arm64: dts: qcom: sm8550: add TRNG node
[linux-modified.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 "extent_map.h"
18 #include "disk-io.h"
19 #include "transaction.h"
20 #include "print-tree.h"
21 #include "volumes.h"
22 #include "raid56.h"
23 #include "rcu-string.h"
24 #include "dev-replace.h"
25 #include "sysfs.h"
26 #include "tree-checker.h"
27 #include "space-info.h"
28 #include "block-group.h"
29 #include "discard.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "fs.h"
32 #include "accessors.h"
33 #include "uuid-tree.h"
34 #include "ioctl.h"
35 #include "relocation.h"
36 #include "scrub.h"
37 #include "super.h"
38 #include "raid-stripe-tree.h"
39
40 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
41                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
42                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
43
44 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
45         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
46                 .sub_stripes    = 2,
47                 .dev_stripes    = 1,
48                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
49                 .devs_min       = 2,
50                 .tolerated_failures = 1,
51                 .devs_increment = 2,
52                 .ncopies        = 2,
53                 .nparity        = 0,
54                 .raid_name      = "raid10",
55                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
56                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
57         },
58         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
59                 .sub_stripes    = 1,
60                 .dev_stripes    = 1,
61                 .devs_max       = 2,
62                 .devs_min       = 2,
63                 .tolerated_failures = 1,
64                 .devs_increment = 2,
65                 .ncopies        = 2,
66                 .nparity        = 0,
67                 .raid_name      = "raid1",
68                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
69                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
70         },
71         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
72                 .sub_stripes    = 1,
73                 .dev_stripes    = 1,
74                 .devs_max       = 3,
75                 .devs_min       = 3,
76                 .tolerated_failures = 2,
77                 .devs_increment = 3,
78                 .ncopies        = 3,
79                 .nparity        = 0,
80                 .raid_name      = "raid1c3",
81                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
82                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
83         },
84         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
85                 .sub_stripes    = 1,
86                 .dev_stripes    = 1,
87                 .devs_max       = 4,
88                 .devs_min       = 4,
89                 .tolerated_failures = 3,
90                 .devs_increment = 4,
91                 .ncopies        = 4,
92                 .nparity        = 0,
93                 .raid_name      = "raid1c4",
94                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
95                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
96         },
97         [BTRFS_RAID_DUP] = {
98                 .sub_stripes    = 1,
99                 .dev_stripes    = 2,
100                 .devs_max       = 1,
101                 .devs_min       = 1,
102                 .tolerated_failures = 0,
103                 .devs_increment = 1,
104                 .ncopies        = 2,
105                 .nparity        = 0,
106                 .raid_name      = "dup",
107                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
108                 .mindev_error   = 0,
109         },
110         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
111                 .sub_stripes    = 1,
112                 .dev_stripes    = 1,
113                 .devs_max       = 0,
114                 .devs_min       = 1,
115                 .tolerated_failures = 0,
116                 .devs_increment = 1,
117                 .ncopies        = 1,
118                 .nparity        = 0,
119                 .raid_name      = "raid0",
120                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
121                 .mindev_error   = 0,
122         },
123         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
124                 .sub_stripes    = 1,
125                 .dev_stripes    = 1,
126                 .devs_max       = 1,
127                 .devs_min       = 1,
128                 .tolerated_failures = 0,
129                 .devs_increment = 1,
130                 .ncopies        = 1,
131                 .nparity        = 0,
132                 .raid_name      = "single",
133                 .bg_flag        = 0,
134                 .mindev_error   = 0,
135         },
136         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
137                 .sub_stripes    = 1,
138                 .dev_stripes    = 1,
139                 .devs_max       = 0,
140                 .devs_min       = 2,
141                 .tolerated_failures = 1,
142                 .devs_increment = 1,
143                 .ncopies        = 1,
144                 .nparity        = 1,
145                 .raid_name      = "raid5",
146                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
147                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
148         },
149         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
150                 .sub_stripes    = 1,
151                 .dev_stripes    = 1,
152                 .devs_max       = 0,
153                 .devs_min       = 3,
154                 .tolerated_failures = 2,
155                 .devs_increment = 1,
156                 .ncopies        = 1,
157                 .nparity        = 2,
158                 .raid_name      = "raid6",
159                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
160                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
161         },
162 };
163
164 /*
165  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
166  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
167  */
168 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
169 {
170         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
171
172         if (!profile)
173                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
174
175         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
176 }
177
178 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
179 {
180         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
181
182         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
183                 return NULL;
184
185         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
186 }
187
188 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
189 {
190         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
191
192         return btrfs_raid_array[index].nparity;
193 }
194
195 /*
196  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
197  * bytes including terminating null byte.
198  */
199 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
200 {
201         int i;
202         int ret;
203         char *bp = buf;
204         u64 flags = bg_flags;
205         u32 size_bp = size_buf;
206
207         if (!flags) {
208                 strcpy(bp, "NONE");
209                 return;
210         }
211
212 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
213         do {                                                            \
214                 if (flags & (flag)) {                                   \
215                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
216                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
217                                 goto out_overflow;                      \
218                         size_bp -= ret;                                 \
219                         bp += ret;                                      \
220                         flags &= ~(flag);                               \
221                 }                                                       \
222         } while (0)
223
224         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
225         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
226         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
227
228         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
229         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
230                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
231                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
232 #undef DESCRIBE_FLAG
233
234         if (flags) {
235                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
236                 size_bp -= ret;
237         }
238
239         if (size_bp < size_buf)
240                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
241
242         /*
243          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
244          * large buffer
245          */
246 out_overflow:;
247 }
248
249 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
250 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
251 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
252
253 /*
254  * Device locking
255  * ==============
256  *
257  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
258  * structures like chunks but not block groups, extents or files
259  *
260  * uuid_mutex (global lock)
261  * ------------------------
262  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
263  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
264  * device) or requested by the device= mount option
265  *
266  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
267  *
268  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
269  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
270  *
271  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
272  *
273  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
274  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
275  * scan ioctl
276  *
277  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
278  *
279  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
280  * ------------------------------------------------
281  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
282  *
283  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
284  *
285  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
286  * modifications to the list (see write_all_supers)
287  *
288  * Is not required at mount and close times, because our device list is
289  * protected by the uuid_mutex at that point.
290  *
291  * balance_mutex
292  * -------------
293  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
294  * several places (internally, ioctl)
295  *
296  * chunk_mutex
297  * -----------
298  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
299  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
300  * individual devices, since they can be added to the transaction's
301  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
302  *
303  * cleaner_mutex
304  * -------------
305  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
306  * cleaning together with relocation or delayed iputs
307  *
308  *
309  * Lock nesting
310  * ============
311  *
312  * uuid_mutex
313  *   device_list_mutex
314  *     chunk_mutex
315  *   balance_mutex
316  *
317  *
318  * Exclusive operations
319  * ====================
320  *
321  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
322  * whole filesystem and cannot run in parallel.
323  *
324  * - Balance (*)
325  * - Device add
326  * - Device remove
327  * - Device replace (*)
328  * - Resize
329  *
330  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
331  *
332  * - Running state
333  * - Paused state
334  * - Completed state
335  *
336  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
337  * following reasons:
338  *
339  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
340  * - filesystem remounted as read-only
341  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
342  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
343  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
344  *
345  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
346  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
347  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
348  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
349  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
350  * completed.
351  */
352
353 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
354 static LIST_HEAD(fs_uuids);
355 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
356 {
357         return &fs_uuids;
358 }
359
360 /*
361  * Allocate new btrfs_fs_devices structure identified by a fsid.
362  *
363  * @fsid:    if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid and to
364  *           fs_devices::metadata_fsid
365  *
366  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
367  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
368  * kfree() right away.
369  */
370 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid)
371 {
372         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
373
374         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
375         if (!fs_devs)
376                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
377
378         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
379
380         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
381         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
382         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
383         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
384
385         if (fsid) {
386                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
387                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
388         }
389
390         return fs_devs;
391 }
392
393 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
394 {
395         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
396         rcu_string_free(device->name);
397         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
398         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
399         kfree(device);
400 }
401
402 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
403 {
404         struct btrfs_device *device;
405
406         WARN_ON(fs_devices->opened);
407         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
408                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
409                                     struct btrfs_device, dev_list);
410                 list_del(&device->dev_list);
411                 btrfs_free_device(device);
412         }
413         kfree(fs_devices);
414 }
415
416 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
417 {
418         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
419
420         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
421                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
422                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
423                 list_del(&fs_devices->fs_list);
424                 free_fs_devices(fs_devices);
425         }
426 }
427
428 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
429                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
430 {
431         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
432                 return false;
433
434         if (!metadata_fsid)
435                 return true;
436
437         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
438                 return false;
439
440         return true;
441 }
442
443 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
444                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
445 {
446         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
447
448         ASSERT(fsid);
449
450         /* Handle non-split brain cases */
451         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
452                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
453                         return fs_devices;
454         }
455         return NULL;
456 }
457
458 static int
459 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
460                       int flush, struct bdev_handle **bdev_handle,
461                       struct btrfs_super_block **disk_super)
462 {
463         struct block_device *bdev;
464         int ret;
465
466         *bdev_handle = bdev_open_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
467
468         if (IS_ERR(*bdev_handle)) {
469                 ret = PTR_ERR(*bdev_handle);
470                 goto error;
471         }
472         bdev = (*bdev_handle)->bdev;
473
474         if (flush)
475                 sync_blockdev(bdev);
476         ret = set_blocksize(bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
477         if (ret) {
478                 bdev_release(*bdev_handle);
479                 goto error;
480         }
481         invalidate_bdev(bdev);
482         *disk_super = btrfs_read_dev_super(bdev);
483         if (IS_ERR(*disk_super)) {
484                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
485                 bdev_release(*bdev_handle);
486                 goto error;
487         }
488
489         return 0;
490
491 error:
492         *bdev_handle = NULL;
493         return ret;
494 }
495
496 /*
497  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
498  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
499  *
500  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
501  *                 matching this devt only.
502  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
503  *                 devices.
504  *
505  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
506  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
507  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
508  */
509 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
510 {
511         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
512         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
513         int ret;
514         bool freed = false;
515
516         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
517
518         /* Return good status if there is no instance of devt. */
519         ret = 0;
520         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
521
522                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
523                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
524                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
525                         if (skip_device && skip_device == device)
526                                 continue;
527                         if (devt && devt != device->devt)
528                                 continue;
529                         if (fs_devices->opened) {
530                                 if (devt)
531                                         ret = -EBUSY;
532                                 break;
533                         }
534
535                         /* delete the stale device */
536                         fs_devices->num_devices--;
537                         list_del(&device->dev_list);
538                         btrfs_free_device(device);
539
540                         freed = true;
541                 }
542                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
543
544                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
545                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
546                         list_del(&fs_devices->fs_list);
547                         free_fs_devices(fs_devices);
548                 }
549         }
550
551         /* If there is at least one freed device return 0. */
552         if (freed)
553                 return 0;
554
555         return ret;
556 }
557
558 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_by_device(
559                                         struct btrfs_super_block *disk_super,
560                                         dev_t devt, bool *same_fsid_diff_dev)
561 {
562         struct btrfs_fs_devices *fsid_fs_devices;
563         struct btrfs_fs_devices *devt_fs_devices;
564         const bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
565                                         BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
566         bool found_by_devt = false;
567
568         /* Find the fs_device by the usual method, if found use it. */
569         fsid_fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid,
570                     has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
571
572         /* The temp_fsid feature is supported only with single device filesystem. */
573         if (btrfs_super_num_devices(disk_super) != 1)
574                 return fsid_fs_devices;
575
576         /*
577          * A seed device is an integral component of the sprout device, which
578          * functions as a multi-device filesystem. So, temp-fsid feature is
579          * not supported.
580          */
581         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)
582                 return fsid_fs_devices;
583
584         /* Try to find a fs_devices by matching devt. */
585         list_for_each_entry(devt_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
586                 struct btrfs_device *device;
587
588                 list_for_each_entry(device, &devt_fs_devices->devices, dev_list) {
589                         if (device->devt == devt) {
590                                 found_by_devt = true;
591                                 break;
592                         }
593                 }
594                 if (found_by_devt)
595                         break;
596         }
597
598         if (found_by_devt) {
599                 /* Existing device. */
600                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
601                         if (devt_fs_devices->opened == 0) {
602                                 /* Stale device. */
603                                 return NULL;
604                         } else {
605                                 /* temp_fsid is mounting a subvol. */
606                                 return devt_fs_devices;
607                         }
608                 } else {
609                         /* Regular or temp_fsid device mounting a subvol. */
610                         return devt_fs_devices;
611                 }
612         } else {
613                 /* New device. */
614                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
615                         return NULL;
616                 } else {
617                         /* sb::fsid is already used create a new temp_fsid. */
618                         *same_fsid_diff_dev = true;
619                         return NULL;
620                 }
621         }
622
623         /* Not reached. */
624 }
625
626 /*
627  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
628  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
629  * fs_devices->device_list_mutex here.
630  */
631 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
632                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
633                         void *holder)
634 {
635         struct bdev_handle *bdev_handle;
636         struct btrfs_super_block *disk_super;
637         u64 devid;
638         int ret;
639
640         if (device->bdev)
641                 return -EINVAL;
642         if (!device->name)
643                 return -EINVAL;
644
645         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
646                                     &bdev_handle, &disk_super);
647         if (ret)
648                 return ret;
649
650         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
651         if (devid != device->devid)
652                 goto error_free_page;
653
654         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
655                 goto error_free_page;
656
657         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
658
659         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
660                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
661                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
662                         pr_err(
663                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
664                         goto error_free_page;
665                 }
666
667                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
668                 fs_devices->seeding = true;
669         } else {
670                 if (bdev_read_only(bdev_handle->bdev))
671                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
672                 else
673                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
674         }
675
676         if (!bdev_nonrot(bdev_handle->bdev))
677                 fs_devices->rotating = true;
678
679         if (bdev_max_discard_sectors(bdev_handle->bdev))
680                 fs_devices->discardable = true;
681
682         device->bdev_handle = bdev_handle;
683         device->bdev = bdev_handle->bdev;
684         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
685
686         fs_devices->open_devices++;
687         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
688             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
689                 fs_devices->rw_devices++;
690                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
691         }
692         btrfs_release_disk_super(disk_super);
693
694         return 0;
695
696 error_free_page:
697         btrfs_release_disk_super(disk_super);
698         bdev_release(bdev_handle);
699
700         return -EINVAL;
701 }
702
703 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
704 {
705         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
706                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
707
708         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
709 }
710
711 /*
712  * Add new device to list of registered devices
713  *
714  * Returns:
715  * device pointer which was just added or updated when successful
716  * error pointer when failed
717  */
718 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
719                            struct btrfs_super_block *disk_super,
720                            bool *new_device_added)
721 {
722         struct btrfs_device *device;
723         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
724         struct rcu_string *name;
725         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
726         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
727         dev_t path_devt;
728         int error;
729         bool same_fsid_diff_dev = false;
730         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
731                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
732
733         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2) {
734                 btrfs_err(NULL,
735 "device %s has incomplete metadata_uuid change, please use btrfstune to complete",
736                           path);
737                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
738         }
739
740         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
741         if (error) {
742                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
743                           path, error);
744                 return ERR_PTR(error);
745         }
746
747         fs_devices = find_fsid_by_device(disk_super, path_devt, &same_fsid_diff_dev);
748
749         if (!fs_devices) {
750                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid);
751                 if (IS_ERR(fs_devices))
752                         return ERR_CAST(fs_devices);
753
754                 if (has_metadata_uuid)
755                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
756                                disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
757
758                 if (same_fsid_diff_dev) {
759                         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
760                         fs_devices->temp_fsid = true;
761                         pr_info("BTRFS: device %s using temp-fsid %pU\n",
762                                 path, fs_devices->fsid);
763                 }
764
765                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
766                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
767
768                 device = NULL;
769         } else {
770                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
771                         .devid = devid,
772                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
773                 };
774
775                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
776                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
777
778                 if (found_transid > fs_devices->latest_generation) {
779                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
780                                         BTRFS_FSID_SIZE);
781                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
782                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
783                 }
784         }
785
786         if (!device) {
787                 unsigned int nofs_flag;
788
789                 if (fs_devices->opened) {
790                         btrfs_err(NULL,
791 "device %s belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
792                                   path, fs_devices->fsid, current->comm,
793                                   task_pid_nr(current));
794                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
795                         return ERR_PTR(-EBUSY);
796                 }
797
798                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
799                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
800                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
801                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
802                 if (IS_ERR(device)) {
803                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
804                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
805                         return device;
806                 }
807
808                 device->devt = path_devt;
809
810                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
811                 fs_devices->num_devices++;
812
813                 device->fs_devices = fs_devices;
814                 *new_device_added = true;
815
816                 if (disk_super->label[0])
817                         pr_info(
818         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
819                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
820                                 current->comm, task_pid_nr(current));
821                 else
822                         pr_info(
823         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
824                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
825                                 current->comm, task_pid_nr(current));
826
827         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
828                 /*
829                  * When FS is already mounted.
830                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
831                  *    means this device was missing at time of FS mount.
832                  * 2. If you are here and if the device->name is different
833                  *    from 'path' that means either
834                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
835                  *         different name. or
836                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
837                  *         reappeared now.
838                  *
839                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
840                  * and unintentional.
841                  *
842                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
843                  * would have missed some transaction when it was away and
844                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
845                  * 2b must not be allowed at all time.
846                  */
847
848                 /*
849                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
850                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
851                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
852                  * when we reject replacement on a mounted FS.
853                  */
854                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
855                         /*
856                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
857                          * are here, that means there is more than one
858                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
859                          * with larger generation number or the last-in if
860                          * generation are equal.
