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2048                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2053  * currently replaced.
2054  */
2055 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2056 {
2057         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2058
2059         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2060         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2061                 ASSERT(num_devices > 1);
2062                 num_devices--;
2063         }
2064         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2065
2066         return num_devices;
2067 }
2068
2069 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2070                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2071 {
2072         struct btrfs_super_block *disk_super;
2073         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2074         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2075         int ret;
2076
2077         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2078         if (IS_ERR(disk_super))
2079                 return;
2080
2081         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2082         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2083         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2084
2085         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2086         if (ret)
2087                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2088                         copy_num, ret);
2089 }
2090
2091 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_device *device)
2092 {
2093         int copy_num;
2094         struct block_device *bdev = device->bdev;
2095
2096         if (!bdev)
2097                 return;
2098
2099         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2100                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2101                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2102                 else
2103                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2104         }
2105
2106         /* Notify udev that device has changed */
2107         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2108
2109         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2110         update_dev_time(device->name->str);
2111 }
2112
2113 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2114                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2115                     struct file **bdev_file)
2116 {
2117         struct btrfs_trans_handle *trans;
2118         struct btrfs_device *device;
2119         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2120         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2121         u64 num_devices;
2122         int ret = 0;
2123
2124         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2125                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2126                 return -EINVAL;
2127         }
2128
2129         /*
2130          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2131          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2132          * filesystem and another device rm cannot run.
2133          */
2134         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2135
2136         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2137         if (ret)
2138                 return ret;
2139
2140         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2141         if (!device) {
2142                 if (args->missing)
2143                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2144                 else
2145                         ret = -ENOENT;
2146                 return ret;
2147         }
2148
2149         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2150                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2151                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2152                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2153                 return -ETXTBSY;
2154         }
2155
2156         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2157                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2158
2159         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2160             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2161                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2162
2163         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2164                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2165                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2166                 device->fs_devices->rw_devices--;
2167                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2168         }
2169
2170         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2171         if (ret)
2172                 goto error_undo;
2173
2174         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2175         if (IS_ERR(trans)) {
2176                 ret = PTR_ERR(trans);
2177                 goto error_undo;
2178         }
2179
2180         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2181         if (ret) {
2182                 /* Any error in dev item removal is critical */
2183                 btrfs_crit(fs_info,
2184                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2185                            device->devid, ret);
2186                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2187                 btrfs_end_transaction(trans);
2188                 return ret;
2189         }
2190
2191         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2192         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2193
2194         /*
2195          * the device list mutex makes sure that we don't change
2196          * the device list while someone else is writing out all
2197          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2198          * lock the device list mutex before getting the number of
2199          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2200          * whoever updates the number of devices in the super block
2201          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2202          */
2203
2204         /*
2205          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2206          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2207          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2208          */
2209         cur_devices = device->fs_devices;
2210         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2211         list_del_rcu(&device->dev_list);
2212
2213         cur_devices->num_devices--;
2214         cur_devices->total_devices--;
2215         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2216         if (cur_devices != fs_devices)
2217                 fs_devices->total_devices--;
2218
2219         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2220                 cur_devices->missing_devices--;
2221
2222         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2223
2224         if (device->bdev_file) {
2225                 cur_devices->open_devices--;
2226                 /* remove sysfs entry */
2227                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2228         }
2229
2230         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2231         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2232         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2233
2234         /*
2235          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2236          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2237          * free the device.
2238          *
2239          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2240          * write lock, and fput() on the block device will pull in the
2241          * ->open_mutex on the block device and it's dependencies.  Instead
2242          *  just flush the device and let the caller do the final bdev_release.
2243          */
2244         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2245                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device);
2246                 if (device->bdev) {
2247                         sync_blockdev(device->bdev);
2248                         invalidate_bdev(device->bdev);
2249                 }
2250         }
2251
2252         *bdev_file = device->bdev_file;
2253         synchronize_rcu();
2254         btrfs_free_device(device);
2255
2256         /*
2257          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2258          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2259          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2260          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2261          * remove it from our list and free the fs_devices.
2262          */
2263         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2264                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2265                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2266                 cur_devices->opened--;
2267                 free_fs_devices(cur_devices);
2268         }
2269
2270         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2271
2272         return ret;
2273
2274 error_undo:
2275         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2276                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2277                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2278                          &fs_devices->alloc_list);
2279                 device->fs_devices->rw_devices++;
2280                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2281         }
2282         return ret;
2283 }
2284
2285 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2286 {
2287         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2288
2289         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2290
2291         /*
2292          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2293          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2294          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2295          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2296          */
2297         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2298
2299         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2300         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2301         fs_devices->num_devices--;
2302         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2303                 fs_devices->missing_devices--;
2304
2305         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2306                 fs_devices->rw_devices--;
2307
2308         if (srcdev->bdev)
2309                 fs_devices->open_devices--;
2310 }
2311
2312 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2313 {
2314         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2315
2316         mutex_lock(&uuid_mutex);
2317
2318         btrfs_close_bdev(srcdev);
2319         synchronize_rcu();
2320         btrfs_free_device(srcdev);
2321
2322         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2323         if (!fs_devices->num_devices) {
2324                 /*
2325                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2326                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2327                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2328                  * device left under the seed FS.
2329                  */
2330                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2331
2332                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2333                 close_fs_devices(fs_devices);
2334                 free_fs_devices(fs_devices);
2335         }
2336         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2337 }
2338
2339 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2340 {
2341         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2342
2343         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2344
2345         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2346
2347         if (tgtdev->bdev)
2348                 fs_devices->open_devices--;
2349
2350         fs_devices->num_devices--;
2351
2352         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2353
2354         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2355
2356         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2357
2358         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev);
2359
2360         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2361         synchronize_rcu();
2362         btrfs_free_device(tgtdev);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Populate args from device at path.
2367  *
2368  * @fs_info:    the filesystem
2369  * @args:       the args to populate
2370  * @path:       the path to the device
2371  *
2372  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2373  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2374  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2375  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2376  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2377  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2378  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2379  * uuid buffers.
2380  *
2381  * Return: 0 for success, -errno for failure
2382  */
2383 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2384                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2385                                  const char *path)
2386 {
2387         struct btrfs_super_block *disk_super;
2388         struct file *bdev_file;
2389         int ret;
2390
2391         if (!path || !path[0])
2392                 return -EINVAL;
2393         if (!strcmp(path, "missing")) {
2394                 args->missing = true;
2395                 return 0;
2396         }
2397
2398         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2399         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2400         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2401                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2402                 return -ENOMEM;
2403         }
2404
2405         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2406                                     &bdev_file, &disk_super);
2407         if (ret) {
2408                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2409                 return ret;
2410         }
2411
2412         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2413         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2414         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2415                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2416         else
2417                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2418         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2419         fput(bdev_file);
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 /*
2424  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2425  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2426  * that don't need to be freed.
2427  */
2428 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2429 {
2430         kfree(args->uuid);
2431         kfree(args->fsid);
2432         args->uuid = NULL;
2433         args->fsid = NULL;
2434 }
2435
2436 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2437                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2438                 const char *device_path)
2439 {
2440         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2441         struct btrfs_device *device;
2442         int ret;
2443
2444         if (devid) {
2445                 args.devid = devid;
2446                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2447                 if (!device)
2448                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2449                 return device;
2450         }
2451
2452         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2453         if (ret)
2454                 return ERR_PTR(ret);
2455         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2456         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2457         if (!device)
2458                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2459         return device;
2460 }
2461
2462 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2463 {
2464         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2465         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2466         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2467
2468         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2469         if (!fs_devices->seeding)
2470                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2471
2472         /*
2473          * Private copy of the seed devices, anchored at
2474          * fs_info->fs_devices->seed_list
2475          */
2476         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL);
2477         if (IS_ERR(seed_devices))
2478                 return seed_devices;
2479
2480         /*
2481          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2482          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2483          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2484          * multiple fs seed.
2485          */
2486         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2487         if (IS_ERR(old_devices)) {
2488                 kfree(seed_devices);
2489                 return old_devices;
2490         }
2491
2492         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2493
2494         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2495         seed_devices->opened = 1;
2496         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2497         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2498         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2499
2500         return seed_devices;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2505  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2506  */
2507 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2508                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2509 {
2510         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2511         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2512         struct btrfs_device *device;
2513         u64 super_flags;
2514
2515         /*
2516          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2517          * could race, so uuid_mutex is needed.
2518          */
2519         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2520
2521         /*
2522          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2523          * device_list_mutex:
2524          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2525          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2526          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2527          *
2528          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2529          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2530          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2531          * - btrfs_get_dev_stats()
2532          */
2533         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2534
2535         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2536                               synchronize_rcu);
2537         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2538                 device->fs_devices = seed_devices;
2539
2540         fs_devices->seeding = false;
2541         fs_devices->num_devices = 0;
2542         fs_devices->open_devices = 0;
2543         fs_devices->missing_devices = 0;
2544         fs_devices->rotating = false;
2545         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2546
2547         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2548         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2549         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2550
2551         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2552                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2553         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2558  */
2559 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2560 {
2561         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2562         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2563         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2564         struct btrfs_path *path;
2565         struct extent_buffer *leaf;
2566         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2567         struct btrfs_device *device;
2568         struct btrfs_key key;
2569         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2570         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2571         int ret;
2572
2573         path = btrfs_alloc_path();
2574         if (!path)
2575                 return -ENOMEM;
2576
2577         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2578         key.offset = 0;
2579         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2580
2581         while (1) {
2582                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2583                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2584                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2585                 if (ret < 0)
2586                         goto error;
2587
2588                 leaf = path->nodes[0];
2589 next_slot:
2590                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2591                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2592                         if (ret > 0)
2593                                 break;
2594                         if (ret < 0)
2595                                 goto error;
2596                         leaf = path->nodes[0];
2597                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2598                         btrfs_release_path(path);
2599                         continue;
2600                 }
2601
2602                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2603                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2604                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2605                         break;
2606
2607                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2608                                           struct btrfs_dev_item);
2609                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2610                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2611                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2612                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2613                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2614                 args.uuid = dev_uuid;
2615                 args.fsid = fs_uuid;
2616                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2617                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2618
2619                 if (device->fs_devices->seeding) {
2620                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2621                                                     device->generation);
2622                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2623                 }
2624
2625                 path->slots[0]++;
2626                 goto next_slot;
2627         }
2628         ret = 0;
2629 error:
2630         btrfs_free_path(path);
2631         return ret;
2632 }
2633
2634 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2635 {
2636         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2637         struct btrfs_trans_handle *trans;
2638         struct btrfs_device *device;
2639         struct file *bdev_file;
2640         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2641         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2642         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2643         u64 orig_super_total_bytes;
2644         u64 orig_super_num_devices;
2645         int ret = 0;
2646         bool seeding_dev = false;
2647         bool locked = false;
2648
2649         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2650                 return -EROFS;
2651
2652         bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2653                                         fs_info->bdev_holder, NULL);
2654         if (IS_ERR(bdev_file))
2655                 return PTR_ERR(bdev_file);
2656
2657         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, file_bdev(bdev_file))) {
2658                 ret = -EINVAL;
2659                 goto error;
2660         }
2661
2662         if (fs_devices->seeding) {
2663                 seeding_dev = true;
2664                 down_write(&sb->s_umount);
2665                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2666                 locked = true;
2667         }
2668
2669         sync_blockdev(file_bdev(bdev_file));
2670
2671         rcu_read_lock();
2672         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2673                 if (device->bdev == file_bdev(bdev_file)) {
2674                         ret = -EEXIST;
2675                         rcu_read_unlock();
2676                         goto error;
2677                 }
2678         }
2679         rcu_read_unlock();
2680
2681         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2682         if (IS_ERR(device)) {
2683                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2684                 ret = PTR_ERR(device);
2685                 goto error;
2686         }
2687
2688         device->fs_info = fs_info;
2689         device->bdev_file = bdev_file;
2690         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
2691         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2692         if (ret)
2693                 goto error_free_device;
2694
2695         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2696         if (ret)
2697                 goto error_free_device;
2698
2699         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2700         if (IS_ERR(trans)) {
2701                 ret = PTR_ERR(trans);
2702                 goto error_free_zone;
2703         }
2704
2705         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2706         device->generation = trans->transid;
2707         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2708         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2709         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2710         device->total_bytes =
2711                 round_down(bdev_nr_bytes(device->bdev), fs_info->sectorsize);
2712         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2713         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2714         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2715         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2716         device->dev_stats_valid = 1;
2717         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2718
2719         if (seeding_dev) {
2720                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2721
2722                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2723                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2724                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2725                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2726                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2727                         goto error_trans;
2728                 }
2729         }
2730
2731         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2732         if (seeding_dev) {
2733                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2734                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2735                                                 device);
2736         }
2737
2738         device->fs_devices = fs_devices;
2739
2740         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2741         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2742         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2743         fs_devices->num_devices++;
2744         fs_devices->open_devices++;
2745         fs_devices->rw_devices++;
2746         fs_devices->total_devices++;
2747         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2748
2749         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2750
2751         if (!bdev_nonrot(device->bdev))
2752                 fs_devices->rotating = true;
2753
2754         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2755         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2756                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2757                            fs_info->sectorsize));
2758
2759         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2760         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2761                                     orig_super_num_devices + 1);
2762
2763         /*
2764          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2765          * infos
2766          */
2767         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2768
2769         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2770
2771         /* Add sysfs device entry */
2772         btrfs_sysfs_add_device(device);
2773
2774         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2775
2776         if (seeding_dev) {
2777                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2778                 ret = init_first_rw_device(trans);
2779                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2780                 if (ret) {
2781                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2782                         goto error_sysfs;
2783                 }
2784         }
2785
2786         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2787         if (ret) {
2788                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2789                 goto error_sysfs;
2790         }
2791
2792         if (seeding_dev) {
2793                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2794                 if (ret) {
2795                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2796                         goto error_sysfs;
2797                 }
2798
2799                 /*
2800                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2801                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2802                  */
2803                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2804         }
2805
2806         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2807
2808         if (seeding_dev) {
2809                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2810                 up_write(&sb->s_umount);
2811                 locked = false;
2812
2813                 if (ret) /* transaction commit */
2814                         return ret;
2815
2816                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2817                 if (ret < 0)
2818                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2819                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2820                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2821                 if (IS_ERR(trans)) {
2822                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2823                                 return 0;
2824                         ret = PTR_ERR(trans);
2825                         trans = NULL;
2826                         goto error_sysfs;
2827                 }
2828                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2829         }
2830
2831         /*
2832          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2833          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2834          * device.
2835          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2836          * only succeeds if the device was an alien.