861                          */
862                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
863                         btrfs_err(NULL,
864 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
865                                   path, found_transid, device->generation);
866                         return ERR_PTR(-EEXIST);
867                 }
868
869                 /*
870                  * We are going to replace the device path for a given devid,
871                  * make sure it's the same device if the device is mounted
872                  *
873                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
874                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
875                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
876                  * torn down.
877                  */
878                 if (device->bdev) {
879                         if (device->devt != path_devt) {
880                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
881                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
882         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
883                                                   path, devid, found_transid,
884                                                   current->comm,
885                                                   task_pid_nr(current));
886                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
887                         }
888                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
889         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
890                                           devid, btrfs_dev_name(device),
891                                           path, current->comm,
892                                           task_pid_nr(current));
893                 }
894
895                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
896                 if (!name) {
897                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
898                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
899                 }
900                 rcu_string_free(device->name);
901                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
902                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
903                         fs_devices->missing_devices--;
904                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
905                 }
906                 device->devt = path_devt;
907         }
908
909         /*
910          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
911          * generation along with most of the other members. So just update
912          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
913          * (as above).
914          */
915         if (!fs_devices->opened) {
916                 device->generation = found_transid;
917                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
918                                                 fs_devices->latest_generation);
919         }
920
921         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
922
923         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
924         return device;
925 }
926
927 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
928 {
929         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
930         struct btrfs_device *device;
931         struct btrfs_device *orig_dev;
932         int ret = 0;
933
934         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
935
936         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid);
937         if (IS_ERR(fs_devices))
938                 return fs_devices;
939
940         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
941
942         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
943                 const char *dev_path = NULL;
944
945                 /*
946                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
947                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
948                  */
949                 if (orig_dev->name)
950                         dev_path = orig_dev->name->str;
951
952                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
953                                             orig_dev->uuid, dev_path);
954                 if (IS_ERR(device)) {
955                         ret = PTR_ERR(device);
956                         goto error;
957                 }
958
959                 if (orig_dev->zone_info) {
960                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
961
962                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
963                         if (!zone_info) {
964                                 btrfs_free_device(device);
965                                 ret = -ENOMEM;
966                                 goto error;
967                         }
968                         device->zone_info = zone_info;
969                 }
970
971                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
972                 device->fs_devices = fs_devices;
973                 fs_devices->num_devices++;
974         }
975         return fs_devices;
976 error:
977         free_fs_devices(fs_devices);
978         return ERR_PTR(ret);
979 }
980
981 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
982                                       struct btrfs_device **latest_dev)
983 {
984         struct btrfs_device *device, *next;
985
986         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
987         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
988                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
989                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
990                                       &device->dev_state) &&
991                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
992                                       &device->dev_state) &&
993                             (!*latest_dev ||
994                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
995                                 *latest_dev = device;
996                         }
997                         continue;
998                 }
999
1000                 /*
1001                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1002                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1003                  */
1004                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1005                         continue;
1006
1007                 if (device->bdev_handle) {
1008                         bdev_release(device->bdev_handle);
1009                         device->bdev = NULL;
1010                         device->bdev_handle = NULL;
1011                         fs_devices->open_devices--;
1012                 }
1013                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1014                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1015                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1016                         fs_devices->rw_devices--;
1017                 }
1018                 list_del_init(&device->dev_list);
1019                 fs_devices->num_devices--;
1020                 btrfs_free_device(device);
1021         }
1022
1023 }
1024
1025 /*
1026  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1027  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1028  */
1029 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1030 {
1031         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1032         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1033
1034         mutex_lock(&uuid_mutex);
1035         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1036
1037         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1038                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1039
1040         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1041
1042         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1043 }
1044
1045 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1046 {
1047         if (!device->bdev)
1048                 return;
1049
1050         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1051                 sync_blockdev(device->bdev);
1052                 invalidate_bdev(device->bdev);
1053         }
1054
1055         bdev_release(device->bdev_handle);
1056 }
1057
1058 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1059 {
1060         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1061
1062         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1063             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1064                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1065                 fs_devices->rw_devices--;
1066         }
1067
1068         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1069                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1070
1071         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1072                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1073                 fs_devices->missing_devices--;
1074         }
1075
1076         btrfs_close_bdev(device);
1077         if (device->bdev) {
1078                 fs_devices->open_devices--;
1079                 device->bdev = NULL;
1080         }
1081         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1082         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1083
1084         device->fs_info = NULL;
1085         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1086         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1087
1088         /*
1089          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1090          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1091          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1092          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1093          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1094          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1095          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1096          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1097          * unsafe super blocks.
1098          */
1099         device->last_flush_error = 0;
1100
1101         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1102         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1103         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1104         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1105         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1106 }
1107
1108 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1109 {
1110         struct btrfs_device *device, *tmp;
1111
1112         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1113
1114         if (--fs_devices->opened > 0)
1115                 return;
1116
1117         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1118                 btrfs_close_one_device(device);
1119
1120         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1121         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1122         fs_devices->opened = 0;
1123         fs_devices->seeding = false;
1124         fs_devices->fs_info = NULL;
1125 }
1126
1127 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1128 {
1129         LIST_HEAD(list);
1130         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1131
1132         mutex_lock(&uuid_mutex);
1133         close_fs_devices(fs_devices);
1134         if (!fs_devices->opened) {
1135                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1136
1137                 /*
1138                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1139                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1140                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1141                  * fully freed.
1142                  */
1143                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1144                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1145                         free_fs_devices(fs_devices);
1146                 }
1147         }
1148
1149
1150         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1151                 close_fs_devices(fs_devices);
1152                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1153                 free_fs_devices(fs_devices);
1154         }
1155         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1156 }
1157
1158 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1159                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1160 {
1161         struct btrfs_device *device;
1162         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1163         struct btrfs_device *tmp_device;
1164
1165         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1166                                  dev_list) {
1167                 int ret;
1168
1169                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1170                 if (ret == 0 &&
1171                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1172                         latest_dev = device;
1173                 } else if (ret == -ENODATA) {
1174                         fs_devices->num_devices--;
1175                         list_del(&device->dev_list);
1176                         btrfs_free_device(device);
1177                 }
1178         }
1179         if (fs_devices->open_devices == 0)
1180                 return -EINVAL;
1181
1182         fs_devices->opened = 1;
1183         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1184         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1185         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1186         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1187
1188         return 0;
1189 }
1190
1191 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1192                      const struct list_head *b)
1193 {
1194         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1195
1196         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1197         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1198
1199         if (dev1->devid < dev2->devid)
1200                 return -1;
1201         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1202                 return 1;
1203         return 0;
1204 }
1205
1206 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1207                        blk_mode_t flags, void *holder)
1208 {
1209         int ret;
1210
1211         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1212         /*
1213          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1214          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1215          *
1216          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1217          * exclusion is provided by uuid_mutex
1218          */
1219
1220         if (fs_devices->opened) {
1221                 fs_devices->opened++;
1222                 ret = 0;
1223         } else {
1224                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1225                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1226         }
1227
1228         return ret;
1229 }
1230
1231 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1232 {
1233         struct page *page = virt_to_page(super);
1234
1235         put_page(page);
1236 }
1237
1238 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1239                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1240 {
1241         struct btrfs_super_block *disk_super;
1242         struct page *page;
1243         void *p;
1244         pgoff_t index;
1245
1246         /* make sure our super fits in the device */
1247         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1248                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1249
1250         /* make sure our super fits in the page */
1251         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1252                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1253
1254         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1255         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1256         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1257                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1258
1259         /* pull in the page with our super */
1260         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1261
1262         if (IS_ERR(page))
1263                 return ERR_CAST(page);
1264
1265         p = page_address(page);
1266
1267         /* align our pointer to the offset of the super block */
1268         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1269
1270         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1271             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1272                 btrfs_release_disk_super(p);
1273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1274         }
1275
1276         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1277                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1278
1279         return disk_super;
1280 }
1281
1282 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1283 {
1284         int ret;
1285
1286         mutex_lock(&uuid_mutex);
1287         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1288         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1289
1290         return ret;
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1295  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1296  * is read via pagecache.
1297  *
1298  * With @mount_arg_dev it's a scan during mount time that will always register
1299  * the device or return an error. Multi-device and seeding devices are registered
1300  * in both cases.
1301  */
1302 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags,
1303                                            bool mount_arg_dev)
1304 {
1305         struct btrfs_super_block *disk_super;
1306         bool new_device_added = false;
1307         struct btrfs_device *device = NULL;
1308         struct bdev_handle *bdev_handle;
1309         u64 bytenr, bytenr_orig;
1310         int ret;
1311
1312         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1313
1314         /*
1315          * we would like to check all the supers, but that would make
1316          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1317          * So, we need to add a special mount option to scan for
1318          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1319          */
1320
1321         /*
1322          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1323          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1324          * resulting in failure.
1325          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1326          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1327          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1328          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1329          * required information for assembling the volume.
1330          */
1331         bdev_handle = bdev_open_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1332         if (IS_ERR(bdev_handle))
1333                 return ERR_CAST(bdev_handle);
1334
1335         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1336         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev_handle->bdev, 0, READ, &bytenr);
1337         if (ret) {
1338                 device = ERR_PTR(ret);
1339                 goto error_bdev_put;
1340         }
1341
1342         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev_handle->bdev, bytenr,
1343                                            bytenr_orig);
1344         if (IS_ERR(disk_super)) {
1345                 device = ERR_CAST(disk_super);
1346                 goto error_bdev_put;
1347         }
1348
1349         if (!mount_arg_dev && btrfs_super_num_devices(disk_super) == 1 &&
1350             !(btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)) {
1351                 dev_t devt;
1352
1353                 ret = lookup_bdev(path, &devt);
1354                 if (ret)
1355                         btrfs_warn(NULL, "lookup bdev failed for path %s: %d",
1356                                    path, ret);
1357                 else
1358                         btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1359
1360                 pr_debug("BTRFS: skip registering single non-seed device %s\n", path);
1361                 device = NULL;
1362                 goto free_disk_super;
1363         }
1364
1365         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1366         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1367                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1368
1369 free_disk_super:
1370         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1371
1372 error_bdev_put:
1373         bdev_release(bdev_handle);
1374
1375         return device;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1380  * such is found, record the end of it in *start
1381  */
1382 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1383                                     u64 len)
1384 {
1385         u64 physical_start, physical_end;
1386
1387         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1388
1389         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1390                                   &physical_start, &physical_end,
1391                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1392
1393                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1394                     in_range(*start, physical_start,
1395                              physical_end - physical_start)) {
1396                         *start = physical_end + 1;
1397                         return true;
1398                 }
1399         }
1400         return false;
1401 }
1402
1403 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1404 {
1405         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1406         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1407                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1408         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1409                 /*
1410                  * We don't care about the starting region like regular
1411                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1412                  * for superblock logging.
1413                  */
1414                 return 0;
1415         default:
1416                 BUG();
1417         }
1418 }
1419
1420 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1421                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1422                                         u64 num_bytes)
1423 {
1424         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1425         u64 pos;
1426         int ret;
1427         bool changed = false;
1428
1429         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1430
1431         while (*hole_size > 0) {
1432                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1433                                                    *hole_start + *hole_size,
1434                                                    num_bytes);
1435                 if (pos != *hole_start) {
1436                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1437                         *hole_start = pos;
1438                         changed = true;
1439                         if (*hole_size < num_bytes)
1440                                 break;
1441                 }
1442
1443                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1444
1445                 /* Range is ensured to be empty */
1446                 if (!ret)
1447                         return changed;
1448
1449                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1450                 if (ret == -ERANGE) {
1451                         *hole_start += *hole_size;
1452                         *hole_size = 0;
1453                         return true;
1454                 }
1455
1456                 *hole_start += zone_size;
1457                 *hole_size -= zone_size;
1458                 changed = true;
1459         }
1460
1461         return changed;
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1466  *
1467  * @device:     the device which we have the hole
1468  * @hole_start: starting position of the hole
1469  * @hole_size:  the size of the hole
1470  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1471  *
1472  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1473  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1474  */
1475 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1476                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1477 {
1478         bool changed = false;
1479         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1480
1481         for (;;) {
1482                 /*
1483                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1484                  * sending back this offset anyway.
1485                  */
1486                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1487                         if (hole_end >= *hole_start)
1488                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1489                         else
1490                                 *hole_size = 0;
1491                         changed = true;
1492                 }
1493
1494                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1495                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1496                         /* No extra check */
1497                         break;
1498                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1499                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1500                                                         hole_size, num_bytes)) {
1501                                 changed = true;
1502                                 /*
1503                                  * The changed hole can contain pending extent.
1504                                  * Loop again to check that.
1505                                  */
1506                                 continue;
1507                         }
1508                         break;
1509                 default:
1510                         BUG();
1511                 }
1512
1513                 break;
1514         }
1515
1516         return changed;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Find free space in the specified device.
1521  *
1522  * @device:       the device which we search the free space in
1523  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1524  * @search_start: the position from which to begin the search
1525  * @start:        store the start of the free space.
1526  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1527  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1528  *
1529  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1530  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1531  *
1532  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1533  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1534  * of the max free space.
1535  *
1536  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1537  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1538  * the max free space.
1539  *
1540  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1541  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1542  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1543  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1544  * is not reported as available.
1545  */
1546 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1547                                 u64 *start, u64 *len)
1548 {
1549         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1550         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1551         struct btrfs_key key;
1552         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1553         struct btrfs_path *path;
1554         u64 search_start;
1555         u64 hole_size;
1556         u64 max_hole_start;
1557         u64 max_hole_size = 0;
1558         u64 extent_end;
1559         u64 search_end = device->total_bytes;
1560         int ret;
1561         int slot;
1562         struct extent_buffer *l;
1563
1564         search_start = dev_extent_search_start(device);
1565         max_hole_start = search_start;
1566
1567         WARN_ON(device->zone_info &&
1568                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1569
1570         path = btrfs_alloc_path();
1571         if (!path) {
1572                 ret = -ENOMEM;
1573                 goto out;
1574         }
1575 again:
1576         if (search_start >= search_end ||
1577                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1578                 ret = -ENOSPC;
1579                 goto out;
1580         }
1581
1582         path->reada = READA_FORWARD;
1583         path->search_commit_root = 1;
1584         path->skip_locking = 1;
1585
1586         key.objectid = device->devid;
1587         key.offset = search_start;
1588         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1589
1590         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1591         if (ret < 0)
1592                 goto out;
1593
1594         while (search_start < search_end) {
1595                 l = path->nodes[0];
1596                 slot = path->slots[0];
1597                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1598                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1599                         if (ret == 0)
1600                                 continue;
1601                         if (ret < 0)
1602                                 goto out;
1603
1604                         break;
1605                 }
1606                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1607
1608                 if (key.objectid < device->devid)
1609                         goto next;
1610
1611                 if (key.objectid > device->devid)
1612                         break;
1613
1614                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1615                         goto next;
1616
1617                 if (key.offset > search_end)
1618                         break;
1619
1620                 if (key.offset > search_start) {
1621                         hole_size = key.offset - search_start;
1622                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1623                                               num_bytes);
1624
1625                         if (hole_size > max_hole_size) {
1626                                 max_hole_start = search_start;
1627                                 max_hole_size = hole_size;
1628                         }
1629
1630                         /*
1631                          * If this free space is greater than which we need,
1632                          * it must be the max free space that we have found
1633                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1634                          * of this free space and the length of this free space
1635                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1636                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1637                          * caller.
1638                          */
1639                         if (hole_size >= num_bytes) {
1640                                 ret = 0;
1641                                 goto out;
1642                         }
1643                 }
1644
1645                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1646                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1647                                                                   dev_extent);
1648                 if (extent_end > search_start)
1649                         search_start = extent_end;
1650 next:
1651                 path->slots[0]++;
1652                 cond_resched();
1653         }
1654
1655         /*
1656          * At this point, search_start should be the end of
1657          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1658          * search_end may be smaller than search_start.
1659          */
1660         if (search_end > search_start) {
1661                 hole_size = search_end - search_start;
1662                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1663                                           num_bytes)) {
1664                         btrfs_release_path(path);
1665                         goto again;
1666                 }
1667
1668                 if (hole_size > max_hole_size) {
1669                         max_hole_start = search_start;
1670                         max_hole_size = hole_size;
1671                 }
1672         }
1673
1674         /* See above. */
1675         if (max_hole_size < num_bytes)
1676                 ret = -ENOSPC;
1677         else
1678                 ret = 0;
1679
1680         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1681 out:
1682         btrfs_free_path(path);
1683         *start = max_hole_start;
1684         if (len)
1685                 *len = max_hole_size;
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1690                           struct btrfs_device *device,
1691                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1692 {
1693         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1694         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1695         int ret;
1696         struct btrfs_path *path;
1697         struct btrfs_key key;
1698         struct btrfs_key found_key;
1699         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1700         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1701
1702         path = btrfs_alloc_path();
1703         if (!path)
1704                 return -ENOMEM;
1705
1706         key.objectid = device->devid;
1707         key.offset = start;
1708         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1709 again:
1710         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1711         if (ret > 0) {
1712                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1713                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1714                 if (ret)
1715                         goto out;
1716                 leaf = path->nodes[0];
1717                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1718                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1719                                         struct btrfs_dev_extent);
1720                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1721                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1722                 key = found_key;
1723                 btrfs_release_path(path);
1724                 goto again;
1725         } else if (ret == 0) {
1726                 leaf = path->nodes[0];
1727                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1728                                         struct btrfs_dev_extent);
1729         } else {
1730                 goto out;
1731         }
1732
1733         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1734
1735         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1736         if (ret == 0)
1737                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1738 out:
1739         btrfs_free_path(path);
1740         return ret;
1741 }
1742
1743 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1744 {
1745         struct extent_map_tree *em_tree;
1746         struct extent_map *em;
1747         struct rb_node *n;
1748         u64 ret = 0;
1749
1750         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1751         read_lock(&em_tree->lock);
1752         n = rb_last(&em_tree->map.rb_root);
1753         if (n) {
1754                 em = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
1755                 ret = em->start + em->len;
1756         }
1757         read_unlock(&em_tree->lock);
1758
1759         return ret;
1760 }
1761
1762 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1763                                     u64 *devid_ret)
1764 {
1765         int ret;
1766         struct btrfs_key key;
1767         struct btrfs_key found_key;
1768         struct btrfs_path *path;
1769
1770         path = btrfs_alloc_path();
1771         if (!path)
1772                 return -ENOMEM;
1773
1774         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1775         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1776         key.offset = (u64)-1;
1777
1778         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1779         if (ret < 0)
1780                 goto error;
1781
1782         if (ret == 0) {
1783                 /* Corruption */
1784                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1785                 ret = -EUCLEAN;
1786                 goto error;
1787         }
1788
1789         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1790                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1791                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1792         if (ret) {
1793                 *devid_ret = 1;
1794         } else {
1795                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1796                                       path->slots[0]);
1797                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1798         }
1799         ret = 0;
1800 error:
1801         btrfs_free_path(path);
1802         return ret;
1803 }
1804
1805 /*
1806  * the device information is stored in the chunk root
1807  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1808  */
1809 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1810                             struct btrfs_device *device)
1811 {
1812         int ret;
1813         struct btrfs_path *path;
1814         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1815         struct extent_buffer *leaf;
1816         struct btrfs_key key;
1817         unsigned long ptr;
1818
1819         path = btrfs_alloc_path();
1820         if (!path)
1821                 return -ENOMEM;
1822
1823         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1824         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1825         key.offset = device->devid;
1826
1827         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1828         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1829                                       &key, sizeof(*dev_item));
1830         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1831         if (ret)
1832                 goto out;
1833
1834         leaf = path->nodes[0];
1835         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1836
1837         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1838         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1839         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1840         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1841         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1842         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1843         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1844                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1845         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1846                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1847         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1848         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1849         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1850         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1851
1852         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1853         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1854         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1855         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1856                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1857         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
1858
1859         ret = 0;
1860 out:
1861         btrfs_free_path(path);
1862         return ret;
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1867  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1868  *
1869  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1870  */
1871 static void update_dev_time(const char *device_path)
1872 {
1873         struct path path;
1874         int ret;
1875
1876         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1877         if (ret)
1878                 return;
1879
1880         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1881         path_put(&path);
1882 }
1883
1884 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1885                              struct btrfs_device *device)
1886 {
1887         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1888         int ret;
1889         struct btrfs_path *path;
1890         struct btrfs_key key;
1891
1892         path = btrfs_alloc_path();
1893         if (!path)
1894                 return -ENOMEM;
1895
1896         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1897         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1898         key.offset = device->devid;
1899
1900         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1901         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1902         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1903         if (ret) {
1904                 if (ret > 0)
1905                         ret = -ENOENT;
1906                 goto out;
1907         }
1908
1909         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1910 out:
1911         btrfs_free_path(path);
1912         return ret;
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1917  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1918  * replace.
1919  */
1920 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1921                 u64 num_devices)
1922 {
1923         u64 all_avail;
1924         unsigned seq;
1925         int i;
1926
1927         do {
1928                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1929
1930                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1931                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1932                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1933         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1934
1935         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1936                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1937                         continue;
1938
1939                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1940                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1941         }
1942
1943         return 0;
1944 }
1945
1946 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1947                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1948 {
1949         struct btrfs_device *next_device;
1950
1951         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1952                 if (next_device != device &&
1953                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
1954                     && next_device->bdev)
1955                         return next_device;
1956         }
1957
1958         return NULL;
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
1963  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
1964  * where this function called, there should be always be another device (or
1965  * this_dev) which is active.
1966  */
1967 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
1968                                             struct btrfs_device *next_device)
1969 {
1970         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1971
1972         if (!next_device)
1973                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
1974                                                             device);
1975         ASSERT(next_device);
1976
1977         if (fs_info->sb->s_bdev &&
1978                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
1979                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
1980
1981         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
1982                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
1983 }
1984
1985 /*
1986  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
1987  * currently replaced.
1988  */
1989 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1990 {
1991         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
1992
1993         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
1994         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
1995                 ASSERT(num_devices > 1);
1996                 num_devices--;
1997         }
1998         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
1999
2000         return num_devices;
2001 }
2002
2003 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2004                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2005 {
2006         struct btrfs_super_block *disk_super;
2007         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2008         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2009         int ret;
2010
2011         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2012         if (IS_ERR(disk_super))
2013                 return;
2014
2015         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2016         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2017         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2018
2019         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2020         if (ret)
2021                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2022                         copy_num, ret);
2023 }
2024
2025 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2026                                struct block_device *bdev,
2027                                const char *device_path)
2028 {
2029         int copy_num;
2030
2031         if (!bdev)
2032                 return;
2033
2034         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2035                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2036                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2037                 else
2038                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2039         }
2040
2041         /* Notify udev that device has changed */
2042         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2043
2044         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2045         update_dev_time(device_path);
2046 }
2047
2048 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2049                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2050                     struct bdev_handle **bdev_handle)
2051 {
2052         struct btrfs_trans_handle *trans;
2053         struct btrfs_device *device;
2054         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2055         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2056         u64 num_devices;
2057         int ret = 0;
2058
2059         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2060                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2061                 return -EINVAL;
2062         }
2063
2064         /*
2065          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2066          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2067          * filesystem and another device rm cannot run.
2068          */
2069         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2070
2071         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2072         if (ret)
2073                 return ret;
2074
2075         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2076         if (!device) {
2077                 if (args->missing)
2078                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2079                 else
2080                         ret = -ENOENT;
2081                 return ret;
2082         }
2083
2084         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2085                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2086                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2087                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2088                 return -ETXTBSY;
2089         }
2090
2091         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2092                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2093
2094         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2095             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2096                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2097
2098         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2099                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2100                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2101                 device->fs_devices->rw_devices--;
2102                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2103         }
2104
2105         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2106         if (ret)
2107                 goto error_undo;
2108
2109         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2110         if (IS_ERR(trans)) {
2111                 ret = PTR_ERR(trans);
2112                 goto error_undo;
2113         }
2114
2115         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2116         if (ret) {
2117                 /* Any error in dev item removal is critical */
2118                 btrfs_crit(fs_info,
2119                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2120                            device->devid, ret);
2121                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2122                 btrfs_end_transaction(trans);
2123                 return ret;
2124         }
2125
2126         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2127         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2128
2129         /*
2130          * the device list mutex makes sure that we don't change
2131          * the device list while someone else is writing out all
2132          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2133          * lock the device list mutex before getting the number of
2134          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2135          * whoever updates the number of devices in the super block
2136          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2137          */
2138
2139         /*
2140          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2141          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2142          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2143          */
2144         cur_devices = device->fs_devices;
2145         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2146         list_del_rcu(&device->dev_list);
2147
2148         cur_devices->num_devices--;
2149         cur_devices->total_devices--;
2150         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2151         if (cur_devices != fs_devices)
2152                 fs_devices->total_devices--;
2153
2154         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2155                 cur_devices->missing_devices--;
2156
2157         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2158
2159         if (device->bdev_handle) {
2160                 cur_devices->open_devices--;
2161                 /* remove sysfs entry */
2162                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2163         }
2164
2165         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2166         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2167         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2168
2169         /*
2170          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2171          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2172          * free the device.
2173          *
2174          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2175          * write lock, and bdev_release() will pull in the ->open_mutex on
2176          * the block device and it's dependencies.  Instead just flush the
2177          * device and let the caller do the final bdev_release.
2178          */
2179         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2180                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2181                                           device->name->str);
2182                 if (device->bdev) {
2183                         sync_blockdev(device->bdev);
2184                         invalidate_bdev(device->bdev);
2185                 }
2186         }
2187
2188         *bdev_handle = device->bdev_handle;
2189         synchronize_rcu();
2190         btrfs_free_device(device);
2191
2192         /*
2193          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2194          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2195          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2196          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2197          * remove it from our list and free the fs_devices.
2198          */
2199         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2200                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2201                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2202                 cur_devices->opened--;
2203                 free_fs_devices(cur_devices);
2204         }
2205
2206         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2207
2208         return ret;
2209
2210 error_undo:
2211         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2212                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2213                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2214                          &fs_devices->alloc_list);
2215                 device->fs_devices->rw_devices++;
2216                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2217         }
2218         return ret;
2219 }
2220
2221 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2222 {
2223         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2224
2225         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2226
2227         /*
2228          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2229          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2230          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2231          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2232          */
2233         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2234
2235         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2236         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2237         fs_devices->num_devices--;
2238         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2239                 fs_devices->missing_devices--;
2240
2241         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2242                 fs_devices->rw_devices--;
2243
2244         if (srcdev->bdev)
2245                 fs_devices->open_devices--;
2246 }
2247
2248 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2249 {
2250         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2251
2252         mutex_lock(&uuid_mutex);
2253
2254         btrfs_close_bdev(srcdev);
2255         synchronize_rcu();
2256         btrfs_free_device(srcdev);
2257
2258         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2259         if (!fs_devices->num_devices) {
2260                 /*
2261                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2262                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2263                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2264                  * device left under the seed FS.
2265                  */
2266                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2267
2268                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2269                 close_fs_devices(fs_devices);
2270                 free_fs_devices(fs_devices);
2271         }
2272         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2273 }
2274
2275 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2276 {
2277         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2278
2279         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2280
2281         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2282
2283         if (tgtdev->bdev)
2284                 fs_devices->open_devices--;
2285
2286         fs_devices->num_devices--;
2287
2288         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2289
2290         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2291
2292         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2293
2294         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2295                                   tgtdev->name->str);
2296
2297         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2298         synchronize_rcu();
2299         btrfs_free_device(tgtdev);
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Populate args from device at path.
2304  *
2305  * @fs_info:    the filesystem
2306  * @args:       the args to populate
2307  * @path:       the path to the device
2308  *
2309  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2310  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2311  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2312  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2313  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2314  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2315  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2316  * uuid buffers.
2317  *
2318  * Return: 0 for success, -errno for failure
2319  */
2320 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2321                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2322                                  const char *path)
2323 {
2324         struct btrfs_super_block *disk_super;
2325         struct bdev_handle *bdev_handle;
2326         int ret;
2327
2328         if (!path || !path[0])
2329                 return -EINVAL;
2330         if (!strcmp(path, "missing")) {
2331                 args->missing = true;
2332                 return 0;
2333         }
2334
2335         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2336         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2337         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2338                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2339                 return -ENOMEM;
2340         }
2341
2342         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2343                                     &bdev_handle, &disk_super);
2344         if (ret) {
2345                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2346                 return ret;
2347         }
2348
2349         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2350         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2351         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2352                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2353         else
2354                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2355         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2356         bdev_release(bdev_handle);
2357         return 0;
2358 }
2359
2360 /*
2361  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2362  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2363  * that don't need to be freed.
2364  */
2365 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2366 {
2367         kfree(args->uuid);
2368         kfree(args->fsid);
2369         args->uuid = NULL;
2370         args->fsid = NULL;
2371 }
2372
2373 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2374                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2375                 const char *device_path)
2376 {
2377         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2378         struct btrfs_device *device;
2379         int ret;
2380
2381         if (devid) {
2382                 args.devid = devid;
2383                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2384                 if (!device)
2385                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2386                 return device;
2387         }
2388
2389         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2390         if (ret)
2391                 return ERR_PTR(ret);
2392         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2393         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2394         if (!device)
2395                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2396         return device;
2397 }
2398
2399 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2400 {
2401         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2402         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2403         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2404
2405         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2406         if (!fs_devices->seeding)
2407                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2408
2409         /*
2410          * Private copy of the seed devices, anchored at
2411          * fs_info->fs_devices->seed_list
2412          */
2413         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL);
2414         if (IS_ERR(seed_devices))
2415                 return seed_devices;
2416
2417         /*
2418          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2419          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2420          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2421          * multiple fs seed.
2422          */
2423         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2424         if (IS_ERR(old_devices)) {
2425                 kfree(seed_devices);
2426                 return old_devices;
2427         }
2428
2429         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2430
2431         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2432         seed_devices->opened = 1;
2433         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2434         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2435         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2436
2437         return seed_devices;
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2442  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2443  */
2444 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2445                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2446 {
2447         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2448         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2449         struct btrfs_device *device;
2450         u64 super_flags;
2451
2452         /*
2453          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2454          * could race, so uuid_mutex is needed.
2455          */
2456         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2457
2458         /*
2459          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2460          * device_list_mutex:
2461          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2462          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2463          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2464          *
2465          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2466          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2467          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2468          * - btrfs_get_dev_stats()
2469          */
2470         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2471
2472         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2473                               synchronize_rcu);
2474         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2475                 device->fs_devices = seed_devices;
2476
2477         fs_devices->seeding = false;
2478         fs_devices->num_devices = 0;
2479         fs_devices->open_devices = 0;
2480         fs_devices->missing_devices = 0;
2481         fs_devices->rotating = false;
2482         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2483
2484         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2485         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2486         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2487
2488         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2489                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2490         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2495  */
2496 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2497 {
2498         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2499         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2500         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2501         struct btrfs_path *path;
2502         struct extent_buffer *leaf;
2503         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2504         struct btrfs_device *device;
2505         struct btrfs_key key;
2506         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2507         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2508         int ret;
2509
2510         path = btrfs_alloc_path();
2511         if (!path)
2512                 return -ENOMEM;
2513
2514         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2515         key.offset = 0;
2516         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2517
2518         while (1) {
2519                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2520                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2521                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2522                 if (ret < 0)
2523                         goto error;
2524
2525                 leaf = path->nodes[0];
2526 next_slot:
2527                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2528                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2529                         if (ret > 0)
2530                                 break;
2531                         if (ret < 0)
2532                                 goto error;
2533                         leaf = path->nodes[0];
2534                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2535                         btrfs_release_path(path);
2536                         continue;
2537                 }
2538
2539                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2540                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2541                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2542                         break;
2543
2544                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2545                                           struct btrfs_dev_item);
2546                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2547                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2548                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2549                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2550                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2551                 args.uuid = dev_uuid;
2552                 args.fsid = fs_uuid;
2553                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2554                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2555
2556                 if (device->fs_devices->seeding) {
2557                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2558                                                     device->generation);
2559                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2560                 }
2561
2562                 path->slots[0]++;
2563                 goto next_slot;
2564         }
2565         ret = 0;
2566 error:
2567         btrfs_free_path(path);
2568         return ret;
2569 }
2570
2571 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2572 {
2573         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2574         struct btrfs_trans_handle *trans;
2575         struct btrfs_device *device;
2576         struct bdev_handle *bdev_handle;
2577         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2578         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2579         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2580         u64 orig_super_total_bytes;
2581         u64 orig_super_num_devices;
2582         int ret = 0;
2583         bool seeding_dev = false;
2584         bool locked = false;
2585
2586         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2587                 return -EROFS;
2588
2589         bdev_handle = bdev_open_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2590                                         fs_info->bdev_holder, NULL);
2591         if (IS_ERR(bdev_handle))
2592                 return PTR_ERR(bdev_handle);
2593
2594         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev_handle->bdev)) {
2595                 ret = -EINVAL;
2596                 goto error;
2597         }
2598
2599         if (fs_devices->seeding) {
2600                 seeding_dev = true;
2601                 down_write(&sb->s_umount);
2602                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2603                 locked = true;
2604         }
2605
2606         sync_blockdev(bdev_handle->bdev);
2607
2608         rcu_read_lock();
2609         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2610                 if (device->bdev == bdev_handle->bdev) {
2611                         ret = -EEXIST;
2612                         rcu_read_unlock();
2613                         goto error;
2614                 }
2615         }
2616         rcu_read_unlock();
2617
2618         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2619         if (IS_ERR(device)) {
2620                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2621                 ret = PTR_ERR(device);
2622                 goto error;
2623         }
2624
2625         device->fs_info = fs_info;
2626         device->bdev_handle = bdev_handle;
2627         device->bdev = bdev_handle->bdev;
2628         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2629         if (ret)
2630                 goto error_free_device;
2631
2632         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2633         if (ret)
2634                 goto error_free_device;
2635
2636         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2637         if (IS_ERR(trans)) {
2638                 ret = PTR_ERR(trans);
2639                 goto error_free_zone;
2640         }
2641
2642         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2643         device->generation = trans->transid;
2644         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2645         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2646         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2647         device->total_bytes =
2648                 round_down(bdev_nr_bytes(device->bdev), fs_info->sectorsize);
2649         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2650         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2651         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2652         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2653         device->dev_stats_valid = 1;
2654         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2655
2656         if (seeding_dev) {
2657                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2658
2659                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2660                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2661                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2662                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2663                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2664                         goto error_trans;
2665                 }
2666         }
2667
2668         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2669         if (seeding_dev) {
2670                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2671                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2672                                                 device);
2673         }
2674
2675         device->fs_devices = fs_devices;
2676
2677         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2678         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2679         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2680         fs_devices->num_devices++;
2681         fs_devices->open_devices++;
2682         fs_devices->rw_devices++;
2683         fs_devices->total_devices++;
2684         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2685
2686         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2687
2688         if (!bdev_nonrot(device->bdev))
2689                 fs_devices->rotating = true;
2690
2691         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2692         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2693                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2694                            fs_info->sectorsize));
2695
2696         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2697         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2698                                     orig_super_num_devices + 1);
2699
2700         /*
2701          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2702          * infos
2703          */
2704         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2705
2706         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2707
2708         /* Add sysfs device entry */
2709         btrfs_sysfs_add_device(device);
2710
2711         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2712
2713         if (seeding_dev) {
2714                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2715                 ret = init_first_rw_device(trans);
2716                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2717                 if (ret) {
2718                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2719                         goto error_sysfs;
2720                 }
2721         }
2722
2723         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2724         if (ret) {
2725                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2726                 goto error_sysfs;
2727         }
2728
2729         if (seeding_dev) {
2730                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2731                 if (ret) {
2732                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2733                         goto error_sysfs;
2734                 }
2735
2736                 /*
2737                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2738                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2739                  */
2740                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2741         }
2742
2743         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2744
2745         if (seeding_dev) {
2746                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2747                 up_write(&sb->s_umount);
2748                 locked = false;
2749
2750                 if (ret) /* transaction commit */
2751                         return ret;
2752
2753                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2754                 if (ret < 0)
2755                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2756                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2757                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2758                 if (IS_ERR(trans)) {
2759                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2760                                 return 0;
2761                         ret = PTR_ERR(trans);
2762                         trans = NULL;
2763                         goto error_sysfs;
2764                 }
2765                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2766         }
2767
2768         /*
2769          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2770          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2771          * device.