2837          */
2838         btrfs_forget_devices(device->devt);
2839
2840         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2841         update_dev_time(device_path);
2842
2843         return ret;
2844
2845 error_sysfs:
2846         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2847         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2848         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2849         list_del_rcu(&device->dev_list);
2850         list_del(&device->dev_alloc_list);
2851         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2852         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2853         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2854         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2855         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2856         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2857         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2858                                     orig_super_total_bytes);
2859         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2860                                     orig_super_num_devices);
2861         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2862         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2863 error_trans:
2864         if (seeding_dev)
2865                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2866         if (trans)
2867                 btrfs_end_transaction(trans);
2868 error_free_zone:
2869         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2870 error_free_device:
2871         btrfs_free_device(device);
2872 error:
2873         fput(bdev_file);
2874         if (locked) {
2875                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2876                 up_write(&sb->s_umount);
2877         }
2878         return ret;
2879 }
2880
2881 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2882                                         struct btrfs_device *device)
2883 {
2884         int ret;
2885         struct btrfs_path *path;
2886         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2887         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2888         struct extent_buffer *leaf;
2889         struct btrfs_key key;
2890
2891         path = btrfs_alloc_path();
2892         if (!path)
2893                 return -ENOMEM;
2894
2895         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2896         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2897         key.offset = device->devid;
2898
2899         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2900         if (ret < 0)
2901                 goto out;
2902
2903         if (ret > 0) {
2904                 ret = -ENOENT;
2905                 goto out;
2906         }
2907
2908         leaf = path->nodes[0];
2909         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2910
2911         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2912         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2913         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2914         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2915         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2916         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2917                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2918         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2919                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2920         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2921
2922 out:
2923         btrfs_free_path(path);
2924         return ret;
2925 }
2926
2927 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2928                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2929 {
2930         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2931         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2932         u64 old_total;
2933         u64 diff;
2934         int ret;
2935
2936         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2937                 return -EACCES;
2938
2939         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2940
2941         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2942         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2943         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2944
2945         if (new_size <= device->total_bytes ||
2946             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2947                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2948                 return -EINVAL;
2949         }
2950
2951         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2952                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2953         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2954         atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
2955
2956         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2957         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2958         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2959         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2960                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2961                               &trans->transaction->dev_update_list);
2962         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2963
2964         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2965         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2966         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2967
2968         return ret;
2969 }
2970
2971 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2972 {
2973         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2974         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2975         int ret;
2976         struct btrfs_path *path;
2977         struct btrfs_key key;
2978
2979         path = btrfs_alloc_path();
2980         if (!path)
2981                 return -ENOMEM;
2982
2983         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2984         key.offset = chunk_offset;
2985         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2986
2987         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2988         if (ret < 0)
2989                 goto out;
2990         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2991                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2992                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2993                 ret = -ENOENT;
2994                 goto out;
2995         }
2996
2997         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2998         if (ret < 0)
2999                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
3000                                       "Failed to delete chunk item.");
3001 out:
3002         btrfs_free_path(path);
3003         return ret;
3004 }
3005
3006 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3007 {
3008         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
3009         struct btrfs_disk_key *disk_key;
3010         struct btrfs_chunk *chunk;
3011         u8 *ptr;
3012         int ret = 0;
3013         u32 num_stripes;
3014         u32 array_size;
3015         u32 len = 0;
3016         u32 cur;
3017         struct btrfs_key key;
3018
3019         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
3020         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
3021
3022         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3023         cur = 0;
3024
3025         while (cur < array_size) {
3026                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3027                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3028
3029                 len = sizeof(*disk_key);
3030
3031                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3032                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3033                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3034                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3035                 } else {
3036                         ret = -EIO;
3037                         break;
3038                 }
3039                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3040                     key.offset == chunk_offset) {
3041                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3042                         array_size -= len;
3043                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3044                 } else {
3045                         ptr += len;
3046                         cur += len;
3047                 }
3048         }
3049         return ret;
3050 }
3051
3052 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map_nolock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3053                                                     u64 logical, u64 length)
3054 {
3055         struct rb_node *node = fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
3056         struct rb_node *prev = NULL;
3057         struct rb_node *orig_prev;
3058         struct btrfs_chunk_map *map;
3059         struct btrfs_chunk_map *prev_map = NULL;
3060
3061         while (node) {
3062                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3063                 prev = node;
3064                 prev_map = map;
3065
3066                 if (logical < map->start) {
3067                         node = node->rb_left;
3068                 } else if (logical >= map->start + map->chunk_len) {
3069                         node = node->rb_right;
3070                 } else {
3071                         refcount_inc(&map->refs);
3072                         return map;
3073                 }
3074         }
3075
3076         if (!prev)
3077                 return NULL;
3078
3079         orig_prev = prev;
3080         while (prev && logical >= prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3081                 prev = rb_next(prev);
3082                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3083         }
3084
3085         if (!prev) {
3086                 prev = orig_prev;
3087                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3088                 while (prev && logical < prev_map->start) {
3089                         prev = rb_prev(prev);
3090                         prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3091                 }
3092         }
3093
3094         if (prev) {
3095                 u64 end = logical + length;
3096
3097                 /*
3098                  * Caller can pass a U64_MAX length when it wants to get any
3099                  * chunk starting at an offset of 'logical' or higher, so deal
3100                  * with underflow by resetting the end offset to U64_MAX.
3101                  */
3102                 if (end < logical)
3103                         end = U64_MAX;
3104
3105                 if (end > prev_map->start &&
3106                     logical < prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3107                         refcount_inc(&prev_map->refs);
3108                         return prev_map;
3109                 }
3110         }
3111
3112         return NULL;
3113 }
3114
3115 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3116                                              u64 logical, u64 length)
3117 {
3118         struct btrfs_chunk_map *map;
3119
3120         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3121         map = btrfs_find_chunk_map_nolock(fs_info, logical, length);
3122         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3123
3124         return map;
3125 }
3126
3127 /*
3128  * Find the mapping containing the given logical extent.
3129  *
3130  * @logical: Logical block offset in bytes.
3131  * @length: Length of extent in bytes.
3132  *
3133  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3134  */
3135 struct btrfs_chunk_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3136                                             u64 logical, u64 length)
3137 {
3138         struct btrfs_chunk_map *map;
3139
3140         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, length);
3141
3142         if (unlikely(!map)) {
3143                 btrfs_crit(fs_info,
3144                            "unable to find chunk map for logical %llu length %llu",
3145                            logical, length);
3146                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3147         }
3148
3149         if (unlikely(map->start > logical || map->start + map->chunk_len <= logical)) {
3150                 btrfs_crit(fs_info,
3151                            "found a bad chunk map, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3152                            logical, logical + length, map->start,
3153                            map->start + map->chunk_len);
3154                 btrfs_free_chunk_map(map);
3155                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3156         }
3157
3158         /* Callers are responsible for dropping the reference. */
3159         return map;
3160 }
3161
3162 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3163                              struct btrfs_chunk_map *map, u64 chunk_offset)
3164 {
3165         int i;
3166
3167         /*
3168          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3169          * requires holding the chunk_mutex.
3170          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3171          */
3172         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3173
3174         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3175                 int ret;
3176
3177                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3178                 if (ret)
3179                         return ret;
3180         }
3181
3182         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3183 }
3184
3185 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3186 {
3187         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3188         struct btrfs_chunk_map *map;
3189         u64 dev_extent_len = 0;
3190         int i, ret = 0;
3191         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3192
3193         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3194         if (IS_ERR(map)) {
3195                 /*
3196                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3197                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3198                  * do anything we still error out.
3199                  */
3200                 ASSERT(0);
3201                 return PTR_ERR(map);
3202         }
3203
3204         /*
3205          * First delete the device extent items from the devices btree.
3206          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3207          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3208          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3209          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3210          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3211          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3212          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3213          */
3214         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3215         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3216                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3217                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3218                                             map->stripes[i].physical,
3219                                             &dev_extent_len);
3220                 if (ret) {
3221                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3222                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3223                         goto out;
3224                 }
3225
3226                 if (device->bytes_used > 0) {
3227                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3228                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3229                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3230                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3231                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3232                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3233                 }
3234         }
3235         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3236
3237         /*
3238          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3239          *
3240          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3241          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3242          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3243          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3244          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3245          *
3246          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3247          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3248          *    because the device object's id can change at any time during that
3249          *    final phase of the device replace operation
3250          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3251          *    replaced device and then see it with an ID of
3252          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3253          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3254          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3255          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3256          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3257          */
3258         trans->removing_chunk = true;
3259         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3260
3261         check_system_chunk(trans, map->type);
3262
3263         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3264         /*
3265          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3266          * through the call to check_system_chunk().
3267          *
3268          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3269          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3270          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3271          * block group with the right profile, or right after we called
3272          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3273          * with enough free space into RO mode.
3274          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3275          *
3276          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3277          */
3278         if (ret == -ENOSPC) {
3279                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3280                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3281
3282                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3283                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3284                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3285                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3286                         goto out;
3287                 }
3288
3289                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3290                 if (ret) {
3291                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3292                         goto out;
3293                 }
3294
3295                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3296                 if (ret) {
3297                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3298                         goto out;
3299                 }
3300         } else if (ret) {
3301                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3302                 goto out;
3303         }
3304
3305         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, map->chunk_len);
3306
3307         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3308                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3309                 if (ret) {
3310                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3311                         goto out;
3312                 }
3313         }
3314
3315         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3316         trans->removing_chunk = false;
3317
3318         /*
3319          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3320          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3321          */
3322         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3323
3324         ret = btrfs_remove_block_group(trans, map);
3325         if (ret) {
3326                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3327                 goto out;
3328         }
3329
3330 out:
3331         if (trans->removing_chunk) {
3332                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3333                 trans->removing_chunk = false;
3334         }
3335         /* once for us */
3336         btrfs_free_chunk_map(map);
3337         return ret;
3338 }
3339
3340 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3341 {
3342         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3343         struct btrfs_trans_handle *trans;
3344         struct btrfs_block_group *block_group;
3345         u64 length;
3346         int ret;
3347
3348         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3349                 btrfs_err(fs_info,
3350                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3351                 return -EINVAL;
3352         }
3353
3354         /*
3355          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3356          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3357          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3358          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3359          *
3360          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3361          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3362          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3363          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3364          * the current task acquires this mutex and calls us.
3365          */
3366         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3367
3368         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3369         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3370         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3371         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3372         if (ret) {
3373                 /*
3374                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3375                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3376                  */
3377                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3378                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3379                 return ret;
3380         }
3381
3382         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3383         if (!block_group)
3384                 return -ENOENT;
3385         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3386         length = block_group->length;
3387         btrfs_put_block_group(block_group);
3388
3389         /*
3390          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3391          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3392          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3393          * filesystem's point of view.
3394          */
3395         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3396                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3397                 if (ret)
3398                         btrfs_info(fs_info,
3399                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3400                                 chunk_offset);
3401         }
3402
3403         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3404                                                      chunk_offset);
3405         if (IS_ERR(trans)) {
3406                 ret = PTR_ERR(trans);
3407                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3408                 return ret;
3409         }
3410
3411         /*
3412          * step two, delete the device extents and the
3413          * chunk tree entries
3414          */
3415         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3416         btrfs_end_transaction(trans);
3417         return ret;
3418 }
3419
3420 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3421 {
3422         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3423         struct btrfs_path *path;
3424         struct extent_buffer *leaf;
3425         struct btrfs_chunk *chunk;
3426         struct btrfs_key key;
3427         struct btrfs_key found_key;
3428         u64 chunk_type;
3429         bool retried = false;
3430         int failed = 0;
3431         int ret;
3432
3433         path = btrfs_alloc_path();
3434         if (!path)
3435                 return -ENOMEM;
3436
3437 again:
3438         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3439         key.offset = (u64)-1;
3440         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3441
3442         while (1) {
3443                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3444                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3445                 if (ret < 0) {
3446                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3447                         goto error;
3448                 }
3449                 if (ret == 0) {
3450                         /*
3451                          * On the first search we would find chunk tree with
3452                          * offset -1, which is not possible. On subsequent
3453                          * loops this would find an existing item on an invalid
3454                          * offset (one less than the previous one, wrong
3455                          * alignment and size).
3456                          */
3457                         ret = -EUCLEAN;
3458                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3459                         goto error;
3460                 }
3461
3462                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3463                                           key.type);
3464                 if (ret)
3465                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3466                 if (ret < 0)
3467                         goto error;
3468                 if (ret > 0)
3469                         break;
3470
3471                 leaf = path->nodes[0];
3472                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3473
3474                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3475                                        struct btrfs_chunk);
3476                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3477                 btrfs_release_path(path);
3478
3479                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3480                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3481                         if (ret == -ENOSPC)
3482                                 failed++;
3483                         else
3484                                 BUG_ON(ret);
3485                 }
3486                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3487
3488                 if (found_key.offset == 0)
3489                         break;
3490                 key.offset = found_key.offset - 1;
3491         }
3492         ret = 0;
3493         if (failed && !retried) {
3494                 failed = 0;
3495                 retried = true;
3496                 goto again;
3497         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3498                 ret = -ENOSPC;
3499         }
3500 error:
3501         btrfs_free_path(path);
3502         return ret;
3503 }
3504
3505 /*
3506  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3507  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3508  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3509  */
3510 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3511                                       u64 chunk_offset)
3512 {
3513         struct btrfs_block_group *cache;
3514         u64 bytes_used;
3515         u64 chunk_type;
3516
3517         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3518         ASSERT(cache);
3519         chunk_type = cache->flags;
3520         btrfs_put_block_group(cache);
3521
3522         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3523                 return 0;
3524
3525         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3526         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3527         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3528
3529         if (!bytes_used) {
3530                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3531                 int ret;
3532
3533                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3534                 if (IS_ERR(trans))
3535                         return PTR_ERR(trans);
3536
3537                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3538                 btrfs_end_transaction(trans);
3539                 if (ret < 0)
3540                         return ret;
3541                 return 1;
3542         }
3543
3544         return 0;
3545 }
3546
3547 static void btrfs_disk_balance_args_to_cpu(struct btrfs_balance_args *cpu,
3548                                            const struct btrfs_disk_balance_args *disk)
3549 {
3550         memset(cpu, 0, sizeof(*cpu));
3551
3552         cpu->profiles = le64_to_cpu(disk->profiles);
3553         cpu->usage = le64_to_cpu(disk->usage);
3554         cpu->devid = le64_to_cpu(disk->devid);
3555         cpu->pstart = le64_to_cpu(disk->pstart);
3556         cpu->pend = le64_to_cpu(disk->pend);
3557         cpu->vstart = le64_to_cpu(disk->vstart);
3558         cpu->vend = le64_to_cpu(disk->vend);
3559         cpu->target = le64_to_cpu(disk->target);
3560         cpu->flags = le64_to_cpu(disk->flags);
3561         cpu->limit = le64_to_cpu(disk->limit);
3562         cpu->stripes_min = le32_to_cpu(disk->stripes_min);
3563         cpu->stripes_max = le32_to_cpu(disk->stripes_max);
3564 }
3565
3566 static void btrfs_cpu_balance_args_to_disk(struct btrfs_disk_balance_args *disk,
3567                                            const struct btrfs_balance_args *cpu)
3568 {
3569         memset(disk, 0, sizeof(*disk));
3570
3571         disk->profiles = cpu_to_le64(cpu->profiles);
3572         disk->usage = cpu_to_le64(cpu->usage);
3573         disk->devid = cpu_to_le64(cpu->devid);
3574         disk->pstart = cpu_to_le64(cpu->pstart);
3575         disk->pend = cpu_to_le64(cpu->pend);
3576         disk->vstart = cpu_to_le64(cpu->vstart);
3577         disk->vend = cpu_to_le64(cpu->vend);
3578         disk->target = cpu_to_le64(cpu->target);
3579         disk->flags = cpu_to_le64(cpu->flags);
3580         disk->limit = cpu_to_le64(cpu->limit);
3581         disk->stripes_min = cpu_to_le32(cpu->stripes_min);
3582         disk->stripes_max = cpu_to_le32(cpu->stripes_max);
3583 }
3584
3585 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3586                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3587 {
3588         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3589         struct btrfs_trans_handle *trans;
3590         struct btrfs_balance_item *item;
3591         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3592         struct btrfs_path *path;
3593         struct extent_buffer *leaf;
3594         struct btrfs_key key;
3595         int ret, err;
3596
3597         path = btrfs_alloc_path();
3598         if (!path)
3599                 return -ENOMEM;
3600
3601         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3602         if (IS_ERR(trans)) {
3603                 btrfs_free_path(path);
3604                 return PTR_ERR(trans);
3605         }
3606
3607         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3608         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3609         key.offset = 0;
3610
3611         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3612                                       sizeof(*item));
3613         if (ret)
3614                 goto out;
3615
3616         leaf = path->nodes[0];
3617         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3618
3619         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3620
3621         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3622         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3623         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3624         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3625         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3626         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3627
3628         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3629
3630         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3631 out:
3632         btrfs_free_path(path);
3633         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3634         if (err && !ret)
3635                 ret = err;
3636         return ret;
3637 }
3638
3639 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3640 {
3641         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3642         struct btrfs_trans_handle *trans;
3643         struct btrfs_path *path;
3644         struct btrfs_key key;
3645         int ret, err;
3646
3647         path = btrfs_alloc_path();
3648         if (!path)
3649                 return -ENOMEM;
3650
3651         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3652         if (IS_ERR(trans)) {
3653                 btrfs_free_path(path);
3654                 return PTR_ERR(trans);
3655         }
3656
3657         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3658         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3659         key.offset = 0;
3660
3661         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3662         if (ret < 0)
3663                 goto out;
3664         if (ret > 0) {
3665                 ret = -ENOENT;
3666                 goto out;
3667         }
3668
3669         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3670 out:
3671         btrfs_free_path(path);
3672         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3673         if (err && !ret)
3674                 ret = err;
3675         return ret;
3676 }
3677
3678 /*
3679  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3680  * resume after balance was interrupted.
3681  */
3682 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3683 {
3684         /*
3685          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3686          */
3687         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3688                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3689         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3690                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3691         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3692                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3693
3694         /*
3695          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3696          * that chunks that we have already balanced should be
3697          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3698          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3699          * (albeit full) chunks.
3700          */
3701         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3702             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3703             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3704                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3705                 bctl->data.usage = 90;
3706         }
3707         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3708             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3709             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3710                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3711                 bctl->sys.usage = 90;
3712         }
3713         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3714             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3715             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3716                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3717                 bctl->meta.usage = 90;
3718         }
3719 }
3720
3721 /*
3722  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3723  */
3724 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3725 {
3726         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3727         int ret;
3728
3729         ASSERT(fs_info->balance_ctl);
3730
3731         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3732         fs_info->balance_ctl = NULL;
3733         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3734
3735         kfree(bctl);
3736         ret = del_balance_item(fs_info);
3737         if (ret)
3738                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3739 }
3740
3741 /*
3742  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3743  * (should not be balanced).
3744  */
3745 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3746                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3747 {
3748         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3749                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3750
3751         if (bargs->profiles & chunk_type)
3752                 return 0;
3753
3754         return 1;
3755 }
3756
3757 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3758                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3759 {
3760         struct btrfs_block_group *cache;
3761         u64 chunk_used;
3762         u64 user_thresh_min;
3763         u64 user_thresh_max;
3764         int ret = 1;
3765
3766         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3767         chunk_used = cache->used;
3768
3769         if (bargs->usage_min == 0)
3770                 user_thresh_min = 0;
3771         else
3772                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3773
3774         if (bargs->usage_max == 0)
3775                 user_thresh_max = 1;
3776         else if (bargs->usage_max > 100)
3777                 user_thresh_max = cache->length;
3778         else
3779                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3780
3781         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3782                 ret = 0;
3783
3784         btrfs_put_block_group(cache);
3785         return ret;
3786 }
3787
3788 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3789                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3790 {
3791         struct btrfs_block_group *cache;
3792         u64 chunk_used, user_thresh;
3793         int ret = 1;
3794
3795         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3796         chunk_used = cache->used;
3797
3798         if (bargs->usage_min == 0)
3799                 user_thresh = 1;
3800         else if (bargs->usage > 100)
3801                 user_thresh = cache->length;
3802         else
3803                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3804
3805         if (chunk_used < user_thresh)
3806                 ret = 0;
3807
3808         btrfs_put_block_group(cache);
3809         return ret;
3810 }
3811
3812 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3813                               struct btrfs_chunk *chunk,
3814                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3815 {
3816         struct btrfs_stripe *stripe;
3817         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3818         int i;
3819
3820         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3821                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3822                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3823                         return 0;
3824         }
3825
3826         return 1;
3827 }
3828
3829 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3830 {
3831         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3832         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3833         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3834
3835         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3836 }
3837
3838 /* [pstart, pend) */
3839 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3840                                struct btrfs_chunk *chunk,
3841                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3842 {
3843         struct btrfs_stripe *stripe;
3844         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3845         u64 stripe_offset;
3846         u64 stripe_length;
3847         u64 type;
3848         int factor;
3849         int i;
3850
3851         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3852                 return 0;
3853
3854         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3855         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3856
3857         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3858                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3859                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3860                         continue;
3861
3862                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3863                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3864                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3865
3866                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3867                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3868                         return 0;
3869         }
3870
3871         return 1;
3872 }
3873
3874 /* [vstart, vend) */
3875 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3876                                struct btrfs_chunk *chunk,
3877                                u64 chunk_offset,
3878                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3879 {
3880         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3881             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3882                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3883                 return 0;
3884
3885         return 1;
3886 }
3887
3888 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3889                                struct btrfs_chunk *chunk,
3890                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3891 {
3892         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3893
3894         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3895                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3896                 return 0;
3897
3898         return 1;
3899 }
3900
3901 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3902                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3903 {
3904         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3905                 return 0;
3906
3907         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3908                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3909
3910         if (bargs->target == chunk_type)
3911                 return 1;
3912
3913         return 0;
3914 }
3915
3916 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3917                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3918 {
3919         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3920         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3921         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3922         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3923
3924         /* type filter */
3925         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3926               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3927                 return 0;
3928         }
3929
3930         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3931                 bargs = &bctl->data;
3932         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3933                 bargs = &bctl->sys;
3934         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3935                 bargs = &bctl->meta;
3936
3937         /* profiles filter */
3938         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3939             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3940                 return 0;
3941         }
3942
3943         /* usage filter */
3944         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3945             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3946                 return 0;
3947         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3948             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3949                 return 0;
3950         }
3951
3952         /* devid filter */
3953         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3954             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3955                 return 0;
3956         }
3957
3958         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3959         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3960             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3961                 return 0;
3962         }
3963
3964         /* vrange filter */
3965         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3966             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3967                 return 0;
3968         }
3969
3970         /* stripes filter */
3971         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3972             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3973                 return 0;
3974         }
3975
3976         /* soft profile changing mode */
3977         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3978             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3979                 return 0;
3980         }
3981
3982         /*
3983          * limited by count, must be the last filter
3984          */
3985         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3986                 if (bargs->limit == 0)
3987                         return 0;
3988                 else
3989                         bargs->limit--;
3990         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3991                 /*
3992                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3993                  * determined here because we do not have the global information
3994                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3995                  */
3996                 if (bargs->limit_max == 0)
3997                         return 0;
3998                 else
3999                         bargs->limit_max--;
4000         }
4001
4002         return 1;
4003 }
4004
4005 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4006 {
4007         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4008         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
4009         u64 chunk_type;
4010         struct btrfs_chunk *chunk;
4011         struct btrfs_path *path = NULL;
4012         struct btrfs_key key;
4013         struct btrfs_key found_key;
4014         struct extent_buffer *leaf;
4015         int slot;
4016         int ret;
4017         int enospc_errors = 0;
4018         bool counting = true;
4019         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
4020         u64 limit_data = bctl->data.limit;
4021         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
4022         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
4023         u32 count_data = 0;
4024         u32 count_meta = 0;
4025         u32 count_sys = 0;
4026         int chunk_reserved = 0;
4027
4028         path = btrfs_alloc_path();
4029         if (!path) {
4030                 ret = -ENOMEM;
4031                 goto error;
4032         }
4033
4034         /* zero out stat counters */
4035         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4036         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
4037         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4038 again:
4039         if (!counting) {
4040                 /*
4041                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
4042                  * in the
4043                  */
4044                 bctl->data.limit = limit_data;
4045                 bctl->meta.limit = limit_meta;
4046                 bctl->sys.limit = limit_sys;
4047         }
4048         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
4049         key.offset = (u64)-1;
4050         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
4051
4052         while (1) {
4053                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
4054                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
4055                         ret = -ECANCELED;
4056                         goto error;
4057                 }
4058
4059                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4060                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
4061                 if (ret < 0) {
4062                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4063                         goto error;
4064                 }
4065
4066                 /*
4067                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
4068                  * failed
4069                  */
4070                 if (ret == 0)
4071                         BUG(); /* FIXME break ? */
4072
4073                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
4074                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
4075                 if (ret) {
4076                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4077                         ret = 0;
4078                         break;
4079                 }
4080
4081                 leaf = path->nodes[0];
4082                 slot = path->slots[0];
4083                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
4084
4085                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
4086                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4087                         break;
4088                 }
4089
4090                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
4091                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
4092
4093                 if (!counting) {
4094                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4095                         bctl->stat.considered++;
4096                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4097                 }
4098
4099                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
4100
4101                 btrfs_release_path(path);
4102                 if (!ret) {
4103                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4104                         goto loop;
4105                 }
4106
4107                 if (counting) {
4108                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4109                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4110                         bctl->stat.expected++;
4111                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4112
4113                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
4114                                 count_data++;
4115                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
4116                                 count_sys++;
4117                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
4118                                 count_meta++;
4119
4120                         goto loop;
4121                 }
4122
4123                 /*
4124                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
4125                  * filter is used, limit_min is 0 by default
4126                  */
4127                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
4128                                         count_data < bctl->data.limit_min)
4129                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
4130                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
4131                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
4132                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
4133                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4134                         goto loop;
4135                 }
4136
4137                 if (!chunk_reserved) {
4138                         /*
4139                          * We may be relocating the only data chunk we have,
4140                          * which could potentially end up with losing data's
4141                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
4142                          * advance.
4143                          */
4144                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4145                                                          found_key.offset);
4146                         if (ret < 0) {
4147                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4148                                 goto error;
4149                         } else if (ret == 1) {
4150                                 chunk_reserved = 1;
4151                         }
4152                 }
4153
4154                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4155                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4156                 if (ret == -ENOSPC) {
4157                         enospc_errors++;
4158                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4159                         btrfs_info(fs_info,
4160            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4161                                    found_key.offset);
4162                         ret = 0;
4163                 } else if (ret) {
4164                         goto error;
4165                 } else {
4166                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4167                         bctl->stat.completed++;
4168                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4169                 }
4170 loop:
4171                 if (found_key.offset == 0)
4172                         break;
4173                 key.offset = found_key.offset - 1;
4174         }
4175
4176         if (counting) {
4177                 btrfs_release_path(path);
4178                 counting = false;
4179                 goto again;
4180         }
4181 error:
4182         btrfs_free_path(path);
4183         if (enospc_errors) {
4184                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4185                            enospc_errors);
4186                 if (!ret)
4187                         ret = -ENOSPC;
4188         }
4189
4190         return ret;
4191 }
4192
4193 /*
4194  * See if a given profile is valid and reduced.
4195  *
4196  * @flags:     profile to validate
4197  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4198  */
4199 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4200 {
4201         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4202                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4203
4204         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4205
4206         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4207         if (flags & ~mask)
4208                 return 0;
4209
4210         /* 2) see if profile is reduced */
4211         if (flags == 0)
4212                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4213
4214         return has_single_bit_set(flags);
4215 }
4216
4217 /*
4218  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4219  * Otherwise print the error message and return false.
4220  */
4221 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4222                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4223                 u64 allowed, const char *type)
4224 {
4225         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4226                 return true;
4227
4228         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4229         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4230             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4231                 return true;
4232
4233         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4234                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4235         return false;
4236 }
4237
4238 /*
4239  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4240  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4241  * does not fit into the provided buffer.
4242  */
4243 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4244                                  u32 size_buf)
4245 {
4246         int ret;
4247         u32 size_bp = size_buf;
4248         char *bp = buf;
4249         u64 flags = bargs->flags;
4250         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4251
4252         if (!flags)
4253                 return;
4254
4255 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4256         do {                                                            \
4257                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4258                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4259                         goto out_overflow;                              \
4260                 size_bp -= ret;                                         \
4261                 bp += ret;                                              \
4262         } while (0)
4263
4264 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4265         do {                                                            \
4266                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4267                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4268                         goto out_overflow;                              \
4269                 size_bp -= ret;                                         \
4270                 bp += ret;                                              \
4271         } while (0)
4272
4273 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4274         do {                                                            \
4275                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4276                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4277                         goto out_overflow;                              \
4278                 size_bp -= ret;                                         \
4279                 bp += ret;                                              \
4280         } while (0)
4281
4282         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4283                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4284                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4285
4286         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4287                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4288
4289         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4290                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4291                                             sizeof(tmp_buf));
4292                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4293         }
4294
4295         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4296                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4297
4298         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4299                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4300                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4301
4302         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4303                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4304
4305         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4306                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4307                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4308
4309         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4310                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4311                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4312
4313         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4314                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4315
4316         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4317                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4318                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4319
4320         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4321                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4322                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4323
4324 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4325 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4326 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4327
4328 out_overflow:
4329
4330         if (size_bp < size_buf)
4331                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4332         else
4333                 buf[0] = '\0';
4334 }
4335
4336 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4337 {
4338         u32 size_buf = 1024;
4339         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4340         char *buf;
4341         char *bp;
4342         u32 size_bp = size_buf;
4343         int ret;
4344         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4345
4346         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4347         if (!buf)
4348                 return;
4349
4350         bp = buf;
4351
4352 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4353         do {                                                            \
4354                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4355                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4356                         goto out_overflow;                              \
4357                 size_bp -= ret;                                         \
4358                 bp += ret;                                              \
4359         } while (0)
4360
4361         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4362                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4363
4364         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4365                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4366                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4367         }
4368
4369         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4370                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4371                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4372         }
4373
4374         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4375                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4376                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4377         }
4378
4379 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4380
4381 out_overflow:
4382
4383         if (size_bp < size_buf)
4384                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4385         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4386                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4387                    "resume" : "start", buf);
4388
4389         kfree(buf);
4390 }
4391
4392 /*
4393  * Should be called with balance mutexe held
4394  */
4395 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4396                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4397                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4398 {
4399         u64 meta_target, data_target;
4400         u64 allowed;
4401         int mixed = 0;
4402         int ret;
4403         u64 num_devices;
4404         unsigned seq;
4405         bool reducing_redundancy;
4406         bool paused = false;
4407         int i;
4408
4409         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4410             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4411             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4412                 ret = -EINVAL;
4413                 goto out;
4414         }
4415
4416         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4417         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4418                 mixed = 1;
4419
4420         /*
4421          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4422          * and identical options should be given for both of them.