2772          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2773          * only succeeds if the device was an alien.
2774          */
2775         btrfs_forget_devices(device->devt);
2776
2777         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2778         update_dev_time(device_path);
2779
2780         return ret;
2781
2782 error_sysfs:
2783         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2784         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2785         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2786         list_del_rcu(&device->dev_list);
2787         list_del(&device->dev_alloc_list);
2788         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2789         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2790         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2791         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2792         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2793         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2794         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2795                                     orig_super_total_bytes);
2796         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2797                                     orig_super_num_devices);
2798         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2799         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2800 error_trans:
2801         if (seeding_dev)
2802                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2803         if (trans)
2804                 btrfs_end_transaction(trans);
2805 error_free_zone:
2806         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2807 error_free_device:
2808         btrfs_free_device(device);
2809 error:
2810         bdev_release(bdev_handle);
2811         if (locked) {
2812                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2813                 up_write(&sb->s_umount);
2814         }
2815         return ret;
2816 }
2817
2818 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2819                                         struct btrfs_device *device)
2820 {
2821         int ret;
2822         struct btrfs_path *path;
2823         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2824         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2825         struct extent_buffer *leaf;
2826         struct btrfs_key key;
2827
2828         path = btrfs_alloc_path();
2829         if (!path)
2830                 return -ENOMEM;
2831
2832         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2833         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2834         key.offset = device->devid;
2835
2836         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2837         if (ret < 0)
2838                 goto out;
2839
2840         if (ret > 0) {
2841                 ret = -ENOENT;
2842                 goto out;
2843         }
2844
2845         leaf = path->nodes[0];
2846         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2847
2848         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2849         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2850         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2851         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2852         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2853         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2854                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2855         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2856                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2857         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2858
2859 out:
2860         btrfs_free_path(path);
2861         return ret;
2862 }
2863
2864 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2865                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2866 {
2867         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2868         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2869         u64 old_total;
2870         u64 diff;
2871         int ret;
2872
2873         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2874                 return -EACCES;
2875
2876         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2877
2878         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2879         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2880         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2881
2882         if (new_size <= device->total_bytes ||
2883             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2884                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2885                 return -EINVAL;
2886         }
2887
2888         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2889                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2890         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2891         atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
2892
2893         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2894         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2895         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2896         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2897                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2898                               &trans->transaction->dev_update_list);
2899         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2900
2901         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2902         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2903         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2904
2905         return ret;
2906 }
2907
2908 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2909 {
2910         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2911         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2912         int ret;
2913         struct btrfs_path *path;
2914         struct btrfs_key key;
2915
2916         path = btrfs_alloc_path();
2917         if (!path)
2918                 return -ENOMEM;
2919
2920         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2921         key.offset = chunk_offset;
2922         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2923
2924         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2925         if (ret < 0)
2926                 goto out;
2927         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2928                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2929                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2930                 ret = -ENOENT;
2931                 goto out;
2932         }
2933
2934         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2935         if (ret < 0)
2936                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2937                                       "Failed to delete chunk item.");
2938 out:
2939         btrfs_free_path(path);
2940         return ret;
2941 }
2942
2943 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2944 {
2945         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2946         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2947         struct btrfs_chunk *chunk;
2948         u8 *ptr;
2949         int ret = 0;
2950         u32 num_stripes;
2951         u32 array_size;
2952         u32 len = 0;
2953         u32 cur;
2954         struct btrfs_key key;
2955
2956         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2957         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2958
2959         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
2960         cur = 0;
2961
2962         while (cur < array_size) {
2963                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
2964                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
2965
2966                 len = sizeof(*disk_key);
2967
2968                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
2969                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
2970                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
2971                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
2972                 } else {
2973                         ret = -EIO;
2974                         break;
2975                 }
2976                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
2977                     key.offset == chunk_offset) {
2978                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
2979                         array_size -= len;
2980                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
2981                 } else {
2982                         ptr += len;
2983                         cur += len;
2984                 }
2985         }
2986         return ret;
2987 }
2988
2989 /*
2990  * Find the mapping containing the given logical extent.
2991  *
2992  * @logical: Logical block offset in bytes.
2993  * @length: Length of extent in bytes.
2994  *
2995  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
2996  */
2997 struct extent_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2998                                        u64 logical, u64 length)
2999 {
3000         struct extent_map_tree *em_tree;
3001         struct extent_map *em;
3002
3003         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
3004         read_lock(&em_tree->lock);
3005         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
3006         read_unlock(&em_tree->lock);
3007
3008         if (!em) {
3009                 btrfs_crit(fs_info,
3010                            "unable to find chunk map for logical %llu length %llu",
3011                            logical, length);
3012                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3013         }
3014
3015         if (em->start > logical || em->start + em->len <= logical) {
3016                 btrfs_crit(fs_info,
3017                            "found a bad chunk map, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3018                            logical, logical + length, em->start, em->start + em->len);
3019                 free_extent_map(em);
3020                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3021         }
3022
3023         /* callers are responsible for dropping em's ref. */
3024         return em;
3025 }
3026
3027 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3028                              struct map_lookup *map, u64 chunk_offset)
3029 {
3030         int i;
3031
3032         /*
3033          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3034          * requires holding the chunk_mutex.
3035          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3036          */
3037         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3038
3039         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3040                 int ret;
3041
3042                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3043                 if (ret)
3044                         return ret;
3045         }
3046
3047         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3048 }
3049
3050 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3051 {
3052         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3053         struct extent_map *em;
3054         struct map_lookup *map;
3055         u64 dev_extent_len = 0;
3056         int i, ret = 0;
3057         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3058
3059         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3060         if (IS_ERR(em)) {
3061                 /*
3062                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3063                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3064                  * do anything we still error out.
3065                  */
3066                 ASSERT(0);
3067                 return PTR_ERR(em);
3068         }
3069         map = em->map_lookup;
3070
3071         /*
3072          * First delete the device extent items from the devices btree.
3073          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3074          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3075          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3076          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3077          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3078          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3079          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3080          */
3081         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3082         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3083                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3084                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3085                                             map->stripes[i].physical,
3086                                             &dev_extent_len);
3087                 if (ret) {
3088                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3089                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3090                         goto out;
3091                 }
3092
3093                 if (device->bytes_used > 0) {
3094                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3095                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3096                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3097                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3098                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3099                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3100                 }
3101         }
3102         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3103
3104         /*
3105          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3106          *
3107          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3108          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3109          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3110          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3111          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3112          *
3113          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3114          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3115          *    because the device object's id can change at any time during that
3116          *    final phase of the device replace operation
3117          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3118          *    replaced device and then see it with an ID of
3119          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3120          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3121          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3122          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3123          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3124          */
3125         trans->removing_chunk = true;
3126         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3127
3128         check_system_chunk(trans, map->type);
3129
3130         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3131         /*
3132          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3133          * through the call to check_system_chunk().
3134          *
3135          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3136          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3137          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3138          * block group with the right profile, or right after we called
3139          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3140          * with enough free space into RO mode.
3141          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3142          *
3143          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3144          */
3145         if (ret == -ENOSPC) {
3146                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3147                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3148
3149                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3150                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3151                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3152                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3153                         goto out;
3154                 }
3155
3156                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3157                 if (ret) {
3158                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3159                         goto out;
3160                 }
3161
3162                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3163                 if (ret) {
3164                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3165                         goto out;
3166                 }
3167         } else if (ret) {
3168                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3169                 goto out;
3170         }
3171
3172         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, em->len);
3173
3174         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3175                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3176                 if (ret) {
3177                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3178                         goto out;
3179                 }
3180         }
3181
3182         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3183         trans->removing_chunk = false;
3184
3185         /*
3186          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3187          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3188          */
3189         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3190
3191         ret = btrfs_remove_block_group(trans, chunk_offset, em);
3192         if (ret) {
3193                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3194                 goto out;
3195         }
3196
3197 out:
3198         if (trans->removing_chunk) {
3199                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3200                 trans->removing_chunk = false;
3201         }
3202         /* once for us */
3203         free_extent_map(em);
3204         return ret;
3205 }
3206
3207 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3208 {
3209         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3210         struct btrfs_trans_handle *trans;
3211         struct btrfs_block_group *block_group;
3212         u64 length;
3213         int ret;
3214
3215         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3216                 btrfs_err(fs_info,
3217                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3218                 return -EINVAL;
3219         }
3220
3221         /*
3222          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3223          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3224          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3225          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3226          *
3227          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3228          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3229          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3230          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3231          * the current task acquires this mutex and calls us.
3232          */
3233         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3234
3235         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3236         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3237         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3238         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3239         if (ret) {
3240                 /*
3241                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3242                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3243                  */
3244                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3245                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3246                 return ret;
3247         }
3248
3249         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3250         if (!block_group)
3251                 return -ENOENT;
3252         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3253         length = block_group->length;
3254         btrfs_put_block_group(block_group);
3255
3256         /*
3257          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3258          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3259          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3260          * filesystem's point of view.
3261          */
3262         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3263                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3264                 if (ret)
3265                         btrfs_info(fs_info,
3266                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3267                                 chunk_offset);
3268         }
3269
3270         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3271                                                      chunk_offset);
3272         if (IS_ERR(trans)) {
3273                 ret = PTR_ERR(trans);
3274                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3275                 return ret;
3276         }
3277
3278         /*
3279          * step two, delete the device extents and the
3280          * chunk tree entries
3281          */
3282         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3283         btrfs_end_transaction(trans);
3284         return ret;
3285 }
3286
3287 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3288 {
3289         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3290         struct btrfs_path *path;
3291         struct extent_buffer *leaf;
3292         struct btrfs_chunk *chunk;
3293         struct btrfs_key key;
3294         struct btrfs_key found_key;
3295         u64 chunk_type;
3296         bool retried = false;
3297         int failed = 0;
3298         int ret;
3299
3300         path = btrfs_alloc_path();
3301         if (!path)
3302                 return -ENOMEM;
3303
3304 again:
3305         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3306         key.offset = (u64)-1;
3307         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3308
3309         while (1) {
3310                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3311                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3312                 if (ret < 0) {
3313                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3314                         goto error;
3315                 }
3316                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3317
3318                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3319                                           key.type);
3320                 if (ret)
3321                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3322                 if (ret < 0)
3323                         goto error;
3324                 if (ret > 0)
3325                         break;
3326
3327                 leaf = path->nodes[0];
3328                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3329
3330                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3331                                        struct btrfs_chunk);
3332                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3333                 btrfs_release_path(path);
3334
3335                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3336                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3337                         if (ret == -ENOSPC)
3338                                 failed++;
3339                         else
3340                                 BUG_ON(ret);
3341                 }
3342                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3343
3344                 if (found_key.offset == 0)
3345                         break;
3346                 key.offset = found_key.offset - 1;
3347         }
3348         ret = 0;
3349         if (failed && !retried) {
3350                 failed = 0;
3351                 retried = true;
3352                 goto again;
3353         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3354                 ret = -ENOSPC;
3355         }
3356 error:
3357         btrfs_free_path(path);
3358         return ret;
3359 }
3360
3361 /*
3362  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3363  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3364  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3365  */
3366 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3367                                       u64 chunk_offset)
3368 {
3369         struct btrfs_block_group *cache;
3370         u64 bytes_used;
3371         u64 chunk_type;
3372
3373         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3374         ASSERT(cache);
3375         chunk_type = cache->flags;
3376         btrfs_put_block_group(cache);
3377
3378         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3379                 return 0;
3380
3381         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3382         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3383         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3384
3385         if (!bytes_used) {
3386                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3387                 int ret;
3388
3389                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3390                 if (IS_ERR(trans))
3391                         return PTR_ERR(trans);
3392
3393                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3394                 btrfs_end_transaction(trans);
3395                 if (ret < 0)
3396                         return ret;
3397                 return 1;
3398         }
3399
3400         return 0;
3401 }
3402
3403 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3404                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3405 {
3406         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3407         struct btrfs_trans_handle *trans;
3408         struct btrfs_balance_item *item;
3409         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3410         struct btrfs_path *path;
3411         struct extent_buffer *leaf;
3412         struct btrfs_key key;
3413         int ret, err;
3414
3415         path = btrfs_alloc_path();
3416         if (!path)
3417                 return -ENOMEM;
3418
3419         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3420         if (IS_ERR(trans)) {
3421                 btrfs_free_path(path);
3422                 return PTR_ERR(trans);
3423         }
3424
3425         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3426         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3427         key.offset = 0;
3428
3429         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3430                                       sizeof(*item));
3431         if (ret)
3432                 goto out;
3433
3434         leaf = path->nodes[0];
3435         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3436
3437         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3438
3439         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3440         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3441         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3442         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3443         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3444         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3445
3446         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3447
3448         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3449 out:
3450         btrfs_free_path(path);
3451         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3452         if (err && !ret)
3453                 ret = err;
3454         return ret;
3455 }
3456
3457 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3458 {
3459         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3460         struct btrfs_trans_handle *trans;
3461         struct btrfs_path *path;
3462         struct btrfs_key key;
3463         int ret, err;
3464
3465         path = btrfs_alloc_path();
3466         if (!path)
3467                 return -ENOMEM;
3468
3469         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3470         if (IS_ERR(trans)) {
3471                 btrfs_free_path(path);
3472                 return PTR_ERR(trans);
3473         }
3474
3475         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3476         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3477         key.offset = 0;
3478
3479         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3480         if (ret < 0)
3481                 goto out;
3482         if (ret > 0) {
3483                 ret = -ENOENT;
3484                 goto out;
3485         }
3486
3487         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3488 out:
3489         btrfs_free_path(path);
3490         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3491         if (err && !ret)
3492                 ret = err;
3493         return ret;
3494 }
3495
3496 /*
3497  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3498  * resume after balance was interrupted.
3499  */
3500 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3501 {
3502         /*
3503          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3504          */
3505         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3506                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3507         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3508                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3509         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3510                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3511
3512         /*
3513          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3514          * that chunks that we have already balanced should be
3515          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3516          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3517          * (albeit full) chunks.
3518          */
3519         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3520             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3521             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3522                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3523                 bctl->data.usage = 90;
3524         }
3525         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3526             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3527             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3528                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3529                 bctl->sys.usage = 90;
3530         }
3531         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3532             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3533             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3534                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3535                 bctl->meta.usage = 90;
3536         }
3537 }
3538
3539 /*
3540  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3541  */
3542 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3543 {
3544         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3545         int ret;
3546
3547         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3548
3549         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3550         fs_info->balance_ctl = NULL;
3551         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3552
3553         kfree(bctl);
3554         ret = del_balance_item(fs_info);
3555         if (ret)
3556                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3557 }
3558
3559 /*
3560  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3561  * (should not be balanced).