4423          */
4424         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4425         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4426                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4427                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4428                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4429                         btrfs_err(fs_info,
4430           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4431                         ret = -EINVAL;
4432                         goto out;
4433                 }
4434         }
4435
4436         /*
4437          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4438          * are exclusive
4439          */
4440         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4441
4442         /*
4443          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4444          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4445          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4446          */
4447         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4448         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4449                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4450                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4451
4452         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4453             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4454             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4455                 ret = -EINVAL;
4456                 goto out;
4457         }
4458
4459         /*
4460          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4461          * profiles with redundancy (copies, parity)
4462          */
4463         allowed = 0;
4464         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4465                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4466                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4467                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4468         }
4469         do {
4470                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4471
4472                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4473                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4474                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4475                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4476                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4477                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4478                         reducing_redundancy = true;
4479                 else
4480                         reducing_redundancy = false;
4481
4482                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4483                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4484                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4485                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4486                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4487         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4488
4489         if (reducing_redundancy) {
4490                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4491                         btrfs_info(fs_info,
4492                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4493                 } else {
4494                         btrfs_err(fs_info,
4495         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4496                         ret = -EINVAL;
4497                         goto out;
4498                 }
4499         }
4500
4501         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4502                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4503                 btrfs_warn(fs_info,
4504         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4505                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4506                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4507         }
4508
4509         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4510         if (ret && ret != -EEXIST)
4511                 goto out;
4512
4513         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4514                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4515                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4516                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4517                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4518                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4519         } else {
4520                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4521                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4522                 update_balance_args(bctl);
4523                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4524         }
4525
4526         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4527         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4528         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4529         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4530
4531         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4532
4533         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4534         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4535                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4536                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4537                 paused = true;
4538         }
4539         /*
4540          * Balance can be canceled by:
4541          *
4542          * - Regular cancel request
4543          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4544          *
4545          * - Fatal signal to "btrfs" process
4546          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4547          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4548          *   got -ECANCELED.
4549          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4550          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4551          *
4552          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4553          */
4554         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4555                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4556         else
4557                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4558
4559         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4560
4561         if (bargs) {
4562                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4563                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4564         }
4565
4566         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4567         if (!paused) {
4568                 reset_balance_state(fs_info);
4569                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4570         }
4571
4572         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4573
4574         return ret;
4575 out:
4576         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4577                 reset_balance_state(fs_info);
4578         else
4579                 kfree(bctl);
4580         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4581
4582         return ret;
4583 }
4584
4585 static int balance_kthread(void *data)
4586 {
4587         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4588         int ret = 0;
4589
4590         sb_start_write(fs_info->sb);
4591         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4592         if (fs_info->balance_ctl)
4593                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4594         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4595         sb_end_write(fs_info->sb);
4596
4597         return ret;
4598 }
4599
4600 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4601 {
4602         struct task_struct *tsk;
4603
4604         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4605         if (!fs_info->balance_ctl) {
4606                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4607                 return 0;
4608         }
4609         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4610
4611         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4612                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4613                 return 0;
4614         }
4615
4616         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4617         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4618         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4619         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4620         /*
4621          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4622          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4623          * the resume flag.
4624          */
4625         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4626         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4627         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4628
4629         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4630         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4631 }
4632
4633 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4634 {
4635         struct btrfs_balance_control *bctl;
4636         struct btrfs_balance_item *item;
4637         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4638         struct btrfs_path *path;
4639         struct extent_buffer *leaf;
4640         struct btrfs_key key;
4641         int ret;
4642
4643         path = btrfs_alloc_path();
4644         if (!path)
4645                 return -ENOMEM;
4646
4647         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4648         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4649         key.offset = 0;
4650
4651         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4652         if (ret < 0)
4653                 goto out;
4654         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4655                 ret = 0;
4656                 goto out;
4657         }
4658
4659         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4660         if (!bctl) {
4661                 ret = -ENOMEM;
4662                 goto out;
4663         }
4664
4665         leaf = path->nodes[0];
4666         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4667
4668         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4669         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4670
4671         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4672         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4673         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4674         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4675         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4676         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4677
4678         /*
4679          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4680          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4681          *
4682          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4683          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4684          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4685          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4686          * set up.
4687          */
4688         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4689                 btrfs_warn(fs_info,
4690         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4691
4692         btrfs_release_path(path);
4693
4694         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4695         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4696         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4697         fs_info->balance_ctl = bctl;
4698         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4699         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4700 out:
4701         btrfs_free_path(path);
4702         return ret;
4703 }
4704
4705 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4706 {
4707         int ret = 0;
4708
4709         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4710         if (!fs_info->balance_ctl) {
4711                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4712                 return -ENOTCONN;
4713         }
4714
4715         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4716                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4717                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4718
4719                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4720                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4721
4722                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4723                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4724                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4725                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4726         } else {
4727                 ret = -ENOTCONN;
4728         }
4729
4730         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4731         return ret;
4732 }
4733
4734 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4735 {
4736         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4737         if (!fs_info->balance_ctl) {
4738                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4739                 return -ENOTCONN;
4740         }
4741
4742         /*
4743          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4744          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4745          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4746          */
4747         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4748                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4749                 return -EROFS;
4750         }
4751
4752         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4753         /*
4754          * if we are running just wait and return, balance item is
4755          * deleted in btrfs_balance in this case
4756          */
4757         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4758                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4759                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4760                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4761                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4762         } else {
4763                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4764                 /*
4765                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4766                  * reexamine the status again.
4767                  */
4768                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4769
4770                 if (fs_info->balance_ctl) {
4771                         reset_balance_state(fs_info);
4772                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4773                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4774                 }
4775         }
4776
4777         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4778         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4779         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4780         return 0;
4781 }
4782
4783 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4784 {
4785         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4786         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4787         struct btrfs_key key;
4788         struct btrfs_path *path = NULL;
4789         int ret = 0;
4790         struct extent_buffer *eb;
4791         int slot;
4792         struct btrfs_root_item root_item;
4793         u32 item_size;
4794         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4795         bool closing = false;
4796
4797         path = btrfs_alloc_path();
4798         if (!path) {
4799                 ret = -ENOMEM;
4800                 goto out;
4801         }
4802
4803         key.objectid = 0;
4804         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4805         key.offset = 0;
4806
4807         while (1) {
4808                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4809                         closing = true;
4810                         break;
4811                 }
4812                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4813                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4814                 if (ret) {
4815                         if (ret > 0)
4816                                 ret = 0;
4817                         break;
4818                 }
4819
4820                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4821                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4822                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4823                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4824                         goto skip;
4825
4826                 eb = path->nodes[0];
4827                 slot = path->slots[0];
4828                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4829                 if (item_size < sizeof(root_item))
4830                         goto skip;
4831
4832                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4833                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4834                                    (int)sizeof(root_item));
4835                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4836                         goto skip;
4837
4838                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4839                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4840                         if (trans)
4841                                 goto update_tree;
4842
4843                         btrfs_release_path(path);
4844                         /*
4845                          * 1 - subvol uuid item
4846                          * 1 - received_subvol uuid item
4847                          */
4848                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4849                         if (IS_ERR(trans)) {
4850                                 ret = PTR_ERR(trans);
4851                                 break;
4852                         }
4853                         continue;
4854                 } else {
4855                         goto skip;
4856                 }
4857 update_tree:
4858                 btrfs_release_path(path);
4859                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4860                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4861                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4862                                                   key.objectid);
4863                         if (ret < 0) {
4864                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4865                                         ret);
4866                                 break;
4867                         }
4868                 }
4869
4870                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4871                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4872                                                   root_item.received_uuid,
4873                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4874                                                   key.objectid);
4875                         if (ret < 0) {
4876                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4877                                         ret);
4878                                 break;
4879                         }
4880                 }
4881
4882 skip:
4883                 btrfs_release_path(path);
4884                 if (trans) {
4885                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4886                         trans = NULL;
4887                         if (ret)
4888                                 break;
4889                 }
4890
4891                 if (key.offset < (u64)-1) {
4892                         key.offset++;
4893                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4894                         key.offset = 0;
4895                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4896                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4897                         key.offset = 0;
4898                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4899                         key.objectid++;
4900                 } else {
4901                         break;
4902                 }
4903                 cond_resched();
4904         }
4905
4906 out:
4907         btrfs_free_path(path);
4908         if (trans && !IS_ERR(trans))
4909                 btrfs_end_transaction(trans);
4910         if (ret)
4911                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4912         else if (!closing)
4913                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4914         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4915         return 0;
4916 }
4917
4918 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4919 {
4920         struct btrfs_trans_handle *trans;
4921         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4922         struct btrfs_root *uuid_root;
4923         struct task_struct *task;
4924         int ret;
4925
4926         /*
4927          * 1 - root node
4928          * 1 - root item
4929          */
4930         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4931         if (IS_ERR(trans))
4932                 return PTR_ERR(trans);
4933
4934         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4935         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4936                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4937                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4938                 btrfs_end_transaction(trans);
4939                 return ret;
4940         }
4941
4942         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4943
4944         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4945         if (ret)
4946                 return ret;
4947
4948         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4949         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4950         if (IS_ERR(task)) {
4951                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4952                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4953                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4954                 return PTR_ERR(task);
4955         }
4956
4957         return 0;
4958 }
4959
4960 /*
4961  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4962  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4963  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4964  */
4965 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4966 {
4967         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4968         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4969         struct btrfs_trans_handle *trans;
4970         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4971         struct btrfs_path *path;
4972         u64 length;
4973         u64 chunk_offset;
4974         int ret;
4975         int slot;
4976         int failed = 0;
4977         bool retried = false;
4978         struct extent_buffer *l;
4979         struct btrfs_key key;
4980         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4981         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4982         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4983         u64 diff;
4984         u64 start;
4985         u64 free_diff = 0;
4986
4987         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4988         start = new_size;
4989         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4990
4991         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4992                 return -EINVAL;
4993
4994         path = btrfs_alloc_path();
4995         if (!path)
4996                 return -ENOMEM;
4997
4998         path->reada = READA_BACK;
4999
5000         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5001         if (IS_ERR(trans)) {
5002                 btrfs_free_path(path);
5003                 return PTR_ERR(trans);
5004         }
5005
5006         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5007
5008         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
5009         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5010                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
5011
5012                 /*
5013                  * The new free_chunk_space is new_size - used, so we have to
5014                  * subtract the delta of the old free_chunk_space which included
5015                  * old_size - used.  If used > new_size then just subtract this
5016                  * entire device's free space.
5017                  */
5018                 if (device->bytes_used < new_size)
5019                         free_diff = (old_size - device->bytes_used) -
5020                                     (new_size - device->bytes_used);
5021                 else
5022                         free_diff = old_size - device->bytes_used;
5023                 atomic64_sub(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5024         }
5025
5026         /*
5027          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
5028          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
5029          * and relocates them accordingly.
5030          */
5031         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
5032                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5033                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5034                 if (ret)
5035                         goto done;
5036         } else {
5037                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5038                 btrfs_end_transaction(trans);
5039         }
5040
5041 again:
5042         key.objectid = device->devid;
5043         key.offset = (u64)-1;
5044         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
5045
5046         do {
5047                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5048                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5049                 if (ret < 0) {
5050                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5051                         goto done;
5052                 }
5053
5054                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
5055                 if (ret) {
5056                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5057                         if (ret < 0)
5058                                 goto done;
5059                         ret = 0;
5060                         btrfs_release_path(path);
5061                         break;
5062                 }
5063
5064                 l = path->nodes[0];
5065                 slot = path->slots[0];
5066                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
5067
5068                 if (key.objectid != device->devid) {
5069                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5070                         btrfs_release_path(path);
5071                         break;
5072                 }
5073
5074                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
5075                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
5076
5077                 if (key.offset + length <= new_size) {
5078                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5079                         btrfs_release_path(path);
5080                         break;
5081                 }
5082
5083                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
5084                 btrfs_release_path(path);
5085
5086                 /*
5087                  * We may be relocating the only data chunk we have,
5088                  * which could potentially end up with losing data's
5089                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
5090                  * advance.
5091                  */
5092                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
5093                 if (ret < 0) {
5094                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5095                         goto done;
5096                 }
5097
5098                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
5099                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5100                 if (ret == -ENOSPC) {
5101                         failed++;
5102                 } else if (ret) {
5103                         if (ret == -ETXTBSY) {
5104                                 btrfs_warn(fs_info,
5105                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
5106                                            chunk_offset);
5107                         }
5108                         goto done;
5109                 }
5110         } while (key.offset-- > 0);
5111
5112         if (failed && !retried) {
5113                 failed = 0;
5114                 retried = true;
5115                 goto again;
5116         } else if (failed && retried) {
5117                 ret = -ENOSPC;
5118                 goto done;
5119         }
5120
5121         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
5122         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5123         if (IS_ERR(trans)) {
5124                 ret = PTR_ERR(trans);
5125                 goto done;
5126         }
5127
5128         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5129         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
5130         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
5131                           CHUNK_STATE_MASK);
5132
5133         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
5134         if (list_empty(&device->post_commit_list))
5135                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
5136                               &trans->transaction->dev_update_list);
5137
5138         WARN_ON(diff > old_total);
5139         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
5140                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
5141         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5142
5143         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
5144         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
5145         ret = btrfs_update_device(trans, device);
5146         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
5147         if (ret < 0) {
5148                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5149                 btrfs_end_transaction(trans);
5150         } else {
5151                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5152         }
5153 done:
5154         btrfs_free_path(path);
5155         if (ret) {
5156                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5157                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5158                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5159                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5160                         atomic64_add(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5161                 }
5162                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5163         }
5164         return ret;
5165 }
5166
5167 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5168                            struct btrfs_key *key,
5169                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5170 {
5171         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5172         struct btrfs_disk_key disk_key;
5173         u32 array_size;
5174         u8 *ptr;
5175
5176         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5177
5178         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5179         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5180                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5181                 return -EFBIG;
5182
5183         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5184         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5185         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5186         ptr += sizeof(disk_key);
5187         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5188         item_size += sizeof(disk_key);
5189         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5190
5191         return 0;
5192 }
5193
5194 /*
5195  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5196  */
5197 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5198 {
5199         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5200         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5201
5202         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5203                 return -1;
5204         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5205                 return 1;
5206         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5207                 return -1;
5208         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5209                 return 1;
5210         return 0;
5211 }
5212
5213 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5214 {
5215         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5216                 return;
5217
5218         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5219 }
5220
5221 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5222 {
5223         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5224                 return;
5225
5226         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5227 }
5228
5229 /*
5230  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5231  * Wraps needed parameters.
5232  */
5233 struct alloc_chunk_ctl {
5234         u64 start;
5235         u64 type;
5236         /* Total number of stripes to allocate */
5237         int num_stripes;
5238         /* sub_stripes info for map */
5239         int sub_stripes;
5240         /* Stripes per device */
5241         int dev_stripes;
5242         /* Maximum number of devices to use */
5243         int devs_max;
5244         /* Minimum number of devices to use */
5245         int devs_min;
5246         /* ndevs has to be a multiple of this */
5247         int devs_increment;
5248         /* Number of copies */
5249         int ncopies;
5250         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5251         int nparity;
5252         u64 max_stripe_size;
5253         u64 max_chunk_size;
5254         u64 dev_extent_min;
5255         u64 stripe_size;
5256         u64 chunk_size;
5257         int ndevs;
5258 };
5259
5260 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5261                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5262                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5263 {
5264         struct btrfs_space_info *space_info;
5265
5266         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5267         ASSERT(space_info);
5268
5269         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5270         ctl->max_stripe_size = min_t(u64, ctl->max_chunk_size, SZ_1G);
5271
5272         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5273                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5274
5275         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5276         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5277                                   ctl->max_chunk_size);
5278         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5279 }
5280
5281 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5282                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5283                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5284 {
5285         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5286         u64 limit;
5287         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5288         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5289         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5290         u64 type = ctl->type;
5291
5292         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5293         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5294                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5295                                                  zone_size);
5296         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5297                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5298         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5299                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5300                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5301                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5302         } else {
5303                 BUG();
5304         }
5305
5306         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5307         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5308                                zone_size),
5309                     min_chunk_size);
5310         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5311         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5312 }
5313
5314 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5315                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5316 {
5317         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5318
5319         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5320         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5321         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5322         if (!ctl->devs_max)
5323                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5324         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5325         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5326         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5327         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5328         ctl->ndevs = 0;
5329
5330         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5331         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5332                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5333                 break;
5334         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5335                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5336                 break;
5337         default:
5338                 BUG();
5339         }
5340 }
5341
5342 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5343                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5344                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5345 {
5346         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5347         struct btrfs_device *device;
5348         u64 total_avail;
5349         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5350         int ret;
5351         int ndevs = 0;
5352         u64 max_avail;
5353         u64 dev_offset;
5354
5355         /*
5356          * in the first pass through the devices list, we gather information
5357          * about the available holes on each device.
5358          */
5359         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5360                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5361                         WARN(1, KERN_ERR
5362                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5363                         continue;
5364                 }
5365
5366                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5367                                         &device->dev_state) ||
5368                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5369                         continue;
5370
5371                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5372                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5373                 else
5374                         total_avail = 0;
5375
5376                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5377                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5378                         continue;
5379
5380                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5381                                            &max_avail);
5382                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5383                         return ret;
5384
5385                 if (ret == 0)
5386                         max_avail = dev_extent_want;
5387
5388                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5389                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5390                                 btrfs_debug(info,
5391                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5392                                             __func__, device->devid, max_avail,
5393                                             ctl->dev_extent_min);
5394                         continue;
5395                 }
5396
5397                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5398                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5399                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5400                         break;
5401                 }
5402                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5403                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5404                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5405                 devices_info[ndevs].dev = device;
5406                 ++ndevs;
5407         }
5408         ctl->ndevs = ndevs;
5409
5410         /*
5411          * now sort the devices by hole size / available space
5412          */
5413         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5414              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5415
5416         return 0;
5417 }
5418
5419 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5420                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5421 {
5422         /* Number of stripes that count for block group size */
5423         int data_stripes;
5424
5425         /*
5426          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5427          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5428          *
5429          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5430          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5431          */
5432         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5433                                    ctl->dev_stripes);
5434         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5435
5436         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5437         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5438
5439         /*
5440          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5441          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5442          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5443          * reduce stripe_size.
5444          */
5445         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5446                 /*
5447                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5448                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5449                  * previous value we had already.
5450                  */
5451                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5452                                                         data_stripes), SZ_16M),
5453                                        ctl->stripe_size);
5454         }
5455
5456         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5457         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5458
5459         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5460         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5461         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5462
5463         return 0;
5464 }
5465
5466 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5467                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5468 {
5469         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5470         /* Number of stripes that count for block group size */
5471         int data_stripes;
5472
5473         /*
5474          * It should hold because:
5475          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5476          */
5477         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5478
5479         ctl->stripe_size = zone_size;
5480         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5481         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5482
5483         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5484         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5485                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5486                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5487                                      ctl->dev_stripes);
5488                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5489                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5490                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5491         }
5492
5493         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5494
5495         return 0;
5496 }
5497
5498 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5499                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5500                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5501 {
5502         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5503
5504         /*
5505          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5506          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5507          * rounddown is safe.
5508          */
5509         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5510
5511         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5512                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5513                         btrfs_debug(info,
5514         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5515                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5516                 }
5517                 return -ENOSPC;
5518         }
5519
5520         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5521
5522         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5523         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5524                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5525         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5526                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5527         default:
5528                 BUG();
5529         }
5530 }
5531
5532 static void chunk_map_device_set_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5533 {
5534         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5535                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5536                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5537
5538                 set_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5539                                stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5540                                bits | EXTENT_NOWAIT, NULL);
5541         }
5542 }
5543
5544 static void chunk_map_device_clear_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5545 {
5546         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5547                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5548                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5549
5550                 __clear_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5551                                    stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5552                                    bits | EXTENT_NOWAIT,
5553                                    NULL, NULL);
5554         }
5555 }
5556
5557 void btrfs_remove_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5558 {
5559         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5560         rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5561         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5562         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5563         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5564
5565         /* Once for the tree reference. */
5566         btrfs_free_chunk_map(map);
5567 }
5568
5569 EXPORT_FOR_TESTS
5570 int btrfs_add_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5571 {
5572         struct rb_node **p;
5573         struct rb_node *parent = NULL;
5574         bool leftmost = true;
5575
5576         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5577         p = &fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
5578         while (*p) {
5579                 struct btrfs_chunk_map *entry;
5580
5581                 parent = *p;
5582                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5583
5584                 if (map->start < entry->start) {
5585                         p = &(*p)->rb_left;
5586                 } else if (map->start > entry->start) {
5587                         p = &(*p)->rb_right;
5588                         leftmost = false;
5589                 } else {
5590                         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5591                         return -EEXIST;
5592                 }
5593         }
5594         rb_link_node(&map->rb_node, parent, p);
5595         rb_insert_color_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree, leftmost);
5596         chunk_map_device_set_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5597         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_TRIMMED);
5598         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5599
5600         return 0;
5601 }
5602
5603 EXPORT_FOR_TESTS
5604 struct btrfs_chunk_map *btrfs_alloc_chunk_map(int num_stripes, gfp_t gfp)
5605 {
5606         struct btrfs_chunk_map *map;
5607
5608         map = kmalloc(btrfs_chunk_map_size(num_stripes), gfp);
5609         if (!map)
5610                 return NULL;
5611
5612         refcount_set(&map->refs, 1);
5613         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5614
5615         return map;
5616 }
5617
5618 struct btrfs_chunk_map *btrfs_clone_chunk_map(struct btrfs_chunk_map *map, gfp_t gfp)
5619 {
5620         const int size = btrfs_chunk_map_size(map->num_stripes);
5621         struct btrfs_chunk_map *clone;
5622
5623         clone = kmemdup(map, size, gfp);
5624         if (!clone)
5625                 return NULL;
5626
5627         refcount_set(&clone->refs, 1);
5628         RB_CLEAR_NODE(&clone->rb_node);
5629
5630         return clone;
5631 }
5632
5633 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5634                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5635                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5636 {
5637         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5638         struct btrfs_chunk_map *map;
5639         struct btrfs_block_group *block_group;
5640         u64 start = ctl->start;
5641         u64 type = ctl->type;
5642         int ret;
5643         int i;
5644         int j;
5645
5646         map = btrfs_alloc_chunk_map(ctl->num_stripes, GFP_NOFS);
5647         if (!map)
5648                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5649
5650         map->start = start;
5651         map->chunk_len = ctl->chunk_size;
5652         map->stripe_size = ctl->stripe_size;
5653         map->type = type;
5654         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5655         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5656         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5657         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5658
5659         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5660                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5661                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5662                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5663                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5664                                                    j * ctl->stripe_size;
5665                 }
5666         }
5667
5668         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5669
5670         ret = btrfs_add_chunk_map(info, map);
5671         if (ret) {
5672                 btrfs_free_chunk_map(map);
5673                 return ERR_PTR(ret);
5674         }
5675
5676         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5677         if (IS_ERR(block_group)) {
5678                 btrfs_remove_chunk_map(info, map);
5679                 return block_group;
5680         }
5681
5682         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5683                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5684
5685                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5686                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5687                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5688                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5689                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5690         }
5691
5692         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5693                      &info->free_chunk_space);
5694
5695         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5696         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5697
5698         return block_group;
5699 }
5700
5701 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5702                                             u64 type)
5703 {
5704         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5705         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5706         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5707         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5708         struct btrfs_block_group *block_group;
5709         int ret;
5710
5711         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5712
5713         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5714                 ASSERT(0);
5715                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5716         }
5717
5718         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5719                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5720                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5721                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5722         }
5723
5724         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5725                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5726                 ASSERT(0);
5727                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5728         }
5729
5730         ctl.start = find_next_chunk(info);
5731         ctl.type = type;
5732         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5733
5734         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5735                                GFP_NOFS);
5736         if (!devices_info)
5737                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5738
5739         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5740         if (ret < 0) {
5741                 block_group = ERR_PTR(ret);
5742                 goto out;
5743         }
5744
5745         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5746         if (ret < 0) {
5747                 block_group = ERR_PTR(ret);
5748                 goto out;
5749         }
5750
5751         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5752
5753 out:
5754         kfree(devices_info);
5755         return block_group;
5756 }
5757
5758 /*
5759  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5760  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5761  * chunks.
5762  *
5763  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5764  * phases.
5765  */
5766 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5767                                      struct btrfs_block_group *bg)
5768 {
5769         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5770         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5771         struct btrfs_key key;
5772         struct btrfs_chunk *chunk;
5773         struct btrfs_stripe *stripe;
5774         struct btrfs_chunk_map *map;
5775         size_t item_size;
5776         int i;
5777         int ret;
5778
5779         /*
5780          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5781          *
5782          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5783          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5784          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5785          *    details;
5786          *
5787          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5788          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5789          *    because the device object's id can change at any time during that
5790          *    final phase of the device replace operation
5791          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5792          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5793          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5794          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5795          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5796          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5797          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5798          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5799          *    concurrent device replace.
5800          */
5801         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5802
5803         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5804         if (IS_ERR(map)) {
5805                 ret = PTR_ERR(map);
5806                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5807                 return ret;
5808         }
5809
5810         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5811
5812         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5813         if (!chunk) {
5814                 ret = -ENOMEM;
5815                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5816                 goto out;
5817         }
5818
5819         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5820                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5821
5822                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5823                 if (ret)
5824                         goto out;
5825         }
5826
5827         stripe = &chunk->stripe;
5828         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5829                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5830                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5831
5832                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5833                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5834                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5835                 stripe++;
5836         }
5837
5838         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5839         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5840         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5841         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5842         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5843         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5844         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5845         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5846         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5847
5848         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5849         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5850         key.offset = bg->start;
5851
5852         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5853         if (ret)
5854                 goto out;
5855
5856         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5857
5858         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5859                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5860                 if (ret)
5861                         goto out;
5862         }
5863
5864 out:
5865         kfree(chunk);
5866         btrfs_free_chunk_map(map);
5867         return ret;
5868 }
5869
5870 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5871 {
5872         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5873         u64 alloc_profile;
5874         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5875         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5876
5877         /*
5878          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5879          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5880          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5881          * we must first:
5882          *
5883          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5884          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5885          *    seed device are read-only;
5886          *
5887          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5888          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5889          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5890          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5891          *
5892          * After that we can add the block group items to their btrees:
5893          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5894          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5895          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5896          */
5897
5898         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5899         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5900         if (IS_ERR(meta_bg))
5901                 return PTR_ERR(meta_bg);
5902
5903         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5904         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5905         if (IS_ERR(sys_bg))
5906                 return PTR_ERR(sys_bg);
5907
5908         return 0;
5909 }
5910
5911 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct btrfs_chunk_map *map)
5912 {
5913         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5914
5915         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5916 }
5917
5918 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5919 {
5920         struct btrfs_chunk_map *map;
5921         int miss_ndevs = 0;
5922         int i;
5923         bool ret = true;
5924
5925         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5926         if (IS_ERR(map))
5927                 return false;
5928
5929         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5930                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5931                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5932                         miss_ndevs++;
5933                         continue;
5934                 }
5935                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5936                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5937                         ret = false;
5938                         goto end;
5939                 }
5940         }
5941
5942         /*
5943          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5944          * not write the data into that chunk successfully.
5945          */
5946         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5947                 ret = false;
5948 end:
5949         btrfs_free_chunk_map(map);
5950         return ret;
5951 }
5952
5953 void btrfs_mapping_tree_free(struct btrfs_fs_info *fs_info)
5954 {
5955         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5956         while (!RB_EMPTY_ROOT(&fs_info->mapping_tree.rb_root)) {
5957                 struct btrfs_chunk_map *map;
5958                 struct rb_node *node;
5959
5960                 node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree);
5961                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5962                 rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5963                 RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5964                 chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5965                 /* Once for the tree ref. */
5966                 btrfs_free_chunk_map(map);
5967                 cond_resched_rwlock_write(&fs_info->mapping_tree_lock);
5968         }
5969         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5970 }
5971
5972 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5973 {
5974         struct btrfs_chunk_map *map;
5975         enum btrfs_raid_types index;
5976         int ret = 1;
5977
5978         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5979         if (IS_ERR(map))
5980                 /*
5981                  * We could return errors for these cases, but that could get
5982                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5983                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5984                  * to use other copies.
5985                  */
5986                 return 1;
5987
5988         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5989
5990         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5991         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5992                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5993         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5994                 ret = 2;
5995         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5996                 /*
5997                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5998                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5999                  *
6000                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
6001                  * stripe under reconstruction.
6002                  */
6003                 ret = map->num_stripes;
6004         btrfs_free_chunk_map(map);
6005         return ret;
6006 }
6007
6008 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6009                                     u64 logical)
6010 {
6011         struct btrfs_chunk_map *map;
6012         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
6013
6014         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
6015                 return len;
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                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6022                 btrfs_free_chunk_map(map);
6023         }
6024         return len;
6025 }
6026
6027 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
6028 {
6029         struct btrfs_chunk_map *map;
6030         int ret = 0;
6031
6032         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
6033                 return 0;
6034
6035         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
6036
6037         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
6038                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6039                         ret = 1;
6040                 btrfs_free_chunk_map(map);
6041         }
6042         return ret;
6043 }
6044
6045 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6046                             struct btrfs_chunk_map *map, int first,
6047                             int dev_replace_is_ongoing)
6048 {
6049         const enum btrfs_read_policy policy = READ_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy);
6050         int i;
6051         int num_stripes;
6052         int preferred_mirror;
6053         int tolerance;
6054         struct btrfs_device *srcdev;
6055
6056         ASSERT((map->type &
6057                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
6058
6059         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
6060                 num_stripes = map->sub_stripes;
6061         else
6062                 num_stripes = map->num_stripes;
6063
6064         switch (policy) {
6065         default:
6066                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
6067                 btrfs_warn_rl(fs_info, "unknown read_policy type %u, reset to pid",
6068                               policy);
6069                 WRITE_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy, BTRFS_READ_POLICY_PID);
6070                 fallthrough;
6071         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
6072                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
6073                 break;
6074         }
6075
6076         if (dev_replace_is_ongoing &&
6077             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
6078              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
6079                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
6080         else
6081                 srcdev = NULL;
6082
6083         /*
6084          * try to avoid the drive that is the source drive for a
6085          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
6086          * mirror is available
6087          */
6088         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
6089                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
6090                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
6091                         return preferred_mirror;
6092                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
6093                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
6094                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
6095                                 return i;
6096                 }
6097         }
6098
6099         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
6100          * and the io error handling code will clean up eventually
6101          */
6102         return preferred_mirror;
6103 }
6104
6105 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6106                                                        u64 logical,
6107                                                        u16 total_stripes)
6108 {
6109         struct btrfs_io_context *bioc;
6110
6111         bioc = kzalloc(
6112                  /* The size of btrfs_io_context */
6113                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
6114                 /* Plus the variable array for the stripes */
6115                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
6116                 GFP_NOFS);
6117
6118         if (!bioc)
6119                 return NULL;
6120
6121         refcount_set(&bioc->refs, 1);
6122
6123         bioc->fs_info = fs_info;
6124         bioc->replace_stripe_src = -1;
6125         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
6126         bioc->logical = logical;
6127
6128         return bioc;
6129 }
6130
6131 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6132 {
6133         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
6134         refcount_inc(&bioc->refs);
6135 }
6136
6137 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6138 {
6139         if (!bioc)
6140                 return;
6141         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
6142                 kfree(bioc);
6143 }
6144
6145 /*
6146  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
6147  * replace.