3562  */
3563 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3564                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3565 {
3566         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3567                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3568
3569         if (bargs->profiles & chunk_type)
3570                 return 0;
3571
3572         return 1;
3573 }
3574
3575 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3576                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3577 {
3578         struct btrfs_block_group *cache;
3579         u64 chunk_used;
3580         u64 user_thresh_min;
3581         u64 user_thresh_max;
3582         int ret = 1;
3583
3584         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3585         chunk_used = cache->used;
3586
3587         if (bargs->usage_min == 0)
3588                 user_thresh_min = 0;
3589         else
3590                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3591
3592         if (bargs->usage_max == 0)
3593                 user_thresh_max = 1;
3594         else if (bargs->usage_max > 100)
3595                 user_thresh_max = cache->length;
3596         else
3597                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3598
3599         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3600                 ret = 0;
3601
3602         btrfs_put_block_group(cache);
3603         return ret;
3604 }
3605
3606 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3607                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3608 {
3609         struct btrfs_block_group *cache;
3610         u64 chunk_used, user_thresh;
3611         int ret = 1;
3612
3613         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3614         chunk_used = cache->used;
3615
3616         if (bargs->usage_min == 0)
3617                 user_thresh = 1;
3618         else if (bargs->usage > 100)
3619                 user_thresh = cache->length;
3620         else
3621                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3622
3623         if (chunk_used < user_thresh)
3624                 ret = 0;
3625
3626         btrfs_put_block_group(cache);
3627         return ret;
3628 }
3629
3630 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3631                               struct btrfs_chunk *chunk,
3632                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3633 {
3634         struct btrfs_stripe *stripe;
3635         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3636         int i;
3637
3638         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3639                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3640                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3641                         return 0;
3642         }
3643
3644         return 1;
3645 }
3646
3647 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3648 {
3649         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3650         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3651         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3652
3653         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3654 }
3655
3656 /* [pstart, pend) */
3657 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3658                                struct btrfs_chunk *chunk,
3659                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3660 {
3661         struct btrfs_stripe *stripe;
3662         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3663         u64 stripe_offset;
3664         u64 stripe_length;
3665         u64 type;
3666         int factor;
3667         int i;
3668
3669         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3670                 return 0;
3671
3672         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3673         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3674
3675         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3676                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3677                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3678                         continue;
3679
3680                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3681                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3682                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3683
3684                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3685                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3686                         return 0;
3687         }
3688
3689         return 1;
3690 }
3691
3692 /* [vstart, vend) */
3693 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3694                                struct btrfs_chunk *chunk,
3695                                u64 chunk_offset,
3696                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3697 {
3698         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3699             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3700                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3701                 return 0;
3702
3703         return 1;
3704 }
3705
3706 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3707                                struct btrfs_chunk *chunk,
3708                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3709 {
3710         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3711
3712         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3713                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3714                 return 0;
3715
3716         return 1;
3717 }
3718
3719 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3720                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3721 {
3722         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3723                 return 0;
3724
3725         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3726                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3727
3728         if (bargs->target == chunk_type)
3729                 return 1;
3730
3731         return 0;
3732 }
3733
3734 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3735                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3736 {
3737         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3738         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3739         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3740         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3741
3742         /* type filter */
3743         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3744               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3745                 return 0;
3746         }
3747
3748         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3749                 bargs = &bctl->data;
3750         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3751                 bargs = &bctl->sys;
3752         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3753                 bargs = &bctl->meta;
3754
3755         /* profiles filter */
3756         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3757             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3758                 return 0;
3759         }
3760
3761         /* usage filter */
3762         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3763             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3764                 return 0;
3765         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3766             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3767                 return 0;
3768         }
3769
3770         /* devid filter */
3771         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3772             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3773                 return 0;
3774         }
3775
3776         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3777         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3778             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3779                 return 0;
3780         }
3781
3782         /* vrange filter */
3783         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3784             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3785                 return 0;
3786         }
3787
3788         /* stripes filter */
3789         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3790             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3791                 return 0;
3792         }
3793
3794         /* soft profile changing mode */
3795         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3796             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3797                 return 0;
3798         }
3799
3800         /*
3801          * limited by count, must be the last filter
3802          */
3803         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3804                 if (bargs->limit == 0)
3805                         return 0;
3806                 else
3807                         bargs->limit--;
3808         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3809                 /*
3810                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3811                  * determined here because we do not have the global information
3812                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3813                  */
3814                 if (bargs->limit_max == 0)
3815                         return 0;
3816                 else
3817                         bargs->limit_max--;
3818         }
3819
3820         return 1;
3821 }
3822
3823 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3824 {
3825         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3826         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3827         u64 chunk_type;
3828         struct btrfs_chunk *chunk;
3829         struct btrfs_path *path = NULL;
3830         struct btrfs_key key;
3831         struct btrfs_key found_key;
3832         struct extent_buffer *leaf;
3833         int slot;
3834         int ret;
3835         int enospc_errors = 0;
3836         bool counting = true;
3837         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3838         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3839         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3840         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3841         u32 count_data = 0;
3842         u32 count_meta = 0;
3843         u32 count_sys = 0;
3844         int chunk_reserved = 0;
3845
3846         path = btrfs_alloc_path();
3847         if (!path) {
3848                 ret = -ENOMEM;
3849                 goto error;
3850         }
3851
3852         /* zero out stat counters */
3853         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3854         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3855         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3856 again:
3857         if (!counting) {
3858                 /*
3859                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3860                  * in the
3861                  */
3862                 bctl->data.limit = limit_data;
3863                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3864                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3865         }
3866         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3867         key.offset = (u64)-1;
3868         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3869
3870         while (1) {
3871                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3872                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3873                         ret = -ECANCELED;
3874                         goto error;
3875                 }
3876
3877                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3878                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3879                 if (ret < 0) {
3880                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3881                         goto error;
3882                 }
3883
3884                 /*
3885                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3886                  * failed
3887                  */
3888                 if (ret == 0)
3889                         BUG(); /* FIXME break ? */
3890
3891                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3892                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3893                 if (ret) {
3894                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3895                         ret = 0;
3896                         break;
3897                 }
3898
3899                 leaf = path->nodes[0];
3900                 slot = path->slots[0];
3901                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3902
3903                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3904                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3905                         break;
3906                 }
3907
3908                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3909                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3910
3911                 if (!counting) {
3912                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3913                         bctl->stat.considered++;
3914                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3915                 }
3916
3917                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3918
3919                 btrfs_release_path(path);
3920                 if (!ret) {
3921                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3922                         goto loop;
3923                 }
3924
3925                 if (counting) {
3926                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3927                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3928                         bctl->stat.expected++;
3929                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3930
3931                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3932                                 count_data++;
3933                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3934                                 count_sys++;
3935                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3936                                 count_meta++;
3937
3938                         goto loop;
3939                 }
3940
3941                 /*
3942                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
3943                  * filter is used, limit_min is 0 by default
3944                  */
3945                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
3946                                         count_data < bctl->data.limit_min)
3947                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
3948                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
3949                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
3950                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
3951                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3952                         goto loop;
3953                 }
3954
3955                 if (!chunk_reserved) {
3956                         /*
3957                          * We may be relocating the only data chunk we have,
3958                          * which could potentially end up with losing data's
3959                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
3960                          * advance.
3961                          */
3962                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
3963                                                          found_key.offset);
3964                         if (ret < 0) {
3965                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3966                                 goto error;
3967                         } else if (ret == 1) {
3968                                 chunk_reserved = 1;
3969                         }
3970                 }
3971
3972                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3973                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3974                 if (ret == -ENOSPC) {
3975                         enospc_errors++;
3976                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
3977                         btrfs_info(fs_info,
3978            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
3979                                    found_key.offset);
3980                         ret = 0;
3981                 } else if (ret) {
3982                         goto error;
3983                 } else {
3984                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3985                         bctl->stat.completed++;
3986                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3987                 }
3988 loop:
3989                 if (found_key.offset == 0)
3990                         break;
3991                 key.offset = found_key.offset - 1;
3992         }
3993
3994         if (counting) {
3995                 btrfs_release_path(path);
3996                 counting = false;
3997                 goto again;
3998         }
3999 error:
4000         btrfs_free_path(path);
4001         if (enospc_errors) {
4002                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4003                            enospc_errors);
4004                 if (!ret)
4005                         ret = -ENOSPC;
4006         }
4007
4008         return ret;
4009 }
4010
4011 /*
4012  * See if a given profile is valid and reduced.
4013  *
4014  * @flags:     profile to validate
4015  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4016  */
4017 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4018 {
4019         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4020                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4021
4022         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4023
4024         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4025         if (flags & ~mask)
4026                 return 0;
4027
4028         /* 2) see if profile is reduced */
4029         if (flags == 0)
4030                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4031
4032         return has_single_bit_set(flags);
4033 }
4034
4035 /*
4036  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4037  * Otherwise print the error message and return false.
4038  */
4039 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4040                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4041                 u64 allowed, const char *type)
4042 {
4043         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4044                 return true;
4045
4046         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4047         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4048             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4049                 return true;
4050
4051         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4052                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4053         return false;
4054 }
4055
4056 /*
4057  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4058  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4059  * does not fit into the provided buffer.
4060  */
4061 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4062                                  u32 size_buf)
4063 {
4064         int ret;
4065         u32 size_bp = size_buf;
4066         char *bp = buf;
4067         u64 flags = bargs->flags;
4068         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4069
4070         if (!flags)
4071                 return;
4072
4073 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4074         do {                                                            \
4075                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4076                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4077                         goto out_overflow;                              \
4078                 size_bp -= ret;                                         \
4079                 bp += ret;                                              \
4080         } while (0)
4081
4082 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4083         do {                                                            \
4084                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4085                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4086                         goto out_overflow;                              \
4087                 size_bp -= ret;                                         \
4088                 bp += ret;                                              \
4089         } while (0)
4090
4091 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4092         do {                                                            \
4093                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4094                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4095                         goto out_overflow;                              \
4096                 size_bp -= ret;                                         \
4097                 bp += ret;                                              \
4098         } while (0)
4099
4100         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4101                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4102                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4103
4104         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4105                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4106
4107         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4108                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4109                                             sizeof(tmp_buf));
4110                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4111         }
4112
4113         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4114                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4115
4116         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4117                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4118                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4119
4120         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4121                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4122
4123         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4124                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4125                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4126
4127         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4128                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4129                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4130
4131         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4132                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4133
4134         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4135                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4136                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4137
4138         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4139                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4140                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4141
4142 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4143 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4144 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4145
4146 out_overflow:
4147
4148         if (size_bp < size_buf)
4149                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4150         else
4151                 buf[0] = '\0';
4152 }
4153
4154 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4155 {
4156         u32 size_buf = 1024;
4157         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4158         char *buf;
4159         char *bp;
4160         u32 size_bp = size_buf;
4161         int ret;
4162         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4163
4164         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4165         if (!buf)
4166                 return;
4167
4168         bp = buf;
4169
4170 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4171         do {                                                            \
4172                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4173                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4174                         goto out_overflow;                              \
4175                 size_bp -= ret;                                         \
4176                 bp += ret;                                              \
4177         } while (0)
4178
4179         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4180                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4181
4182         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4183                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4184                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4185         }
4186
4187         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4188                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4189                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4190         }
4191
4192         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4193                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4194                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4195         }
4196
4197 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4198
4199 out_overflow:
4200
4201         if (size_bp < size_buf)
4202                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4203         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4204                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4205                    "resume" : "start", buf);
4206
4207         kfree(buf);
4208 }
4209
4210 /*
4211  * Should be called with balance mutexe held
4212  */
4213 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4214                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4215                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4216 {
4217         u64 meta_target, data_target;
4218         u64 allowed;
4219         int mixed = 0;
4220         int ret;
4221         u64 num_devices;
4222         unsigned seq;
4223         bool reducing_redundancy;
4224         bool paused = false;
4225         int i;
4226
4227         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4228             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4229             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4230                 ret = -EINVAL;
4231                 goto out;
4232         }
4233
4234         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4235         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4236                 mixed = 1;
4237
4238         /*
4239          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4240          * and identical options should be given for both of them.
4241          */
4242         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4243         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4244                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4245                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4246                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4247                         btrfs_err(fs_info,
4248           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4249                         ret = -EINVAL;
4250                         goto out;
4251                 }
4252         }
4253
4254         /*
4255          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4256          * are exclusive
4257          */
4258         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4259
4260         /*
4261          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4262          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4263          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4264          */
4265         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4266         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4267                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4268                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4269
4270         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4271             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4272             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4273                 ret = -EINVAL;
4274                 goto out;
4275         }
4276
4277         /*
4278          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4279          * profiles with redundancy (copies, parity)
4280          */
4281         allowed = 0;
4282         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4283                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4284                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4285                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4286         }
4287         do {
4288                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4289
4290                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4291                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4292                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4293                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4294                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4295                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4296                         reducing_redundancy = true;
4297                 else
4298                         reducing_redundancy = false;
4299
4300                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4301                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4302                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4303                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4304                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4305         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4306
4307         if (reducing_redundancy) {
4308                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4309                         btrfs_info(fs_info,
4310                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4311                 } else {
4312                         btrfs_err(fs_info,
4313         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4314                         ret = -EINVAL;
4315                         goto out;
4316                 }
4317         }
4318
4319         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4320                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4321                 btrfs_warn(fs_info,
4322         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4323                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4324                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4325         }
4326
4327         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4328         if (ret && ret != -EEXIST)
4329                 goto out;
4330
4331         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4332                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4333                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4334                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4335                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4336                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4337         } else {
4338                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4339                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4340                 update_balance_args(bctl);
4341                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4342         }
4343
4344         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4345         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4346         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4347         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4348
4349         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4350
4351         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4352         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4353                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4354                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4355                 paused = true;
4356         }
4357         /*
4358          * Balance can be canceled by:
4359          *
4360          * - Regular cancel request
4361          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4362          *
4363          * - Fatal signal to "btrfs" process
4364          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4365          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4366          *   got -ECANCELED.
4367          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4368          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4369          *
4370          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4371          */
4372         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4373                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4374         else
4375                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4376
4377         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4378
4379         if (bargs) {
4380                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4381                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4382         }
4383
4384         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4385         if (!paused) {
4386                 reset_balance_state(fs_info);
4387                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4388         }
4389
4390         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4391
4392         return ret;
4393 out:
4394         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4395                 reset_balance_state(fs_info);
4396         else
4397                 kfree(bctl);
4398         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4399
4400         return ret;
4401 }
4402
4403 static int balance_kthread(void *data)
4404 {
4405         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4406         int ret = 0;
4407
4408         sb_start_write(fs_info->sb);
4409         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4410         if (fs_info->balance_ctl)
4411                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4412         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4413         sb_end_write(fs_info->sb);
4414
4415         return ret;
4416 }
4417
4418 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4419 {
4420         struct task_struct *tsk;
4421
4422         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4423         if (!fs_info->balance_ctl) {
4424                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4425                 return 0;
4426         }
4427         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4428
4429         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4430                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4431                 return 0;
4432         }
4433
4434         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4435         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4436         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4437         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4438         /*
4439          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4440          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4441          * the resume flag.
4442          */
4443         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4444         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4445         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4446
4447         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4448         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4449 }
4450
4451 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4452 {
4453         struct btrfs_balance_control *bctl;
4454         struct btrfs_balance_item *item;
4455         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4456         struct btrfs_path *path;
4457         struct extent_buffer *leaf;
4458         struct btrfs_key key;
4459         int ret;
4460
4461         path = btrfs_alloc_path();
4462         if (!path)
4463                 return -ENOMEM;
4464
4465         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4466         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4467         key.offset = 0;
4468
4469         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4470         if (ret < 0)
4471                 goto out;
4472         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4473                 ret = 0;
4474                 goto out;
4475         }
4476
4477         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4478         if (!bctl) {
4479                 ret = -ENOMEM;
4480                 goto out;
4481         }
4482
4483         leaf = path->nodes[0];
4484         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4485
4486         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4487         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4488
4489         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4490         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4491         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4492         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4493         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4494         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4495
4496         /*
4497          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4498          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4499          *
4500          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4501          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4502          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4503          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4504          * set up.
4505          */
4506         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4507                 btrfs_warn(fs_info,
4508         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4509
4510         btrfs_release_path(path);
4511
4512         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4513         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4514         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4515         fs_info->balance_ctl = bctl;
4516         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4517         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4518 out:
4519         btrfs_free_path(path);
4520         return ret;
4521 }
4522
4523 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4524 {
4525         int ret = 0;
4526
4527         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4528         if (!fs_info->balance_ctl) {
4529                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4530                 return -ENOTCONN;
4531         }
4532
4533         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4534                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4535                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4536
4537                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4538                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4539
4540                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4541                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4542                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4543                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4544         } else {
4545                 ret = -ENOTCONN;
4546         }
4547
4548         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4549         return ret;
4550 }
4551
4552 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4553 {
4554         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4555         if (!fs_info->balance_ctl) {
4556                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4557                 return -ENOTCONN;
4558         }
4559
4560         /*
4561          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4562          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4563          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4564          */
4565         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4566                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4567                 return -EROFS;
4568         }
4569
4570         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4571         /*
4572          * if we are running just wait and return, balance item is
4573          * deleted in btrfs_balance in this case
4574          */
4575         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4576                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4577                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4578                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4579                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4580         } else {
4581                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4582                 /*
4583                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4584                  * reexamine the status again.
4585                  */
4586                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4587
4588                 if (fs_info->balance_ctl) {
4589                         reset_balance_state(fs_info);
4590                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4591                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4592                 }
4593         }
4594
4595         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4596         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4597         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4598         return 0;
4599 }
4600
4601 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4602 {
4603         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4604         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4605         struct btrfs_key key;
4606         struct btrfs_path *path = NULL;
4607         int ret = 0;
4608         struct extent_buffer *eb;
4609         int slot;
4610         struct btrfs_root_item root_item;
4611         u32 item_size;
4612         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4613         bool closing = false;
4614
4615         path = btrfs_alloc_path();
4616         if (!path) {
4617                 ret = -ENOMEM;
4618                 goto out;
4619         }
4620
4621         key.objectid = 0;
4622         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4623         key.offset = 0;
4624
4625         while (1) {
4626                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4627                         closing = true;
4628                         break;
4629                 }
4630                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4631                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4632                 if (ret) {
4633                         if (ret > 0)
4634                                 ret = 0;
4635                         break;
4636                 }
4637
4638                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4639                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4640                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4641                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4642                         goto skip;
4643
4644                 eb = path->nodes[0];
4645                 slot = path->slots[0];
4646                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4647                 if (item_size < sizeof(root_item))
4648                         goto skip;
4649
4650                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4651                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4652                                    (int)sizeof(root_item));
4653                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4654                         goto skip;
4655
4656                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4657                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4658                         if (trans)
4659                                 goto update_tree;
4660
4661                         btrfs_release_path(path);
4662                         /*
4663                          * 1 - subvol uuid item
4664                          * 1 - received_subvol uuid item
4665                          */
4666                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4667                         if (IS_ERR(trans)) {
4668                                 ret = PTR_ERR(trans);
4669                                 break;
4670                         }
4671                         continue;
4672                 } else {
4673                         goto skip;
4674                 }
4675 update_tree:
4676                 btrfs_release_path(path);
4677                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4678                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4679                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4680                                                   key.objectid);
4681                         if (ret < 0) {
4682                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4683                                         ret);
4684                                 break;
4685                         }
4686                 }
4687
4688                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4689                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4690                                                   root_item.received_uuid,
4691                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4692                                                   key.objectid);
4693                         if (ret < 0) {
4694                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4695                                         ret);
4696                                 break;
4697                         }
4698                 }
4699
4700 skip:
4701                 btrfs_release_path(path);
4702                 if (trans) {
4703                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4704                         trans = NULL;
4705                         if (ret)
4706                                 break;
4707                 }
4708
4709                 if (key.offset < (u64)-1) {
4710                         key.offset++;
4711                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4712                         key.offset = 0;
4713                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4714                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4715                         key.offset = 0;
4716                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4717                         key.objectid++;
4718                 } else {
4719                         break;
4720                 }
4721                 cond_resched();
4722         }
4723
4724 out:
4725         btrfs_free_path(path);
4726         if (trans && !IS_ERR(trans))
4727                 btrfs_end_transaction(trans);
4728         if (ret)
4729                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4730         else if (!closing)
4731                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4732         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4733         return 0;
4734 }
4735
4736 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4737 {
4738         struct btrfs_trans_handle *trans;
4739         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4740         struct btrfs_root *uuid_root;
4741         struct task_struct *task;
4742         int ret;
4743
4744         /*
4745          * 1 - root node
4746          * 1 - root item
4747          */
4748         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4749         if (IS_ERR(trans))
4750                 return PTR_ERR(trans);
4751
4752         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4753         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4754                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4755                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4756                 btrfs_end_transaction(trans);
4757                 return ret;
4758         }
4759
4760         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4761
4762         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4763         if (ret)
4764                 return ret;
4765
4766         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4767         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4768         if (IS_ERR(task)) {
4769                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4770                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4771                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4772                 return PTR_ERR(task);
4773         }
4774
4775         return 0;
4776 }
4777
4778 /*
4779  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4780  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4781  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4782  */
4783 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4784 {
4785         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4786         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4787         struct btrfs_trans_handle *trans;
4788         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4789         struct btrfs_path *path;
4790         u64 length;
4791         u64 chunk_offset;
4792         int ret;
4793         int slot;
4794         int failed = 0;
4795         bool retried = false;
4796         struct extent_buffer *l;
4797         struct btrfs_key key;
4798         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4799         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4800         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4801         u64 diff;
4802         u64 start;
4803         u64 free_diff = 0;
4804
4805         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4806         start = new_size;
4807         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4808
4809         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4810                 return -EINVAL;
4811
4812         path = btrfs_alloc_path();
4813         if (!path)
4814                 return -ENOMEM;
4815
4816         path->reada = READA_BACK;
4817
4818         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4819         if (IS_ERR(trans)) {
4820                 btrfs_free_path(path);
4821                 return PTR_ERR(trans);
4822         }
4823
4824         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4825
4826         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4827         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4828                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4829
4830                 /*
4831                  * The new free_chunk_space is new_size - used, so we have to
4832                  * subtract the delta of the old free_chunk_space which included
4833                  * old_size - used.  If used > new_size then just subtract this
4834                  * entire device's free space.