6148  */
6149 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6150                                                u64 logical, u64 *length_ret,
6151                                                u32 *num_stripes)
6152 {
6153         struct btrfs_chunk_map *map;
6154         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
6155         u64 length = *length_ret;
6156         u64 offset;
6157         u32 stripe_nr;
6158         u32 stripe_nr_end;
6159         u32 stripe_cnt;
6160         u64 stripe_end_offset;
6161         u64 stripe_offset;
6162         u32 stripe_index;
6163         u32 factor = 0;
6164         u32 sub_stripes = 0;
6165         u32 stripes_per_dev = 0;
6166         u32 remaining_stripes = 0;
6167         u32 last_stripe = 0;
6168         int ret;
6169         int i;
6170
6171         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
6172         if (IS_ERR(map))
6173                 return ERR_CAST(map);
6174
6175         /* we don't discard raid56 yet */
6176         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6177                 ret = -EOPNOTSUPP;
6178                 goto out_free_map;
6179         }
6180
6181         offset = logical - map->start;
6182         length = min_t(u64, map->start + map->chunk_len - logical, length);
6183         *length_ret = length;
6184
6185         /*
6186          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
6187          * to get to this block
6188          */
6189         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6190
6191         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6192         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6193
6194         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
6195                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6196         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6197         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
6198                             (offset + length);
6199         /*
6200          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6201          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6202          * the number of our device in the stripe array
6203          */
6204         *num_stripes = 1;
6205         stripe_index = 0;
6206         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6207                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6208                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6209                         sub_stripes = 1;
6210                 else
6211                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6212
6213                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6214                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6215                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6216                 stripe_index = stripe_nr % factor;
6217                 stripe_nr /= factor;
6218                 stripe_index *= sub_stripes;
6219
6220                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6221                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6222                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6223         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6224                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6225                 *num_stripes = map->num_stripes;
6226         } else {
6227                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6228                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6229         }
6230
6231         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6232         if (!stripes) {
6233                 ret = -ENOMEM;
6234                 goto out_free_map;
6235         }
6236
6237         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6238                 stripes[i].physical =
6239                         map->stripes[stripe_index].physical +
6240                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6241                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6242
6243                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6244                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6245                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6246
6247                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6248                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6249
6250                         /*
6251                          * Special for the first stripe and
6252                          * the last stripe:
6253                          *
6254                          * |-------|...|-------|
6255                          *     |----------|
6256                          *    off     end_off
6257                          */
6258                         if (i < sub_stripes)
6259                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6260
6261                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6262                             stripe_index <= (last_stripe +
6263                                              sub_stripes - 1))
6264                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6265
6266                         if (i == sub_stripes - 1)
6267                                 stripe_offset = 0;
6268                 } else {
6269                         stripes[i].length = length;
6270                 }
6271
6272                 stripe_index++;
6273                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6274                         stripe_index = 0;
6275                         stripe_nr++;
6276                 }
6277         }
6278
6279         btrfs_free_chunk_map(map);
6280         return stripes;
6281 out_free_map:
6282         btrfs_free_chunk_map(map);
6283         return ERR_PTR(ret);
6284 }
6285
6286 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6287 {
6288         struct btrfs_block_group *cache;
6289         bool ret;
6290
6291         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6292         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6293                 return false;
6294
6295         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6296
6297         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6298
6299         btrfs_put_block_group(cache);
6300         return ret;
6301 }
6302
6303 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6304                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6305                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6306                                       u64 logical,
6307                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6308 {
6309         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6310         /*
6311          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6312          * excluding the duplicated stripes.
6313          */
6314         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6315         int nr_extra_stripes = 0;
6316         int max_errors = *max_errors_ret;
6317         int i;
6318
6319         /*
6320          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6321          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6322          */
6323         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6324                 return;
6325
6326         /*
6327          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6328          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6329          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6330          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6331          * to the new disk as well.
6332          *
6333          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6334          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6335          */
6336         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6337                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6338                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6339
6340                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6341                         continue;
6342
6343                 new->physical = old->physical;
6344                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6345                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6346                         bioc->replace_stripe_src = i;
6347                 nr_extra_stripes++;
6348         }
6349
6350         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6351         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6352         /*
6353          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6354          * replace.
6355          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6356          */
6357         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6358                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6359                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6360
6361                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6362                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6363
6364                 /*
6365                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6366                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6367                  */
6368                 if (first->physical > second->physical) {
6369                         swap(second->physical, first->physical);
6370                         swap(second->dev, first->dev);
6371                         nr_extra_stripes--;
6372                 }
6373         }
6374
6375         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6376         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6377         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6378 }
6379
6380 static u64 btrfs_max_io_len(struct btrfs_chunk_map *map, u64 offset,
6381                             struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6382 {
6383         /*
6384          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6385          * the offset of this block in its stripe.
6386          */
6387         io_geom->stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6388         io_geom->stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6389         ASSERT(io_geom->stripe_offset < U32_MAX);
6390
6391         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6392                 unsigned long full_stripe_len =
6393                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6394
6395                 /*
6396                  * For full stripe start, we use previously calculated
6397                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6398                  * STRIPE_LEN.
6399                  *
6400                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6401                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6402                  * not ensured to be power of 2.
6403                  */
6404                 io_geom->raid56_full_stripe_start = btrfs_stripe_nr_to_offset(
6405                         rounddown(io_geom->stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6406
6407                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6408                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start <= offset);
6409                 /*
6410                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6411                  * no straddling of stripe sets.
6412                  */
6413                 if (io_geom->op == BTRFS_MAP_WRITE)
6414                         return full_stripe_len - (offset - io_geom->raid56_full_stripe_start);
6415         }
6416
6417         /*
6418          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6419          * a single disk).
6420          */
6421         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6422                 return BTRFS_STRIPE_LEN - io_geom->stripe_offset;
6423         return U64_MAX;
6424 }
6425
6426 static int set_io_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
6427                          u64 *length, struct btrfs_io_stripe *dst,
6428                          struct btrfs_chunk_map *map,
6429                          struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6430 {
6431         dst->dev = map->stripes[io_geom->stripe_index].dev;
6432
6433         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ &&
6434             btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type))
6435                 return btrfs_get_raid_extent_offset(fs_info, logical, length,
6436                                                     map->type,
6437                                                     io_geom->stripe_index, dst);
6438
6439         dst->physical = map->stripes[io_geom->stripe_index].physical +
6440                         io_geom->stripe_offset +
6441                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom->stripe_nr);
6442         return 0;
6443 }
6444
6445 static bool is_single_device_io(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6446                                 const struct btrfs_io_stripe *smap,
6447                                 const struct btrfs_chunk_map *map,
6448                                 int num_alloc_stripes,
6449                                 enum btrfs_map_op op, int mirror_num)
6450 {
6451         if (!smap)
6452                 return false;
6453
6454         if (num_alloc_stripes != 1)
6455                 return false;
6456
6457         if (btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type) && op != BTRFS_MAP_READ)
6458                 return false;
6459
6460         if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)
6461                 return false;
6462
6463         return true;
6464 }
6465
6466 static void map_blocks_raid0(const struct btrfs_chunk_map *map,
6467                              struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6468 {
6469         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6470         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6471         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ)
6472                 io_geom->mirror_num = 1;
6473 }
6474
6475 static void map_blocks_raid1(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6476                              struct btrfs_chunk_map *map,
6477                              struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6478                              bool dev_replace_is_ongoing)
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->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6491                                                  dev_replace_is_ongoing);
6492         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6493 }
6494
6495 static void map_blocks_dup(const struct btrfs_chunk_map *map,
6496                            struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6497 {
6498         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6499                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6500                 return;
6501         }
6502
6503         if (io_geom->mirror_num) {
6504                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6505                 return;
6506         }
6507
6508         io_geom->mirror_num = 1;
6509 }
6510
6511 static void map_blocks_raid10(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6512                               struct btrfs_chunk_map *map,
6513                               struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6514                               bool dev_replace_is_ongoing)
6515 {
6516         u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6517         int old_stripe_index;
6518
6519         io_geom->stripe_index = (io_geom->stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6520         io_geom->stripe_nr /= factor;
6521
6522         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6523                 io_geom->num_stripes = map->sub_stripes;
6524                 return;
6525         }
6526
6527         if (io_geom->mirror_num) {
6528                 io_geom->stripe_index += io_geom->mirror_num - 1;
6529                 return;
6530         }
6531
6532         old_stripe_index = io_geom->stripe_index;
6533         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6534                                                  io_geom->stripe_index,
6535                                                  dev_replace_is_ongoing);
6536         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index - old_stripe_index + 1;
6537 }
6538
6539 static void map_blocks_raid56_write(struct btrfs_chunk_map *map,
6540                                     struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6541                                     u64 logical, u64 *length)
6542 {
6543         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6544
6545         /*
6546          * Needs full stripe mapping.
6547          *
6548          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe For those cases
6549          * needing a full stripe, @stripe_nr is the full stripe number.
6550          *
6551          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len, but
6552          * that can be expensive.  Here we just divide @stripe_nr with
6553          * @data_stripes.
6554          */
6555         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6556
6557         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6558         io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6559         io_geom->max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6560
6561         /* Return the length to the full stripe end. */
6562         *length = min(logical + *length,
6563                       io_geom->raid56_full_stripe_start + map->start +
6564                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6565                 logical;
6566         io_geom->stripe_index = 0;
6567         io_geom->stripe_offset = 0;
6568 }
6569
6570 static void map_blocks_raid56_read(struct btrfs_chunk_map *map,
6571                                    struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6572 {
6573         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6574
6575         ASSERT(io_geom->mirror_num <= 1);
6576         /* Just grab the data stripe directly. */
6577         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % data_stripes;
6578         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6579
6580         /* We distribute the parity blocks across stripes. */
6581         io_geom->stripe_index =
6582                 (io_geom->stripe_nr + io_geom->stripe_index) % map->num_stripes;
6583
6584         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ && io_geom->mirror_num < 1)
6585                 io_geom->mirror_num = 1;
6586 }
6587
6588 static void map_blocks_single(const struct btrfs_chunk_map *map,
6589                               struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6590 {
6591         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6592         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6593         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6594 }
6595
6596 /*
6597  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6598  *
6599  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6600  *                      One logical range can be split into different segments
6601  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6602  *                      boundaries.
6603  *
6604  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6605  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6606  *                      recorded inside.
6607  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6608  *
6609  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6610  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6611  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6612  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6613  *                      updated.
6614  *
6615  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6616  *                      value is 0.
6617  *
6618  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6619  *
6620  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6621  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6622  *                      copy).
6623  *
6624  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6625  *                      the remaining data stripes.
6626  *
6627  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6628  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6629  *                      stripes..
6630  */
6631 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6632                     u64 logical, u64 *length,
6633                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6634                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret)
6635 {
6636         struct btrfs_chunk_map *map;
6637         struct btrfs_io_geometry io_geom = { 0 };
6638         u64 map_offset;
6639         int i;
6640         int ret = 0;
6641         int num_copies;
6642         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6643         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6644         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6645         u16 num_alloc_stripes;
6646         u64 max_len;
6647
6648         ASSERT(bioc_ret);
6649
6650         io_geom.mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6651         io_geom.num_stripes = 1;
6652         io_geom.stripe_index = 0;
6653         io_geom.op = op;
6654
6655         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6656         if (io_geom.mirror_num > num_copies)
6657                 return -EINVAL;
6658
6659         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6660         if (IS_ERR(map))
6661                 return PTR_ERR(map);
6662
6663         map_offset = logical - map->start;
6664         io_geom.raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6665         max_len = btrfs_max_io_len(map, map_offset, &io_geom);
6666         *length = min_t(u64, map->chunk_len - map_offset, max_len);
6667
6668         down_read(&dev_replace->rwsem);
6669         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6670         /*
6671          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6672          * requested at commit time but must wait.
6673          */
6674         if (!dev_replace_is_ongoing)
6675                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6676
6677         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
6678         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
6679                 map_blocks_raid0(map, &io_geom);
6680                 break;
6681         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
6682         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3:
6683         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4:
6684                 map_blocks_raid1(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6685                 break;
6686         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
6687                 map_blocks_dup(map, &io_geom);
6688                 break;
6689         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
6690                 map_blocks_raid10(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6691                 break;
6692         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
6693         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
6694                 if (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)
6695                         map_blocks_raid56_write(map, &io_geom, logical, length);
6696                 else
6697                         map_blocks_raid56_read(map, &io_geom);
6698                 break;
6699         default:
6700                 /*
6701                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6702                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6703                  * the number of our device in the stripe array
6704                  */
6705                 map_blocks_single(map, &io_geom);
6706                 break;
6707         }
6708         if (io_geom.stripe_index >= map->num_stripes) {
6709                 btrfs_crit(fs_info,
6710                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6711                            io_geom.stripe_index, map->num_stripes);
6712                 ret = -EINVAL;
6713                 goto out;
6714         }
6715
6716         num_alloc_stripes = io_geom.num_stripes;
6717         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6718             op != BTRFS_MAP_READ)
6719                 /*
6720                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6721                  * duplicated stripes.
6722                  *
6723                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6724                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6725                  */
6726                 num_alloc_stripes += 2;
6727
6728         /*
6729          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6730          * physical block information on the stack instead of allocating an
6731          * I/O context structure.
6732          */
6733         if (is_single_device_io(fs_info, smap, map, num_alloc_stripes, op,
6734                                 io_geom.mirror_num)) {
6735                 ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length, smap, map, &io_geom);
6736                 if (mirror_num_ret)
6737                         *mirror_num_ret = io_geom.mirror_num;
6738                 *bioc_ret = NULL;
6739                 goto out;
6740         }
6741
6742         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, logical, num_alloc_stripes);
6743         if (!bioc) {
6744                 ret = -ENOMEM;
6745                 goto out;
6746         }
6747         bioc->map_type = map->type;
6748
6749         /*
6750          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6751          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6752          * (if we have).
6753          *
6754          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6755          */
6756         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK &&
6757             (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)) {
6758                 /*
6759                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6760                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6761                  * with num_stripes).
6762                  *
6763                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6764                  * modulo, to reduce one modulo call.
6765                  */
6766                 bioc->full_stripe_logical = map->start +
6767                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr *
6768                                                   nr_data_stripes(map));
6769                 for (int i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6770                         struct btrfs_io_stripe *dst = &bioc->stripes[i];
6771                         u32 stripe_index;
6772
6773                         stripe_index = (i + io_geom.stripe_nr) % io_geom.num_stripes;
6774                         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6775                         dst->physical =
6776                                 map->stripes[stripe_index].physical +
6777                                 io_geom.stripe_offset +
6778                                 btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr);
6779                 }
6780         } else {
6781                 /*
6782                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6783                  * stripe into the bioc.
6784                  */
6785                 for (i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6786                         ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length,
6787                                             &bioc->stripes[i], map, &io_geom);
6788                         if (ret < 0)
6789                                 break;
6790                         io_geom.stripe_index++;
6791                 }
6792         }
6793
6794         if (ret) {
6795                 *bioc_ret = NULL;
6796                 btrfs_put_bioc(bioc);
6797                 goto out;
6798         }
6799
6800         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6801                 io_geom.max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6802
6803         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6804             op != BTRFS_MAP_READ) {
6805                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6806                                           &io_geom.num_stripes, &io_geom.max_errors);
6807         }
6808
6809         *bioc_ret = bioc;
6810         bioc->num_stripes = io_geom.num_stripes;
6811         bioc->max_errors = io_geom.max_errors;
6812         bioc->mirror_num = io_geom.mirror_num;
6813
6814 out:
6815         if (dev_replace_is_ongoing) {
6816                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6817                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6818                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6819         }
6820         btrfs_free_chunk_map(map);
6821         return ret;
6822 }
6823
6824 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6825                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6826 {
6827         if (args->fsid == NULL)
6828                 return true;
6829         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6830                 return true;
6831         return false;
6832 }
6833
6834 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6835                                   const struct btrfs_device *device)
6836 {
6837         if (args->missing) {
6838                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6839                     !device->bdev)
6840                         return true;
6841                 return false;
6842         }
6843
6844         if (device->devid != args->devid)
6845                 return false;
6846         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6847                 return false;
6848         return true;
6849 }
6850
6851 /*
6852  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6853  * return NULL.
6854  *
6855  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6856  * only devid is used.
6857  */
6858 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6859                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6860 {
6861         struct btrfs_device *device;
6862         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6863
6864         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6865                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6866                         if (dev_args_match_device(args, device))
6867                                 return device;
6868                 }
6869         }
6870
6871         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6872                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6873                         continue;
6874                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6875                         if (dev_args_match_device(args, device))
6876                                 return device;
6877                 }
6878         }
6879
6880         return NULL;
6881 }
6882
6883 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6884                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6885 {
6886         struct btrfs_device *device;
6887         unsigned int nofs_flag;
6888
6889         /*
6890          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6891          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6892          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6893          * places.
6894          */
6895
6896         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6897         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6898         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6899         if (IS_ERR(device))
6900                 return device;
6901
6902         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6903         device->fs_devices = fs_devices;
6904         fs_devices->num_devices++;
6905
6906         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6907         fs_devices->missing_devices++;
6908
6909         return device;
6910 }
6911
6912 /*
6913  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6914  *
6915  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6916  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6917  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6918  *              is generated.
6919  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6920  *              is generated.
6921  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6922  *
6923  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6924  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6925  * destroyed with btrfs_free_device.
6926  */
6927 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6928                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6929                                         const char *path)
6930 {
6931         struct btrfs_device *dev;
6932         u64 tmp;
6933
6934         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6935                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6936
6937         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6938         if (!dev)
6939                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6940
6941         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6942         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6943         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6944
6945         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6946         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6947         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6948
6949         if (devid)
6950                 tmp = *devid;
6951         else {
6952                 int ret;
6953
6954                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6955                 if (ret) {
6956                         btrfs_free_device(dev);
6957                         return ERR_PTR(ret);
6958                 }
6959         }
6960         dev->devid = tmp;
6961
6962         if (uuid)
6963                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6964         else
6965                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6966
6967         if (path) {
6968                 struct rcu_string *name;
6969
6970                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6971                 if (!name) {
6972                         btrfs_free_device(dev);
6973                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6974                 }
6975                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6976         }
6977
6978         return dev;
6979 }
6980
6981 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6982                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6983 {
6984         if (error)
6985                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6986                               devid, uuid);
6987         else
6988                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6989                               devid, uuid);
6990 }
6991
6992 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct btrfs_chunk_map *map)
6993 {
6994         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6995
6996         return div_u64(map->chunk_len, data_stripes);
6997 }
6998
6999 #if BITS_PER_LONG == 32
7000 /*
7001  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
7002  * can't be accessed on 32bit systems.
7003  *
7004  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
7005  * metadata chunk beyond that limit.
7006  */
7007 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7008                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7009 {
7010         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7011                 return 0;
7012
7013         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
7014                 return 0;
7015
7016         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
7017         return -EOVERFLOW;
7018 }
7019
7020 /*
7021  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
7022  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
7023  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
7024  * once the limit is reached.
7025  */
7026 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7027                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7028 {
7029         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7030                 return;
7031
7032         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
7033                 return;
7034
7035         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
7036 }
7037 #endif
7038
7039 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7040                                                   u64 devid, u8 *uuid)
7041 {
7042         struct btrfs_device *dev;
7043
7044         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7045                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
7046                 return ERR_PTR(-ENOENT);
7047         }
7048
7049         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
7050         if (IS_ERR(dev)) {
7051                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
7052                           devid, PTR_ERR(dev));
7053                 return dev;
7054         }
7055         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
7056
7057         return dev;
7058 }
7059
7060 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
7061                           struct btrfs_chunk *chunk)
7062 {
7063         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7064         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7065         struct btrfs_chunk_map *map;
7066         u64 logical;
7067         u64 length;
7068         u64 devid;
7069         u64 type;
7070         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7071         int index;
7072         int num_stripes;
7073         int ret;
7074         int i;
7075
7076         logical = key->offset;
7077         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
7078         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
7079         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
7080         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
7081
7082 #if BITS_PER_LONG == 32
7083         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7084         if (ret < 0)
7085                 return ret;
7086         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7087 #endif
7088
7089         /*
7090          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
7091          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
7092          */
7093         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
7094                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
7095                 if (ret)
7096                         return ret;
7097         }
7098
7099         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, 1);
7100
7101         /* already mapped? */
7102         if (map && map->start <= logical && map->start + map->chunk_len > logical) {
7103                 btrfs_free_chunk_map(map);
7104                 return 0;
7105         } else if (map) {
7106                 btrfs_free_chunk_map(map);
7107         }
7108
7109         map = btrfs_alloc_chunk_map(num_stripes, GFP_NOFS);
7110         if (!map)
7111                 return -ENOMEM;
7112
7113         map->start = logical;
7114         map->chunk_len = length;
7115         map->num_stripes = num_stripes;
7116         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7117         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7118         map->type = type;
7119         /*
7120          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
7121          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
7122          * older mkfs (<v5.4).
7123          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
7124          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
7125          * use the trusted value instead.
7126          */
7127         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
7128         map->verified_stripes = 0;
7129         map->stripe_size = btrfs_calc_stripe_length(map);
7130         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7131                 map->stripes[i].physical =
7132                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7133                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7134                 args.devid = devid;
7135                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7136                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7137                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7138                 args.uuid = uuid;
7139                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7140                 if (!map->stripes[i].dev) {
7141                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7142                                                                     devid, uuid);
7143                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7144                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7145                                 btrfs_free_chunk_map(map);
7146                                 return ret;
7147                         }
7148                 }
7149
7150                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7151                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7152         }
7153
7154         ret = btrfs_add_chunk_map(fs_info, map);
7155         if (ret < 0) {
7156                 btrfs_err(fs_info,
7157                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7158                           map->start, map->chunk_len, ret);
7159         }
7160
7161         return ret;
7162 }
7163
7164 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7165                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7166                                  struct btrfs_device *device)
7167 {
7168         unsigned long ptr;
7169
7170         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7171         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7172         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7173         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7174         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7175         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7176         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7177         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7178         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7179         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7180         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7181         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7182
7183         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7184         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7185 }
7186
7187 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7188                                                   u8 *fsid)
7189 {
7190         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7191         int ret;
7192
7193         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7194         ASSERT(fsid);
7195
7196         /* This will match only for multi-device seed fs */
7197         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7198                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7199                         return fs_devices;
7200
7201
7202         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7203         if (!fs_devices) {
7204                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7205                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7206
7207                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid);
7208                 if (IS_ERR(fs_devices))
7209                         return fs_devices;
7210
7211                 fs_devices->seeding = true;
7212                 fs_devices->opened = 1;
7213                 return fs_devices;
7214         }
7215
7216         /*
7217          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7218          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7219          */
7220         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7221         if (IS_ERR(fs_devices))
7222                 return fs_devices;
7223
7224         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
7225         if (ret) {
7226                 free_fs_devices(fs_devices);
7227                 return ERR_PTR(ret);
7228         }
7229
7230         if (!fs_devices->seeding) {
7231                 close_fs_devices(fs_devices);
7232                 free_fs_devices(fs_devices);
7233                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7234         }
7235
7236         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7237
7238         return fs_devices;
7239 }
7240
7241 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7242                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7243 {
7244         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7245         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7246         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7247         struct btrfs_device *device;
7248         u64 devid;
7249         int ret;
7250         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7251         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7252
7253         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7254         args.devid = devid;
7255         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7256                            BTRFS_UUID_SIZE);
7257         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7258                            BTRFS_FSID_SIZE);
7259         args.uuid = dev_uuid;
7260         args.fsid = fs_uuid;
7261
7262         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7263                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7264                 if (IS_ERR(fs_devices))
7265                         return PTR_ERR(fs_devices);
7266         }
7267
7268         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7269         if (!device) {
7270                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7271                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7272                                                         dev_uuid, true);
7273                         return -ENOENT;
7274                 }
7275
7276                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7277                 if (IS_ERR(device)) {
7278                         btrfs_err(fs_info,
7279                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7280                                 devid, PTR_ERR(device));
7281                         return PTR_ERR(device);
7282                 }
7283                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7284         } else {
7285                 if (!device->bdev) {
7286                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7287                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7288                                                 devid, dev_uuid, true);
7289                                 return -ENOENT;
7290                         }
7291                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7292                                                         dev_uuid, false);
7293                 }
7294
7295                 if (!device->bdev &&
7296                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7297                         /*
7298                          * this happens when a device that was properly setup
7299                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7300                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7301                          * device->missing to one here
7302                          */
7303                         device->fs_devices->missing_devices++;
7304                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7305                 }
7306
7307                 /* Move the device to its own fs_devices */
7308                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7309                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7310                                                         &device->dev_state));
7311
7312                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7313                         device->fs_devices->num_devices--;
7314                         fs_devices->num_devices++;
7315
7316                         device->fs_devices->missing_devices--;
7317                         fs_devices->missing_devices++;
7318
7319                         device->fs_devices = fs_devices;
7320                 }
7321         }
7322
7323         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7324                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7325                 if (device->generation !=
7326                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7327                         return -EINVAL;
7328         }
7329
7330         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7331         if (device->bdev) {
7332                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7333
7334                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7335                         btrfs_err(fs_info,
7336                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7337                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7338                         return -EINVAL;
7339                 }
7340         }
7341         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7342         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7343            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7344                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7345                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7346                                 &fs_info->free_chunk_space);
7347         }
7348         ret = 0;
7349         return ret;
7350 }
7351
7352 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7353 {
7354         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7355         struct extent_buffer *sb;
7356         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7357         struct btrfs_chunk *chunk;
7358         u8 *array_ptr;
7359         unsigned long sb_array_offset;
7360         int ret = 0;
7361         u32 num_stripes;
7362         u32 array_size;
7363         u32 len = 0;
7364         u32 cur_offset;
7365         u64 type;
7366         struct btrfs_key key;
7367
7368         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7369
7370         /*
7371          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7372          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7373          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7374          */
7375         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7376         if (!sb)
7377                 return -ENOMEM;
7378         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7379
7380         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7381         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7382
7383         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7384         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7385         cur_offset = 0;
7386
7387         while (cur_offset < array_size) {
7388                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7389                 len = sizeof(*disk_key);
7390                 if (cur_offset + len > array_size)
7391                         goto out_short_read;
7392
7393                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7394
7395                 array_ptr += len;
7396                 sb_array_offset += len;
7397                 cur_offset += len;
7398
7399                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7400                         btrfs_err(fs_info,
7401                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7402                                   (u32)key.type, cur_offset);
7403                         ret = -EIO;
7404                         break;
7405                 }
7406
7407                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7408                 /*
7409                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7410                  * exact stripe count check comes afterwards
7411                  */
7412                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7413                 if (cur_offset + len > array_size)
7414                         goto out_short_read;
7415
7416                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7417                 if (!num_stripes) {
7418                         btrfs_err(fs_info,
7419                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7420                                   num_stripes, cur_offset);
7421                         ret = -EIO;
7422                         break;
7423                 }
7424
7425                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7426                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7427                         btrfs_err(fs_info,
7428                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7429                                   type, cur_offset);
7430                         ret = -EIO;
7431                         break;
7432                 }
7433
7434                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7435                 if (cur_offset + len > array_size)
7436                         goto out_short_read;
7437
7438                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7439                 if (ret)
7440                         break;
7441
7442                 array_ptr += len;
7443                 sb_array_offset += len;
7444                 cur_offset += len;
7445         }
7446         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7447         free_extent_buffer_stale(sb);
7448         return ret;
7449
7450 out_short_read:
7451         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7452                         len, cur_offset);
7453         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7454         free_extent_buffer_stale(sb);
7455         return -EIO;
7456 }
7457
7458 /*
7459  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7460  *
7461  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7462  *
7463  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7464  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7465  */
7466 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7467                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7468 {
7469         struct btrfs_chunk_map *map;
7470         u64 next_start;
7471         bool ret = true;
7472
7473         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, 0, U64_MAX);
7474         /* No chunk at all? Return false anyway */
7475         if (!map) {
7476                 ret = false;
7477                 goto out;
7478         }
7479         while (map) {
7480                 int missing = 0;
7481                 int max_tolerated;
7482                 int i;
7483
7484                 max_tolerated =
7485                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7486                                         map->type);
7487                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7488                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7489
7490                         if (!dev || !dev->bdev ||
7491                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7492                             dev->last_flush_error)
7493                                 missing++;
7494                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7495                                 missing++;
7496                 }
7497                 if (missing > max_tolerated) {
7498                         if (!failing_dev)
7499                                 btrfs_warn(fs_info,
7500         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7501                                    map->start, missing, max_tolerated);
7502                         btrfs_free_chunk_map(map);
7503                         ret = false;
7504                         goto out;
7505                 }
7506                 next_start = map->start + map->chunk_len;
7507                 btrfs_free_chunk_map(map);
7508
7509                 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, next_start, U64_MAX - next_start);
7510         }
7511 out:
7512         return ret;
7513 }
7514
7515 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7516 {
7517         int i;
7518         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7519
7520         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7521                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7522 }
7523
7524 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7525 {
7526         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7527         struct btrfs_path *path;
7528         struct extent_buffer *leaf;
7529         struct btrfs_key key;
7530         struct btrfs_key found_key;
7531         int ret;
7532         int slot;
7533         int iter_ret = 0;
7534         u64 total_dev = 0;
7535         u64 last_ra_node = 0;
7536
7537         path = btrfs_alloc_path();
7538         if (!path)
7539                 return -ENOMEM;
7540
7541         /*
7542          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7543          * otherwise we don't need it.
7544          */
7545         mutex_lock(&uuid_mutex);
7546
7547         /*
7548          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7549          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7550          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7551          * device items, so clear it here.