4835                  */
4836                 if (device->bytes_used < new_size)
4837                         free_diff = (old_size - device->bytes_used) -
4838                                     (new_size - device->bytes_used);
4839                 else
4840                         free_diff = old_size - device->bytes_used;
4841                 atomic64_sub(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
4842         }
4843
4844         /*
4845          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4846          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4847          * and relocates them accordingly.
4848          */
4849         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4850                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4851                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4852                 if (ret)
4853                         goto done;
4854         } else {
4855                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4856                 btrfs_end_transaction(trans);
4857         }
4858
4859 again:
4860         key.objectid = device->devid;
4861         key.offset = (u64)-1;
4862         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4863
4864         do {
4865                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4866                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4867                 if (ret < 0) {
4868                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4869                         goto done;
4870                 }
4871
4872                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4873                 if (ret) {
4874                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4875                         if (ret < 0)
4876                                 goto done;
4877                         ret = 0;
4878                         btrfs_release_path(path);
4879                         break;
4880                 }
4881
4882                 l = path->nodes[0];
4883                 slot = path->slots[0];
4884                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4885
4886                 if (key.objectid != device->devid) {
4887                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4888                         btrfs_release_path(path);
4889                         break;
4890                 }
4891
4892                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4893                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4894
4895                 if (key.offset + length <= new_size) {
4896                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4897                         btrfs_release_path(path);
4898                         break;
4899                 }
4900
4901                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4902                 btrfs_release_path(path);
4903
4904                 /*
4905                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4906                  * which could potentially end up with losing data's
4907                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4908                  * advance.
4909                  */
4910                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4911                 if (ret < 0) {
4912                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4913                         goto done;
4914                 }
4915
4916                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4917                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4918                 if (ret == -ENOSPC) {
4919                         failed++;
4920                 } else if (ret) {
4921                         if (ret == -ETXTBSY) {
4922                                 btrfs_warn(fs_info,
4923                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
4924                                            chunk_offset);
4925                         }
4926                         goto done;
4927                 }
4928         } while (key.offset-- > 0);
4929
4930         if (failed && !retried) {
4931                 failed = 0;
4932                 retried = true;
4933                 goto again;
4934         } else if (failed && retried) {
4935                 ret = -ENOSPC;
4936                 goto done;
4937         }
4938
4939         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
4940         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4941         if (IS_ERR(trans)) {
4942                 ret = PTR_ERR(trans);
4943                 goto done;
4944         }
4945
4946         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4947         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
4948         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
4949                           CHUNK_STATE_MASK);
4950
4951         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
4952         if (list_empty(&device->post_commit_list))
4953                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
4954                               &trans->transaction->dev_update_list);
4955
4956         WARN_ON(diff > old_total);
4957         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
4958                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
4959         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4960
4961         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
4962         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
4963         ret = btrfs_update_device(trans, device);
4964         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
4965         if (ret < 0) {
4966                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4967                 btrfs_end_transaction(trans);
4968         } else {
4969                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4970         }
4971 done:
4972         btrfs_free_path(path);
4973         if (ret) {
4974                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4975                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
4976                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4977                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
4978                         atomic64_add(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
4979                 }
4980                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4981         }
4982         return ret;
4983 }
4984
4985 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4986                            struct btrfs_key *key,
4987                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
4988 {
4989         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4990         struct btrfs_disk_key disk_key;
4991         u32 array_size;
4992         u8 *ptr;
4993
4994         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
4995
4996         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
4997         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
4998                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
4999                 return -EFBIG;
5000
5001         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5002         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5003         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5004         ptr += sizeof(disk_key);
5005         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5006         item_size += sizeof(disk_key);
5007         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5008
5009         return 0;
5010 }
5011
5012 /*
5013  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5014  */
5015 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5016 {
5017         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5018         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5019
5020         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5021                 return -1;
5022         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5023                 return 1;
5024         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5025                 return -1;
5026         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5027                 return 1;
5028         return 0;
5029 }
5030
5031 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5032 {
5033         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5034                 return;
5035
5036         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5037 }
5038
5039 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5040 {
5041         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5042                 return;
5043
5044         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5045 }
5046
5047 /*
5048  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5049  * Wraps needed parameters.
5050  */
5051 struct alloc_chunk_ctl {
5052         u64 start;
5053         u64 type;
5054         /* Total number of stripes to allocate */
5055         int num_stripes;
5056         /* sub_stripes info for map */
5057         int sub_stripes;
5058         /* Stripes per device */
5059         int dev_stripes;
5060         /* Maximum number of devices to use */
5061         int devs_max;
5062         /* Minimum number of devices to use */
5063         int devs_min;
5064         /* ndevs has to be a multiple of this */
5065         int devs_increment;
5066         /* Number of copies */
5067         int ncopies;
5068         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5069         int nparity;
5070         u64 max_stripe_size;
5071         u64 max_chunk_size;
5072         u64 dev_extent_min;
5073         u64 stripe_size;
5074         u64 chunk_size;
5075         int ndevs;
5076 };
5077
5078 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5079                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5080                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5081 {
5082         struct btrfs_space_info *space_info;
5083
5084         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5085         ASSERT(space_info);
5086
5087         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5088         ctl->max_stripe_size = min_t(u64, ctl->max_chunk_size, SZ_1G);
5089
5090         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5091                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5092
5093         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5094         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5095                                   ctl->max_chunk_size);
5096         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5097 }
5098
5099 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5100                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5101                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5102 {
5103         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5104         u64 limit;
5105         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5106         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5107         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5108         u64 type = ctl->type;
5109
5110         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5111         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5112                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5113                                                  zone_size);
5114         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5115                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5116         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5117                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5118                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5119                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5120         } else {
5121                 BUG();
5122         }
5123
5124         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5125         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5126                                zone_size),
5127                     min_chunk_size);
5128         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5129         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5130 }
5131
5132 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5133                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5134 {
5135         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5136
5137         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5138         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5139         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5140         if (!ctl->devs_max)
5141                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5142         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5143         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5144         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5145         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5146         ctl->ndevs = 0;
5147
5148         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5149         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5150                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5151                 break;
5152         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5153                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5154                 break;
5155         default:
5156                 BUG();
5157         }
5158 }
5159
5160 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5161                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5162                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5163 {
5164         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5165         struct btrfs_device *device;
5166         u64 total_avail;
5167         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5168         int ret;
5169         int ndevs = 0;
5170         u64 max_avail;
5171         u64 dev_offset;
5172
5173         /*
5174          * in the first pass through the devices list, we gather information
5175          * about the available holes on each device.
5176          */
5177         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5178                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5179                         WARN(1, KERN_ERR
5180                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5181                         continue;
5182                 }
5183
5184                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5185                                         &device->dev_state) ||
5186                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5187                         continue;
5188
5189                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5190                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5191                 else
5192                         total_avail = 0;
5193
5194                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5195                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5196                         continue;
5197
5198                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5199                                            &max_avail);
5200                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5201                         return ret;
5202
5203                 if (ret == 0)
5204                         max_avail = dev_extent_want;
5205
5206                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5207                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5208                                 btrfs_debug(info,
5209                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5210                                             __func__, device->devid, max_avail,
5211                                             ctl->dev_extent_min);
5212                         continue;
5213                 }
5214
5215                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5216                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5217                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5218                         break;
5219                 }
5220                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5221                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5222                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5223                 devices_info[ndevs].dev = device;
5224                 ++ndevs;
5225         }
5226         ctl->ndevs = ndevs;
5227
5228         /*
5229          * now sort the devices by hole size / available space
5230          */
5231         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5232              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5233
5234         return 0;
5235 }
5236
5237 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5238                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5239 {
5240         /* Number of stripes that count for block group size */
5241         int data_stripes;
5242
5243         /*
5244          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5245          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5246          *
5247          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5248          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5249          */
5250         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5251                                    ctl->dev_stripes);
5252         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5253
5254         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5255         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5256
5257         /*
5258          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5259          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5260          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5261          * reduce stripe_size.
5262          */
5263         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5264                 /*
5265                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5266                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5267                  * previous value we had already.
5268                  */
5269                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5270                                                         data_stripes), SZ_16M),
5271                                        ctl->stripe_size);
5272         }
5273
5274         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5275         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5276
5277         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5278         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5279         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5280
5281         return 0;
5282 }
5283
5284 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5285                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5286 {
5287         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5288         /* Number of stripes that count for block group size */
5289         int data_stripes;
5290
5291         /*
5292          * It should hold because:
5293          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5294          */
5295         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5296
5297         ctl->stripe_size = zone_size;
5298         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5299         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5300
5301         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5302         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5303                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5304                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5305                                      ctl->dev_stripes);
5306                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5307                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5308                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5309         }
5310
5311         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5312
5313         return 0;
5314 }
5315
5316 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5317                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5318                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5319 {
5320         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5321
5322         /*
5323          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5324          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5325          * rounddown is safe.
5326          */
5327         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5328
5329         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5330                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5331                         btrfs_debug(info,
5332         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5333                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5334                 }
5335                 return -ENOSPC;
5336         }
5337
5338         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5339
5340         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5341         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5342                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5343         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5344                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5345         default:
5346                 BUG();
5347         }
5348 }
5349
5350 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5351                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5352                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5353 {
5354         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5355         struct map_lookup *map = NULL;
5356         struct extent_map_tree *em_tree;
5357         struct btrfs_block_group *block_group;
5358         struct extent_map *em;
5359         u64 start = ctl->start;
5360         u64 type = ctl->type;
5361         int ret;
5362         int i;
5363         int j;
5364
5365         map = kmalloc(map_lookup_size(ctl->num_stripes), GFP_NOFS);
5366         if (!map)
5367                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5368         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5369
5370         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5371                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5372                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5373                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5374                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5375                                                    j * ctl->stripe_size;
5376                 }
5377         }
5378         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5379         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5380         map->type = type;
5381         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5382
5383         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5384
5385         em = alloc_extent_map();
5386         if (!em) {
5387                 kfree(map);
5388                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5389         }
5390         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
5391         em->map_lookup = map;
5392         em->start = start;
5393         em->len = ctl->chunk_size;
5394         em->block_start = 0;
5395         em->block_len = em->len;
5396         em->orig_block_len = ctl->stripe_size;
5397
5398         em_tree = &info->mapping_tree;
5399         write_lock(&em_tree->lock);
5400         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
5401         if (ret) {
5402                 write_unlock(&em_tree->lock);
5403                 free_extent_map(em);
5404                 return ERR_PTR(ret);
5405         }
5406         write_unlock(&em_tree->lock);
5407
5408         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5409         if (IS_ERR(block_group))
5410                 goto error_del_extent;
5411
5412         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5413                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5414
5415                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5416                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5417                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5418                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5419                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5420         }
5421
5422         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5423                      &info->free_chunk_space);
5424
5425         free_extent_map(em);
5426         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5427         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5428
5429         return block_group;
5430
5431 error_del_extent:
5432         write_lock(&em_tree->lock);
5433         remove_extent_mapping(em_tree, em);
5434         write_unlock(&em_tree->lock);
5435
5436         /* One for our allocation */
5437         free_extent_map(em);
5438         /* One for the tree reference */
5439         free_extent_map(em);
5440
5441         return block_group;
5442 }
5443
5444 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5445                                             u64 type)
5446 {
5447         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5448         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5449         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5450         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5451         struct btrfs_block_group *block_group;
5452         int ret;
5453
5454         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5455
5456         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5457                 ASSERT(0);
5458                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5459         }
5460
5461         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5462                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5463                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5464                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5465         }
5466
5467         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5468                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5469                 ASSERT(0);
5470                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5471         }
5472
5473         ctl.start = find_next_chunk(info);
5474         ctl.type = type;
5475         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5476
5477         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5478                                GFP_NOFS);
5479         if (!devices_info)
5480                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5481
5482         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5483         if (ret < 0) {
5484                 block_group = ERR_PTR(ret);
5485                 goto out;
5486         }
5487
5488         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5489         if (ret < 0) {
5490                 block_group = ERR_PTR(ret);
5491                 goto out;
5492         }
5493
5494         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5495
5496 out:
5497         kfree(devices_info);
5498         return block_group;
5499 }
5500
5501 /*
5502  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5503  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5504  * chunks.
5505  *
5506  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5507  * phases.
5508  */
5509 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5510                                      struct btrfs_block_group *bg)
5511 {
5512         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5513         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5514         struct btrfs_key key;
5515         struct btrfs_chunk *chunk;
5516         struct btrfs_stripe *stripe;
5517         struct extent_map *em;
5518         struct map_lookup *map;
5519         size_t item_size;
5520         int i;
5521         int ret;
5522
5523         /*
5524          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5525          *
5526          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5527          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5528          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5529          *    details;
5530          *
5531          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5532          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5533          *    because the device object's id can change at any time during that
5534          *    final phase of the device replace operation
5535          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5536          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5537          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5538          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5539          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5540          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5541          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5542          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5543          *    concurrent device replace.
5544          */
5545         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5546
5547         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5548         if (IS_ERR(em)) {
5549                 ret = PTR_ERR(em);
5550                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5551                 return ret;
5552         }
5553
5554         map = em->map_lookup;
5555         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5556
5557         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5558         if (!chunk) {
5559                 ret = -ENOMEM;
5560                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5561                 goto out;
5562         }
5563
5564         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5565                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5566
5567                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5568                 if (ret)
5569                         goto out;
5570         }
5571
5572         stripe = &chunk->stripe;
5573         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5574                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5575                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5576
5577                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5578                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5579                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5580                 stripe++;
5581         }
5582
5583         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5584         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5585         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5586         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5587         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5588         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5589         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5590         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5591         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5592
5593         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5594         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5595         key.offset = bg->start;
5596
5597         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5598         if (ret)
5599                 goto out;
5600
5601         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5602
5603         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5604                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5605                 if (ret)
5606                         goto out;
5607         }
5608
5609 out:
5610         kfree(chunk);
5611         free_extent_map(em);
5612         return ret;
5613 }
5614
5615 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5616 {
5617         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5618         u64 alloc_profile;
5619         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5620         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5621
5622         /*
5623          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5624          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5625          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5626          * we must first:
5627          *
5628          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5629          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5630          *    seed device are read-only;
5631          *
5632          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5633          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5634          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5635          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5636          *
5637          * After that we can add the block group items to their btrees:
5638          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5639          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5640          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5641          */
5642
5643         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5644         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5645         if (IS_ERR(meta_bg))
5646                 return PTR_ERR(meta_bg);
5647
5648         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5649         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5650         if (IS_ERR(sys_bg))
5651                 return PTR_ERR(sys_bg);
5652
5653         return 0;
5654 }
5655
5656 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct map_lookup *map)
5657 {
5658         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5659
5660         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5661 }
5662
5663 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5664 {
5665         struct extent_map *em;
5666         struct map_lookup *map;
5667         int miss_ndevs = 0;
5668         int i;
5669         bool ret = true;
5670
5671         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5672         if (IS_ERR(em))
5673                 return false;
5674
5675         map = em->map_lookup;
5676         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5677                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5678                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5679                         miss_ndevs++;
5680                         continue;
5681                 }
5682                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5683                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5684                         ret = false;
5685                         goto end;
5686                 }
5687         }
5688
5689         /*
5690          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5691          * not write the data into that chunk successfully.
5692          */
5693         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5694                 ret = false;
5695 end:
5696         free_extent_map(em);
5697         return ret;
5698 }
5699
5700 void btrfs_mapping_tree_free(struct extent_map_tree *tree)
5701 {
5702         struct extent_map *em;
5703
5704         while (1) {
5705                 write_lock(&tree->lock);
5706                 em = lookup_extent_mapping(tree, 0, (u64)-1);
5707                 if (em)
5708                         remove_extent_mapping(tree, em);
5709                 write_unlock(&tree->lock);
5710                 if (!em)
5711                         break;
5712                 /* once for us */
5713                 free_extent_map(em);
5714                 /* once for the tree */
5715                 free_extent_map(em);
5716         }
5717 }
5718
5719 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5720 {
5721         struct extent_map *em;
5722         struct map_lookup *map;
5723         enum btrfs_raid_types index;
5724         int ret = 1;
5725
5726         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5727         if (IS_ERR(em))
5728                 /*
5729                  * We could return errors for these cases, but that could get
5730                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5731                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5732                  * to use other copies.
5733                  */
5734                 return 1;
5735
5736         map = em->map_lookup;
5737         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5738
5739         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5740         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5741                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5742         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5743                 ret = 2;
5744         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5745                 /*
5746                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5747                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5748                  *
5749                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5750                  * stripe under reconstruction.
5751                  */
5752                 ret = map->num_stripes;
5753         free_extent_map(em);
5754         return ret;
5755 }
5756
5757 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5758                                     u64 logical)
5759 {
5760         struct extent_map *em;
5761         struct map_lookup *map;
5762         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5763
5764         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5765                 return len;
5766
5767         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5768
5769         if (!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5770                 map = em->map_lookup;
5771                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5772                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
5773                 free_extent_map(em);
5774         }
5775         return len;
5776 }
5777
5778 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5779 {
5780         struct extent_map *em;
5781         struct map_lookup *map;
5782         int ret = 0;
5783
5784         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5785                 return 0;
5786
5787         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5788
5789         if(!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5790                 map = em->map_lookup;
5791                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5792                         ret = 1;
5793                 free_extent_map(em);
5794         }
5795         return ret;
5796 }
5797
5798 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5799                             struct map_lookup *map, int first,
5800                             int dev_replace_is_ongoing)
5801 {
5802         int i;
5803         int num_stripes;
5804         int preferred_mirror;
5805         int tolerance;
5806         struct btrfs_device *srcdev;
5807
5808         ASSERT((map->type &
5809                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5810
5811         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5812                 num_stripes = map->sub_stripes;
5813         else
5814                 num_stripes = map->num_stripes;
5815
5816         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5817         default:
5818                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5819                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5820                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5821                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5822                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5823                 fallthrough;
5824         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5825                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5826                 break;
5827         }
5828
5829         if (dev_replace_is_ongoing &&
5830             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5831              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5832                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5833         else
5834                 srcdev = NULL;
5835
5836         /*
5837          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5838          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5839          * mirror is available
5840          */
5841         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5842                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5843                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5844                         return preferred_mirror;
5845                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5846                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5847                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5848                                 return i;
5849                 }
5850         }
5851
5852         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5853          * and the io error handling code will clean up eventually
5854          */
5855         return preferred_mirror;
5856 }
5857
5858 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5859                                                        u64 logical,
5860                                                        u16 total_stripes)
5861 {
5862         struct btrfs_io_context *bioc;
5863
5864         bioc = kzalloc(
5865                  /* The size of btrfs_io_context */
5866                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
5867                 /* Plus the variable array for the stripes */
5868                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
5869                 GFP_NOFS);
5870
5871         if (!bioc)
5872                 return NULL;
5873
5874         refcount_set(&bioc->refs, 1);
5875
5876         bioc->fs_info = fs_info;
5877         bioc->replace_stripe_src = -1;
5878         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
5879         bioc->logical = logical;
5880
5881         return bioc;
5882 }
5883
5884 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5885 {
5886         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
5887         refcount_inc(&bioc->refs);
5888 }
5889
5890 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5891 {
5892         if (!bioc)
5893                 return;
5894         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
5895                 kfree(bioc);
5896 }
5897
5898 /*
5899  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
5900  * replace.
5901  */
5902 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5903                                                u64 logical, u64 *length_ret,
5904                                                u32 *num_stripes)
5905 {
5906         struct extent_map *em;
5907         struct map_lookup *map;
5908         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
5909         u64 length = *length_ret;
5910         u64 offset;
5911         u32 stripe_nr;
5912         u32 stripe_nr_end;
5913         u32 stripe_cnt;
5914         u64 stripe_end_offset;
5915         u64 stripe_offset;
5916         u32 stripe_index;
5917         u32 factor = 0;
5918         u32 sub_stripes = 0;
5919         u32 stripes_per_dev = 0;
5920         u32 remaining_stripes = 0;
5921         u32 last_stripe = 0;
5922         int ret;
5923         int i;
5924
5925         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
5926         if (IS_ERR(em))
5927                 return ERR_CAST(em);
5928
5929         map = em->map_lookup;
5930
5931         /* we don't discard raid56 yet */
5932         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
5933                 ret = -EOPNOTSUPP;
5934                 goto out_free_map;
5935         }
5936
5937         offset = logical - em->start;
5938         length = min_t(u64, em->start + em->len - logical, length);
5939         *length_ret = length;
5940
5941         /*
5942          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
5943          * to get to this block
5944          */
5945         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5946
5947         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
5948         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
5949
5950         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
5951                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5952         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
5953         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
5954                             (offset + length);
5955         /*
5956          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
5957          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
5958          * the number of our device in the stripe array
5959          */
5960         *num_stripes = 1;
5961         stripe_index = 0;
5962         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
5963                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
5964                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
5965                         sub_stripes = 1;
5966                 else
5967                         sub_stripes = map->sub_stripes;
5968
5969                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
5970                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
5971                                     sub_stripes * stripe_cnt);
5972                 stripe_index = stripe_nr % factor;
5973                 stripe_nr /= factor;
5974                 stripe_index *= sub_stripes;
5975
5976                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
5977                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
5978                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
5979         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
5980                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
5981                 *num_stripes = map->num_stripes;
5982         } else {
5983                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
5984                 stripe_nr /= map->num_stripes;
5985         }
5986
5987         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
5988         if (!stripes) {
5989                 ret = -ENOMEM;
5990                 goto out_free_map;
5991         }
5992
5993         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
5994                 stripes[i].physical =
5995                         map->stripes[stripe_index].physical +
5996                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
5997                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
5998
5999                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6000                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6001                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6002
6003                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6004                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6005
6006                         /*
6007                          * Special for the first stripe and
6008                          * the last stripe:
6009                          *
6010                          * |-------|...|-------|
6011                          *     |----------|
6012                          *    off     end_off
6013                          */
6014                         if (i < sub_stripes)
6015                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6016
6017                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6018                             stripe_index <= (last_stripe +
6019                                              sub_stripes - 1))
6020                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6021
6022                         if (i == sub_stripes - 1)
6023                                 stripe_offset = 0;
6024                 } else {
6025                         stripes[i].length = length;
6026                 }
6027
6028                 stripe_index++;
6029                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6030                         stripe_index = 0;
6031                         stripe_nr++;
6032                 }
6033         }
6034
6035         free_extent_map(em);
6036         return stripes;
6037 out_free_map:
6038         free_extent_map(em);
6039         return ERR_PTR(ret);
6040 }
6041
6042 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6043 {
6044         struct btrfs_block_group *cache;
6045         bool ret;
6046
6047         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6048         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6049                 return false;
6050
6051         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6052
6053         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6054
6055         btrfs_put_block_group(cache);
6056         return ret;
6057 }
6058
6059 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6060                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6061                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6062                                       u64 logical,
6063                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6064 {
6065         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6066         /*
6067          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6068          * excluding the duplicated stripes.
6069          */
6070         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6071         int nr_extra_stripes = 0;
6072         int max_errors = *max_errors_ret;
6073         int i;
6074
6075         /*
6076          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6077          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6078          */
6079         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6080                 return;
6081
6082         /*
6083          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6084          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6085          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6086          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6087          * to the new disk as well.
6088          *
6089          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6090          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6091          */
6092         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6093                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6094                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6095
6096                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6097                         continue;
6098
6099                 new->physical = old->physical;
6100                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6101                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6102                         bioc->replace_stripe_src = i;
6103                 nr_extra_stripes++;
6104         }
6105
6106         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6107         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6108         /*
6109          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6110          * replace.
6111          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6112          */
6113         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6114                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6115                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6116
6117                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6118                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6119
6120                 /*
6121                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6122                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6123                  */
6124                 if (first->physical > second->physical) {
6125                         swap(second->physical, first->physical);
6126                         swap(second->dev, first->dev);
6127                         nr_extra_stripes--;
6128                 }
6129         }
6130
6131         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6132         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6133         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6134 }
6135
6136 static u64 btrfs_max_io_len(struct map_lookup *map, enum btrfs_map_op op,
6137                             u64 offset, u32 *stripe_nr, u64 *stripe_offset,
6138                             u64 *full_stripe_start)
6139 {
6140         /*
6141          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6142          * the offset of this block in its stripe.
6143          */
6144         *stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6145         *stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6146         ASSERT(*stripe_offset < U32_MAX);
6147
6148         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6149                 unsigned long full_stripe_len =
6150                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6151
6152                 /*
6153                  * For full stripe start, we use previously calculated
6154                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6155                  * STRIPE_LEN.
6156                  *
6157                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6158                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6159                  * not ensured to be power of 2.
6160                  */
6161                 *full_stripe_start =
6162                         btrfs_stripe_nr_to_offset(
6163                                 rounddown(*stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6164
6165                 ASSERT(*full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6166                 ASSERT(*full_stripe_start <= offset);
6167                 /*
6168                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6169                  * no straddling of stripe sets.
6170                  */
6171                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6172                         return full_stripe_len - (offset - *full_stripe_start);
6173         }
6174
6175         /*
6176          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6177          * a single disk).
6178          */
6179         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6180                 return BTRFS_STRIPE_LEN - *stripe_offset;
6181         return U64_MAX;
6182 }
6183
6184 static int set_io_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6185                          u64 logical, u64 *length, struct btrfs_io_stripe *dst,
6186                          struct map_lookup *map, u32 stripe_index,
6187                          u64 stripe_offset, u64 stripe_nr)
6188 {
6189         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6190
6191         if (op == BTRFS_MAP_READ && btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type))
6192                 return btrfs_get_raid_extent_offset(fs_info, logical, length,
6193                                                     map->type, stripe_index, dst);
6194
6195         dst->physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6196                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6197         return 0;
6198 }
6199
6200 /*
6201  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6202  *
6203  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6204  *                      One logical range can be split into different segments
6205  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6206  *                      boundaries.
6207  *
6208  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6209  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6210  *                      recorded inside.
6211  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6212  *
6213  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6214  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6215  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6216  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6217  *                      updated.
6218  *
6219  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6220  *                      value is 0.
6221  *
6222  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6223  *
6224  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6225  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6226  *                      copy).
6227  *
6228  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6229  *                      the remaining data stripes.
6230  *
6231  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6232  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6233  *                      stripes..
6234  */
6235 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6236                     u64 logical, u64 *length,
6237                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6238                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret)
6239 {
6240         struct extent_map *em;
6241         struct map_lookup *map;
6242         u64 map_offset;
6243         u64 stripe_offset;
6244         u32 stripe_nr;
6245         u32 stripe_index;
6246         int data_stripes;
6247         int i;
6248         int ret = 0;
6249         int mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6250         int num_stripes;
6251         int num_copies;
6252         int max_errors = 0;
6253         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6254         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6255         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6256         u16 num_alloc_stripes;
6257         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6258         u64 max_len;
6259
6260         ASSERT(bioc_ret);
6261
6262         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6263         if (mirror_num > num_copies)
6264                 return -EINVAL;
6265
6266         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6267         if (IS_ERR(em))
6268                 return PTR_ERR(em);
6269
6270         map = em->map_lookup;
6271         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6272
6273         map_offset = logical - em->start;
6274         max_len = btrfs_max_io_len(map, op, map_offset, &stripe_nr,
6275                                    &stripe_offset, &raid56_full_stripe_start);
6276         *length = min_t(u64, em->len - map_offset, max_len);
6277
6278         down_read(&dev_replace->rwsem);
6279         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6280         /*
6281          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6282          * requested at commit time but must wait.
6283          */
6284         if (!dev_replace_is_ongoing)
6285                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6286
6287         num_stripes = 1;
6288         stripe_index = 0;
6289         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6290                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6291                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6292                 if (op == BTRFS_MAP_READ)
6293                         mirror_num = 1;
6294         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6295                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6296                         num_stripes = map->num_stripes;
6297                 } else if (mirror_num) {
6298                         stripe_index = mirror_num - 1;
6299                 } else {
6300                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6301                                             dev_replace_is_ongoing);
6302                         mirror_num = stripe_index + 1;
6303                 }
6304
6305         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6306                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6307                         num_stripes = map->num_stripes;
6308                 } else if (mirror_num) {
6309                         stripe_index = mirror_num - 1;
6310                 } else {
6311                         mirror_num = 1;
6312                 }
6313
6314         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6315                 u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6316
6317                 stripe_index = (stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6318                 stripe_nr /= factor;
6319
6320                 if (op != BTRFS_MAP_READ)
6321                         num_stripes = map->sub_stripes;
6322                 else if (mirror_num)
6323                         stripe_index += mirror_num - 1;
6324                 else {
6325                         int old_stripe_index = stripe_index;
6326                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6327                                               stripe_index,
6328                                               dev_replace_is_ongoing);
6329                         mirror_num = stripe_index - old_stripe_index + 1;
6330                 }
6331
6332         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6333                 if (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1) {
6334                         /*
6335                          * Needs full stripe mapping.
6336                          *
6337                          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe
6338                          * For those cases needing a full stripe, @stripe_nr
6339                          * is the full stripe number.
6340                          *
6341                          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len,
6342                          * but that can be expensive.  Here we just divide
6343                          * @stripe_nr with @data_stripes.
6344                          */
6345                         stripe_nr /= data_stripes;
6346
6347                         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6348                         num_stripes = map->num_stripes;
6349                         max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6350
6351                         /* Return the length to the full stripe end */
6352                         *length = min(logical + *length,
6353                                       raid56_full_stripe_start + em->start +
6354                                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6355                                   logical;
6356                         stripe_index = 0;
6357                         stripe_offset = 0;
6358                 } else {
6359                         ASSERT(mirror_num <= 1);
6360                         /* Just grab the data stripe directly. */
6361                         stripe_index = stripe_nr % data_stripes;
6362                         stripe_nr /= data_stripes;
6363
6364                         /* We distribute the parity blocks across stripes */
6365                         stripe_index = (stripe_nr + stripe_index) % map->num_stripes;
6366                         if (op == BTRFS_MAP_READ && mirror_num < 1)
6367                                 mirror_num = 1;
6368                 }
6369         } else {
6370                 /*
6371                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6372                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6373                  * the number of our device in the stripe array
6374                  */
6375                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6376                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6377                 mirror_num = stripe_index + 1;
6378         }
6379         if (stripe_index >= map->num_stripes) {
6380                 btrfs_crit(fs_info,
6381                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6382                            stripe_index, map->num_stripes);
6383                 ret = -EINVAL;
6384                 goto out;
6385         }
6386
6387         num_alloc_stripes = num_stripes;
6388         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6389             op != BTRFS_MAP_READ)
6390                 /*
6391                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6392                  * duplicated stripes.
6393                  *
6394                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6395                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6396                  */
6397                 num_alloc_stripes += 2;
6398
6399         /*
6400          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6401          * physical block information on the stack instead of allocating an
6402          * I/O context structure.
6403          */
6404         if (smap && num_alloc_stripes == 1 &&
6405             !(btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type) &&
6406               op != BTRFS_MAP_READ) &&
6407             !((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)) {
6408                 ret = set_io_stripe(fs_info, op, logical, length, smap, map,
6409                                     stripe_index, stripe_offset, stripe_nr);
6410                 if (mirror_num_ret)
6411                         *mirror_num_ret = mirror_num;
6412                 *bioc_ret = NULL;
6413                 goto out;
6414         }
6415
6416         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, logical, num_alloc_stripes);
6417         if (!bioc) {
6418                 ret = -ENOMEM;
6419                 goto out;
6420         }
6421         bioc->map_type = map->type;
6422
6423         /*
6424          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6425          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6426          * (if we have).
6427          *
6428          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6429          */
6430         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK &&
6431             (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1)) {
6432                 /*
6433                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6434                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6435                  * with num_stripes).
6436                  *
6437                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6438                  * modulo, to reduce one modulo call.
6439                  */
6440                 bioc->full_stripe_logical = em->start +
6441                         btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr * data_stripes);
6442                 for (int i = 0; i < num_stripes; i++) {
6443                         ret = set_io_stripe(fs_info, op, logical, length,
6444                                             &bioc->stripes[i], map,
6445                                             (i + stripe_nr) % num_stripes,
6446                                             stripe_offset, stripe_nr);
6447                         if (ret < 0)
6448                                 break;
6449                 }
6450         } else {
6451                 /*
6452                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6453                  * stripe into the bioc.