7552          */
7553         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7554
7555         /*
7556          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7557          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7558          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7559          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7560          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7561          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7562          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7563          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7564          */
7565         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7566         path->skip_locking = 1;
7567
7568         /*
7569          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7570          * device items are found before any chunk item (their object id
7571          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7572          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7573          */
7574         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7575         key.offset = 0;
7576         key.type = 0;
7577         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7578                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7579
7580                 leaf = path->nodes[0];
7581                 slot = path->slots[0];
7582
7583                 if (node) {
7584                         if (last_ra_node != node->start) {
7585                                 readahead_tree_node_children(node);
7586                                 last_ra_node = node->start;
7587                         }
7588                 }
7589                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7590                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7591                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7592                                                   struct btrfs_dev_item);
7593                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7594                         if (ret)
7595                                 goto error;
7596                         total_dev++;
7597                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7598                         struct btrfs_chunk *chunk;
7599
7600                         /*
7601                          * We are only called at mount time, so no need to take
7602                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7603                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7604                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7605                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7606                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7607                          */
7608                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7609                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7610                         if (ret)
7611                                 goto error;
7612                 }
7613         }
7614         /* Catch error found during iteration */
7615         if (iter_ret < 0) {
7616                 ret = iter_ret;
7617                 goto error;
7618         }
7619
7620         /*
7621          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7622          * do another round of validation checks.
7623          */
7624         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7625                 btrfs_warn(fs_info,
7626 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7627                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7628                           total_dev);
7629                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7630                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7631         }
7632         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7633             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7634                 btrfs_err(fs_info,
7635         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7636                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7637                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7638                 ret = -EINVAL;
7639                 goto error;
7640         }
7641         ret = 0;
7642 error:
7643         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7644
7645         btrfs_free_path(path);
7646         return ret;
7647 }
7648
7649 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7650 {
7651         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7652         struct btrfs_device *device;
7653         int ret = 0;
7654
7655         fs_devices->fs_info = fs_info;
7656
7657         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7658         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7659                 device->fs_info = fs_info;
7660
7661         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7662                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7663                         device->fs_info = fs_info;
7664                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7665                         if (ret)
7666                                 break;
7667                 }
7668
7669                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7670         }
7671         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7672
7673         return ret;
7674 }
7675
7676 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7677                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7678                                  int index)
7679 {
7680         u64 val;
7681
7682         read_extent_buffer(eb, &val,
7683                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7684                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7685                            sizeof(val));
7686         return val;
7687 }
7688
7689 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7690                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7691                                       int index, u64 val)
7692 {
7693         write_extent_buffer(eb, &val,
7694                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7695                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7696                             sizeof(val));
7697 }
7698
7699 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7700                                        struct btrfs_path *path)
7701 {
7702         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7703         struct extent_buffer *eb;
7704         struct btrfs_key key;
7705         int item_size;
7706         int i, ret, slot;
7707
7708         if (!device->fs_info->dev_root)
7709                 return 0;
7710
7711         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7712         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7713         key.offset = device->devid;
7714         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7715         if (ret) {
7716                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7717                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7718                 device->dev_stats_valid = 1;
7719                 btrfs_release_path(path);
7720                 return ret < 0 ? ret : 0;
7721         }
7722         slot = path->slots[0];
7723         eb = path->nodes[0];
7724         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7725
7726         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7727
7728         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7729                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7730                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7731                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7732                 else
7733                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7734         }
7735
7736         device->dev_stats_valid = 1;
7737         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7738         btrfs_release_path(path);
7739
7740         return 0;
7741 }
7742
7743 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7744 {
7745         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7746         struct btrfs_device *device;
7747         struct btrfs_path *path = NULL;
7748         int ret = 0;
7749
7750         path = btrfs_alloc_path();
7751         if (!path)
7752                 return -ENOMEM;
7753
7754         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7755         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7756                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7757                 if (ret)
7758                         goto out;
7759         }
7760         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7761                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7762                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7763                         if (ret)
7764                                 goto out;
7765                 }
7766         }
7767 out:
7768         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7769
7770         btrfs_free_path(path);
7771         return ret;
7772 }
7773
7774 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7775                                 struct btrfs_device *device)
7776 {
7777         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7778         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7779         struct btrfs_path *path;
7780         struct btrfs_key key;
7781         struct extent_buffer *eb;
7782         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7783         int ret;
7784         int i;
7785
7786         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7787         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7788         key.offset = device->devid;
7789
7790         path = btrfs_alloc_path();
7791         if (!path)
7792                 return -ENOMEM;
7793         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7794         if (ret < 0) {
7795                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7796                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7797                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7798                 goto out;
7799         }
7800
7801         if (ret == 0 &&
7802             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7803                 /* need to delete old one and insert a new one */
7804                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7805                 if (ret != 0) {
7806                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7807                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7808                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7809                         goto out;
7810                 }
7811                 ret = 1;
7812         }
7813
7814         if (ret == 1) {
7815                 /* need to insert a new item */
7816                 btrfs_release_path(path);
7817                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7818                                               &key, sizeof(*ptr));
7819                 if (ret < 0) {
7820                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7821                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7822                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7823                         goto out;
7824                 }
7825         }
7826
7827         eb = path->nodes[0];
7828         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7829         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7830                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7831                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7832         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, eb);
7833
7834 out:
7835         btrfs_free_path(path);
7836         return ret;
7837 }
7838
7839 /*
7840  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7841  */
7842 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7843 {
7844         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7845         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7846         struct btrfs_device *device;
7847         int stats_cnt;
7848         int ret = 0;
7849
7850         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7851         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7852                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7853                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7854                         continue;
7855
7856
7857                 /*
7858                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7859                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7860                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7861                  * require explicit read memory barriers.
7862                  *
7863                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7864                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7865                  * barrier implied by atomic_xchg in
7866                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7867                  */
7868                 smp_rmb();
7869
7870                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7871                 if (!ret)
7872                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7873         }
7874         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7875
7876         return ret;
7877 }
7878
7879 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7880 {
7881         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7882
7883         if (!dev->dev_stats_valid)
7884                 return;
7885         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7886                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7887                            btrfs_dev_name(dev),
7888                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7889                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7890                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7891                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7892                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7893 }
7894
7895 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7896 {
7897         int i;
7898
7899         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7900                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7901                         break;
7902         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7903                 return; /* all values == 0, suppress message */
7904
7905         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7906                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7907                btrfs_dev_name(dev),
7908                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7909                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7910                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7911                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7912                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7913 }
7914
7915 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7916                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7917 {
7918         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7919         struct btrfs_device *dev;
7920         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7921         int i;
7922
7923         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7924         args.devid = stats->devid;
7925         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7926         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7927
7928         if (!dev) {
7929                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7930                 return -ENODEV;
7931         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7932                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7933                 return -ENODEV;
7934         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7935                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7936                         if (stats->nr_items > i)
7937                                 stats->values[i] =
7938                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7939                         else
7940                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7941                 }
7942                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7943                            current->comm, task_pid_nr(current));
7944         } else {
7945                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7946                         if (stats->nr_items > i)
7947                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7948         }
7949         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7950                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7951         return 0;
7952 }
7953
7954 /*
7955  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7956  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7957  * superblocks.
7958  *
7959  * Must be invoked during transaction commit.
7960  */
7961 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7962 {
7963         struct btrfs_device *curr, *next;
7964
7965         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7966
7967         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7968                 return;
7969
7970         /*
7971          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7972          * transaction and the transaction must complete before the device is
7973          * released.
7974          */
7975         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7976         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7977                                  post_commit_list) {
7978                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7979                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7980                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7981         }
7982         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7983 }
7984
7985 /*
7986  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7987  */
7988 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7989 {
7990         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7991
7992         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7993 }
7994
7995
7996
7997 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7998                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7999                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
8000 {
8001         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
8002         struct btrfs_chunk_map *map;
8003         struct btrfs_device *dev;
8004         u64 stripe_len;
8005         bool found = false;
8006         int ret = 0;
8007         int i;
8008
8009         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
8010         if (!map) {
8011                 btrfs_err(fs_info,
8012 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
8013                           physical_offset, devid);
8014                 ret = -EUCLEAN;
8015                 goto out;
8016         }
8017
8018         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(map);
8019         if (physical_len != stripe_len) {
8020                 btrfs_err(fs_info,
8021 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
8022                           physical_offset, devid, map->start, physical_len,
8023                           stripe_len);
8024                 ret = -EUCLEAN;
8025                 goto out;
8026         }
8027
8028         /*
8029          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
8030          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
8031          * the users.
8032          */
8033         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
8034                 btrfs_warn(fs_info,
8035                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
8036                            devid, physical_offset, physical_len);
8037
8038         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
8039                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
8040                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
8041                         found = true;
8042                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
8043                                 btrfs_err(fs_info,
8044                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
8045                                           map->start);
8046                                 ret = -EUCLEAN;
8047                                 goto out;
8048                         }
8049                         map->verified_stripes++;
8050                         break;
8051                 }
8052         }
8053         if (!found) {
8054                 btrfs_err(fs_info,
8055         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
8056                         physical_offset, devid);
8057                 ret = -EUCLEAN;
8058         }
8059
8060         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
8061         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
8062         if (!dev) {
8063                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
8064                 ret = -EUCLEAN;
8065                 goto out;
8066         }
8067
8068         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
8069                 btrfs_err(fs_info,
8070 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
8071                           devid, physical_offset, physical_len,
8072                           dev->disk_total_bytes);
8073                 ret = -EUCLEAN;
8074                 goto out;
8075         }
8076
8077         if (dev->zone_info) {
8078                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
8079
8080                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
8081                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
8082                         btrfs_err(fs_info,
8083 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
8084                                   devid, physical_offset, physical_len);
8085                         ret = -EUCLEAN;
8086                         goto out;
8087                 }
8088         }
8089
8090 out:
8091         btrfs_free_chunk_map(map);
8092         return ret;
8093 }
8094
8095 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8096 {
8097         struct rb_node *node;
8098         int ret = 0;
8099
8100         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8101         for (node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree); node; node = rb_next(node)) {
8102                 struct btrfs_chunk_map *map;
8103
8104                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
8105                 if (map->num_stripes != map->verified_stripes) {
8106                         btrfs_err(fs_info,
8107                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8108                                   map->start, map->verified_stripes, map->num_stripes);
8109                         ret = -EUCLEAN;
8110                         goto out;
8111                 }
8112         }
8113 out:
8114         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8115         return ret;
8116 }
8117
8118 /*
8119  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8120  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8121  *
8122  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8123  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8124  */
8125 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8126 {
8127         struct btrfs_path *path;
8128         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8129         struct btrfs_key key;
8130         u64 prev_devid = 0;
8131         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8132         int ret = 0;
8133
8134         /*
8135          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8136          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8137          * case for sure.
8138          *
8139          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8140          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8141          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8142          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8143          */
8144         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8145                 return 0;
8146
8147         key.objectid = 1;
8148         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8149         key.offset = 0;
8150
8151         path = btrfs_alloc_path();
8152         if (!path)
8153                 return -ENOMEM;
8154
8155         path->reada = READA_FORWARD;
8156         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8157         if (ret < 0)
8158                 goto out;
8159
8160         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8161                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8162                 if (ret < 0)
8163                         goto out;
8164                 /* No dev extents at all? Not good */
8165                 if (ret > 0) {
8166                         ret = -EUCLEAN;
8167                         goto out;
8168                 }
8169         }
8170         while (1) {
8171                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8172                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8173                 int slot = path->slots[0];
8174                 u64 chunk_offset;
8175                 u64 physical_offset;
8176                 u64 physical_len;
8177                 u64 devid;
8178
8179                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8180                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8181                         break;
8182                 devid = key.objectid;
8183                 physical_offset = key.offset;
8184
8185                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8186                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8187                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8188
8189                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8190                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8191                         btrfs_err(fs_info,
8192 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8193                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8194                         ret = -EUCLEAN;
8195                         goto out;
8196                 }
8197
8198                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8199                                             physical_offset, physical_len);
8200                 if (ret < 0)
8201                         goto out;
8202                 prev_devid = devid;
8203                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8204
8205                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8206                 if (ret < 0)
8207                         goto out;
8208                 if (ret > 0) {
8209                         ret = 0;
8210                         break;
8211                 }
8212         }
8213
8214         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8215         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8216 out:
8217         btrfs_free_path(path);
8218         return ret;
8219 }
8220
8221 /*
8222  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8223  * used as a swapfile.
8224  */
8225 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8226 {
8227         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8228         struct rb_node *node;
8229
8230         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8231         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8232         while (node) {
8233                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8234                 if (ptr < sp->ptr)
8235                         node = node->rb_left;
8236                 else if (ptr > sp->ptr)
8237                         node = node->rb_right;
8238                 else
8239                         break;
8240         }
8241         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8242         return node != NULL;
8243 }
8244
8245 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8246 {
8247         struct btrfs_block_group *cache = data;
8248         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8249         u64 target;
8250         int ret = 0;
8251
8252         target = cache->start;
8253         btrfs_put_block_group(cache);
8254
8255         sb_start_write(fs_info->sb);
8256         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8257                 btrfs_info(fs_info,
8258                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8259                            target);
8260                 sb_end_write(fs_info->sb);
8261                 return -EBUSY;
8262         }
8263
8264         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8265
8266         /* Ensure block group still exists */
8267         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8268         if (!cache)
8269                 goto out;
8270
8271         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
8272                 goto out;
8273
8274         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8275         if (ret < 0)
8276                 goto out;
8277
8278         btrfs_info(fs_info,
8279                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8280                    target);
8281         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8282
8283 out:
8284         if (cache)
8285                 btrfs_put_block_group(cache);
8286         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8287         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8288         sb_end_write(fs_info->sb);
8289
8290         return ret;
8291 }
8292
8293 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8294 {
8295         struct btrfs_block_group *cache;
8296
8297         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8298                 return false;
8299
8300         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8301         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8302                 return true;
8303
8304         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8305         if (!cache)
8306                 return true;
8307
8308         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8309                 btrfs_put_block_group(cache);
8310                 return true;
8311         }
8312
8313         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8314                     "btrfs-relocating-repair");
8315
8316         return true;
8317 }
8318
8319 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8320                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8321                                     u64 logical)
8322 {
8323         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8324         int i;
8325
8326         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8327                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8328                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8329
8330                 if (logical >= stripe_start &&
8331                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8332                         break;
8333         }
8334         ASSERT(i < data_stripes);
8335         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8336         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8337                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8338                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8339 }
8340
8341 /*
8342  * Map a repair write into a single device.
8343  *
8344  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8345  * update the contents of a single device.
8346  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8347  *
8348  * Callers should ensure:
8349  *
8350  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8351  * - The range does not cross stripe boundary
8352  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8353  */
8354 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8355                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8356                            u32 length, int mirror_num)
8357 {
8358         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8359         u64 map_length = length;
8360         int mirror_ret = mirror_num;
8361         int ret;
8362
8363         ASSERT(mirror_num > 0);
8364
8365         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8366                               &bioc, smap, &mirror_ret);
8367         if (ret < 0)
8368                 return ret;
8369
8370         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8371         ASSERT(map_length >= length);
8372
8373         /* Already mapped to single stripe. */
8374         if (!bioc)
8375                 goto out;
8376
8377         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8378         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8379                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8380                 goto out;
8381         }
8382
8383         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8384         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8385         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8386 out:
8387         btrfs_put_bioc(bioc);
8388         ASSERT(smap->dev);
8389         return 0;
8390 }