6454                  */
6455                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6456                         ret = set_io_stripe(fs_info, op, logical, length,
6457                                             &bioc->stripes[i], map, stripe_index,
6458                                             stripe_offset, stripe_nr);
6459                         if (ret < 0)
6460                                 break;
6461                         stripe_index++;
6462                 }
6463         }
6464
6465         if (ret) {
6466                 *bioc_ret = NULL;
6467                 btrfs_put_bioc(bioc);
6468                 goto out;
6469         }
6470
6471         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6472                 max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6473
6474         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6475             op != BTRFS_MAP_READ) {
6476                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6477                                           &num_stripes, &max_errors);
6478         }
6479
6480         *bioc_ret = bioc;
6481         bioc->num_stripes = num_stripes;
6482         bioc->max_errors = max_errors;
6483         bioc->mirror_num = mirror_num;
6484
6485 out:
6486         if (dev_replace_is_ongoing) {
6487                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6488                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6489                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6490         }
6491         free_extent_map(em);
6492         return ret;
6493 }
6494
6495 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6496                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6497 {
6498         if (args->fsid == NULL)
6499                 return true;
6500         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6501                 return true;
6502         return false;
6503 }
6504
6505 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6506                                   const struct btrfs_device *device)
6507 {
6508         if (args->missing) {
6509                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6510                     !device->bdev)
6511                         return true;
6512                 return false;
6513         }
6514
6515         if (device->devid != args->devid)
6516                 return false;
6517         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6518                 return false;
6519         return true;
6520 }
6521
6522 /*
6523  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6524  * return NULL.
6525  *
6526  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6527  * only devid is used.
6528  */
6529 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6530                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6531 {
6532         struct btrfs_device *device;
6533         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6534
6535         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6536                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6537                         if (dev_args_match_device(args, device))
6538                                 return device;
6539                 }
6540         }
6541
6542         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6543                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6544                         continue;
6545                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6546                         if (dev_args_match_device(args, device))
6547                                 return device;
6548                 }
6549         }
6550
6551         return NULL;
6552 }
6553
6554 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6555                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6556 {
6557         struct btrfs_device *device;
6558         unsigned int nofs_flag;
6559
6560         /*
6561          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6562          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6563          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6564          * places.
6565          */
6566
6567         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6568         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6569         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6570         if (IS_ERR(device))
6571                 return device;
6572
6573         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6574         device->fs_devices = fs_devices;
6575         fs_devices->num_devices++;
6576
6577         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6578         fs_devices->missing_devices++;
6579
6580         return device;
6581 }
6582
6583 /*
6584  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6585  *
6586  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6587  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6588  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6589  *              is generated.
6590  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6591  *              is generated.
6592  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6593  *
6594  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6595  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6596  * destroyed with btrfs_free_device.
6597  */
6598 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6599                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6600                                         const char *path)
6601 {
6602         struct btrfs_device *dev;
6603         u64 tmp;
6604
6605         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6606                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6607
6608         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6609         if (!dev)
6610                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6611
6612         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6613         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6614         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6615
6616         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6617         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6618         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6619
6620         if (devid)
6621                 tmp = *devid;
6622         else {
6623                 int ret;
6624
6625                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6626                 if (ret) {
6627                         btrfs_free_device(dev);
6628                         return ERR_PTR(ret);
6629                 }
6630         }
6631         dev->devid = tmp;
6632
6633         if (uuid)
6634                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6635         else
6636                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6637
6638         if (path) {
6639                 struct rcu_string *name;
6640
6641                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6642                 if (!name) {
6643                         btrfs_free_device(dev);
6644                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6645                 }
6646                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6647         }
6648
6649         return dev;
6650 }
6651
6652 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6653                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6654 {
6655         if (error)
6656                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6657                               devid, uuid);
6658         else
6659                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6660                               devid, uuid);
6661 }
6662
6663 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct extent_map *em)
6664 {
6665         const struct map_lookup *map = em->map_lookup;
6666         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6667
6668         return div_u64(em->len, data_stripes);
6669 }
6670
6671 #if BITS_PER_LONG == 32
6672 /*
6673  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6674  * can't be accessed on 32bit systems.
6675  *
6676  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6677  * metadata chunk beyond that limit.
6678  */
6679 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6680                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6681 {
6682         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6683                 return 0;
6684
6685         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6686                 return 0;
6687
6688         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6689         return -EOVERFLOW;
6690 }
6691
6692 /*
6693  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
6694  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
6695  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
6696  * once the limit is reached.
6697  */
6698 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6699                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6700 {
6701         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6702                 return;
6703
6704         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6705                 return;
6706
6707         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6708 }
6709 #endif
6710
6711 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6712                                                   u64 devid, u8 *uuid)
6713 {
6714         struct btrfs_device *dev;
6715
6716         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6717                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
6718                 return ERR_PTR(-ENOENT);
6719         }
6720
6721         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
6722         if (IS_ERR(dev)) {
6723                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
6724                           devid, PTR_ERR(dev));
6725                 return dev;
6726         }
6727         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
6728
6729         return dev;
6730 }
6731
6732 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
6733                           struct btrfs_chunk *chunk)
6734 {
6735         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6736         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6737         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
6738         struct map_lookup *map;
6739         struct extent_map *em;
6740         u64 logical;
6741         u64 length;
6742         u64 devid;
6743         u64 type;
6744         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6745         int index;
6746         int num_stripes;
6747         int ret;
6748         int i;
6749
6750         logical = key->offset;
6751         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
6752         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
6753         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
6754         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
6755
6756 #if BITS_PER_LONG == 32
6757         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6758         if (ret < 0)
6759                 return ret;
6760         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6761 #endif
6762
6763         /*
6764          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
6765          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
6766          */
6767         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
6768                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
6769                 if (ret)
6770                         return ret;
6771         }
6772
6773         read_lock(&map_tree->lock);
6774         em = lookup_extent_mapping(map_tree, logical, 1);
6775         read_unlock(&map_tree->lock);
6776
6777         /* already mapped? */
6778         if (em && em->start <= logical && em->start + em->len > logical) {
6779                 free_extent_map(em);
6780                 return 0;
6781         } else if (em) {
6782                 free_extent_map(em);
6783         }
6784
6785         em = alloc_extent_map();
6786         if (!em)
6787                 return -ENOMEM;
6788         map = kmalloc(map_lookup_size(num_stripes), GFP_NOFS);
6789         if (!map) {
6790                 free_extent_map(em);
6791                 return -ENOMEM;
6792         }
6793
6794         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
6795         em->map_lookup = map;
6796         em->start = logical;
6797         em->len = length;
6798         em->orig_start = 0;
6799         em->block_start = 0;
6800         em->block_len = em->len;
6801
6802         map->num_stripes = num_stripes;
6803         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
6804         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
6805         map->type = type;
6806         /*
6807          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
6808          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
6809          * older mkfs (<v5.4).
6810          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
6811          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
6812          * use the trusted value instead.
6813          */
6814         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
6815         map->verified_stripes = 0;
6816         em->orig_block_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
6817         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6818                 map->stripes[i].physical =
6819                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
6820                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
6821                 args.devid = devid;
6822                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
6823                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
6824                                    BTRFS_UUID_SIZE);
6825                 args.uuid = uuid;
6826                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6827                 if (!map->stripes[i].dev) {
6828                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
6829                                                                     devid, uuid);
6830                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
6831                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
6832                                 free_extent_map(em);
6833                                 return ret;
6834                         }
6835                 }
6836
6837                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
6838                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
6839         }
6840
6841         write_lock(&map_tree->lock);
6842         ret = add_extent_mapping(map_tree, em, 0);
6843         write_unlock(&map_tree->lock);
6844         if (ret < 0) {
6845                 btrfs_err(fs_info,
6846                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
6847                           em->start, em->len, ret);
6848         }
6849         free_extent_map(em);
6850
6851         return ret;
6852 }
6853
6854 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
6855                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
6856                                  struct btrfs_device *device)
6857 {
6858         unsigned long ptr;
6859
6860         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6861         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
6862         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
6863         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
6864         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
6865         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
6866         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
6867         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
6868         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
6869         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
6870         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
6871         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
6872
6873         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
6874         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
6875 }
6876
6877 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6878                                                   u8 *fsid)
6879 {
6880         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
6881         int ret;
6882
6883         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
6884         ASSERT(fsid);
6885
6886         /* This will match only for multi-device seed fs */
6887         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
6888                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
6889                         return fs_devices;
6890
6891
6892         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
6893         if (!fs_devices) {
6894                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
6895                         return ERR_PTR(-ENOENT);
6896
6897                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid);
6898                 if (IS_ERR(fs_devices))
6899                         return fs_devices;
6900
6901                 fs_devices->seeding = true;
6902                 fs_devices->opened = 1;
6903                 return fs_devices;
6904         }
6905
6906         /*
6907          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
6908          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
6909          */
6910         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
6911         if (IS_ERR(fs_devices))
6912                 return fs_devices;
6913
6914         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
6915         if (ret) {
6916                 free_fs_devices(fs_devices);
6917                 return ERR_PTR(ret);
6918         }
6919
6920         if (!fs_devices->seeding) {
6921                 close_fs_devices(fs_devices);
6922                 free_fs_devices(fs_devices);
6923                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6924         }
6925
6926         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
6927
6928         return fs_devices;
6929 }
6930
6931 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
6932                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
6933 {
6934         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6935         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6936         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
6937         struct btrfs_device *device;
6938         u64 devid;
6939         int ret;
6940         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
6941         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6942
6943         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6944         args.devid = devid;
6945         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
6946                            BTRFS_UUID_SIZE);
6947         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
6948                            BTRFS_FSID_SIZE);
6949         args.uuid = dev_uuid;
6950         args.fsid = fs_uuid;
6951
6952         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
6953                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
6954                 if (IS_ERR(fs_devices))
6955                         return PTR_ERR(fs_devices);
6956         }
6957
6958         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6959         if (!device) {
6960                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6961                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6962                                                         dev_uuid, true);
6963                         return -ENOENT;
6964                 }
6965
6966                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
6967                 if (IS_ERR(device)) {
6968                         btrfs_err(fs_info,
6969                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
6970                                 devid, PTR_ERR(device));
6971                         return PTR_ERR(device);
6972                 }
6973                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
6974         } else {
6975                 if (!device->bdev) {
6976                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6977                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
6978                                                 devid, dev_uuid, true);
6979                                 return -ENOENT;
6980                         }
6981                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6982                                                         dev_uuid, false);
6983                 }
6984
6985                 if (!device->bdev &&
6986                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
6987                         /*
6988                          * this happens when a device that was properly setup
6989                          * in the device info lists suddenly goes bad.
6990                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
6991                          * device->missing to one here
6992                          */
6993                         device->fs_devices->missing_devices++;
6994                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6995                 }
6996
6997                 /* Move the device to its own fs_devices */
6998                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
6999                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7000                                                         &device->dev_state));
7001
7002                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7003                         device->fs_devices->num_devices--;
7004                         fs_devices->num_devices++;
7005
7006                         device->fs_devices->missing_devices--;
7007                         fs_devices->missing_devices++;
7008
7009                         device->fs_devices = fs_devices;
7010                 }
7011         }
7012
7013         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7014                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7015                 if (device->generation !=
7016                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7017                         return -EINVAL;
7018         }
7019
7020         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7021         if (device->bdev) {
7022                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7023
7024                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7025                         btrfs_err(fs_info,
7026                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7027                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7028                         return -EINVAL;
7029                 }
7030         }
7031         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7032         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7033            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7034                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7035                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7036                                 &fs_info->free_chunk_space);
7037         }
7038         ret = 0;
7039         return ret;
7040 }
7041
7042 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7043 {
7044         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7045         struct extent_buffer *sb;
7046         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7047         struct btrfs_chunk *chunk;
7048         u8 *array_ptr;
7049         unsigned long sb_array_offset;
7050         int ret = 0;
7051         u32 num_stripes;
7052         u32 array_size;
7053         u32 len = 0;
7054         u32 cur_offset;
7055         u64 type;
7056         struct btrfs_key key;
7057
7058         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7059
7060         /*
7061          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7062          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7063          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7064          */
7065         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7066         if (!sb)
7067                 return -ENOMEM;
7068         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7069
7070         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7071         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7072
7073         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7074         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7075         cur_offset = 0;
7076
7077         while (cur_offset < array_size) {
7078                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7079                 len = sizeof(*disk_key);
7080                 if (cur_offset + len > array_size)
7081                         goto out_short_read;
7082
7083                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7084
7085                 array_ptr += len;
7086                 sb_array_offset += len;
7087                 cur_offset += len;
7088
7089                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7090                         btrfs_err(fs_info,
7091                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7092                                   (u32)key.type, cur_offset);
7093                         ret = -EIO;
7094                         break;
7095                 }
7096
7097                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7098                 /*
7099                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7100                  * exact stripe count check comes afterwards
7101                  */
7102                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7103                 if (cur_offset + len > array_size)
7104                         goto out_short_read;
7105
7106                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7107                 if (!num_stripes) {
7108                         btrfs_err(fs_info,
7109                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7110                                   num_stripes, cur_offset);
7111                         ret = -EIO;
7112                         break;
7113                 }
7114
7115                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7116                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7117                         btrfs_err(fs_info,
7118                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7119                                   type, cur_offset);
7120                         ret = -EIO;
7121                         break;
7122                 }
7123
7124                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7125                 if (cur_offset + len > array_size)
7126                         goto out_short_read;
7127
7128                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7129                 if (ret)
7130                         break;
7131
7132                 array_ptr += len;
7133                 sb_array_offset += len;
7134                 cur_offset += len;
7135         }
7136         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7137         free_extent_buffer_stale(sb);
7138         return ret;
7139
7140 out_short_read:
7141         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7142                         len, cur_offset);
7143         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7144         free_extent_buffer_stale(sb);
7145         return -EIO;
7146 }
7147
7148 /*
7149  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7150  *
7151  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7152  *
7153  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7154  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7155  */
7156 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7157                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7158 {
7159         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7160         struct extent_map *em;
7161         u64 next_start = 0;
7162         bool ret = true;
7163
7164         read_lock(&map_tree->lock);
7165         em = lookup_extent_mapping(map_tree, 0, (u64)-1);
7166         read_unlock(&map_tree->lock);
7167         /* No chunk at all? Return false anyway */
7168         if (!em) {
7169                 ret = false;
7170                 goto out;
7171         }
7172         while (em) {
7173                 struct map_lookup *map;
7174                 int missing = 0;
7175                 int max_tolerated;
7176                 int i;
7177
7178                 map = em->map_lookup;
7179                 max_tolerated =
7180                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7181                                         map->type);
7182                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7183                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7184
7185                         if (!dev || !dev->bdev ||
7186                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7187                             dev->last_flush_error)
7188                                 missing++;
7189                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7190                                 missing++;
7191                 }
7192                 if (missing > max_tolerated) {
7193                         if (!failing_dev)
7194                                 btrfs_warn(fs_info,
7195         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7196                                    em->start, missing, max_tolerated);
7197                         free_extent_map(em);
7198                         ret = false;
7199                         goto out;
7200                 }
7201                 next_start = extent_map_end(em);
7202                 free_extent_map(em);
7203
7204                 read_lock(&map_tree->lock);
7205                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, next_start,
7206                                            (u64)(-1) - next_start);
7207                 read_unlock(&map_tree->lock);
7208         }
7209 out:
7210         return ret;
7211 }
7212
7213 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7214 {
7215         int i;
7216         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7217
7218         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7219                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7220 }
7221
7222 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7223 {
7224         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7225         struct btrfs_path *path;
7226         struct extent_buffer *leaf;
7227         struct btrfs_key key;
7228         struct btrfs_key found_key;
7229         int ret;
7230         int slot;
7231         int iter_ret = 0;
7232         u64 total_dev = 0;
7233         u64 last_ra_node = 0;
7234
7235         path = btrfs_alloc_path();
7236         if (!path)
7237                 return -ENOMEM;
7238
7239         /*
7240          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7241          * otherwise we don't need it.
7242          */
7243         mutex_lock(&uuid_mutex);
7244
7245         /*
7246          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7247          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7248          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7249          * device items, so clear it here.
7250          */
7251         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7252
7253         /*
7254          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7255          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7256          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7257          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7258          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7259          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7260          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7261          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7262          */
7263         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7264         path->skip_locking = 1;
7265
7266         /*
7267          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7268          * device items are found before any chunk item (their object id
7269          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7270          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7271          */
7272         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7273         key.offset = 0;
7274         key.type = 0;
7275         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7276                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7277
7278                 leaf = path->nodes[0];
7279                 slot = path->slots[0];
7280
7281                 if (node) {
7282                         if (last_ra_node != node->start) {
7283                                 readahead_tree_node_children(node);
7284                                 last_ra_node = node->start;
7285                         }
7286                 }
7287                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7288                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7289                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7290                                                   struct btrfs_dev_item);
7291                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7292                         if (ret)
7293                                 goto error;
7294                         total_dev++;
7295                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7296                         struct btrfs_chunk *chunk;
7297
7298                         /*
7299                          * We are only called at mount time, so no need to take
7300                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7301                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7302                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7303                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7304                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7305                          */
7306                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7307                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7308                         if (ret)
7309                                 goto error;
7310                 }
7311         }
7312         /* Catch error found during iteration */
7313         if (iter_ret < 0) {
7314                 ret = iter_ret;
7315                 goto error;
7316         }
7317
7318         /*
7319          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7320          * do another round of validation checks.
7321          */
7322         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7323                 btrfs_warn(fs_info,
7324 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7325                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7326                           total_dev);
7327                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7328                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7329         }
7330         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7331             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7332                 btrfs_err(fs_info,
7333         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7334                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7335                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7336                 ret = -EINVAL;
7337                 goto error;
7338         }
7339         ret = 0;
7340 error:
7341         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7342
7343         btrfs_free_path(path);
7344         return ret;
7345 }
7346
7347 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7348 {
7349         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7350         struct btrfs_device *device;
7351         int ret = 0;
7352
7353         fs_devices->fs_info = fs_info;
7354
7355         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7356         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7357                 device->fs_info = fs_info;
7358
7359         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7360                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7361                         device->fs_info = fs_info;
7362                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7363                         if (ret)
7364                                 break;
7365                 }
7366
7367                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7368         }
7369         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7370
7371         return ret;
7372 }
7373
7374 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7375                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7376                                  int index)
7377 {
7378         u64 val;
7379
7380         read_extent_buffer(eb, &val,
7381                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7382                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7383                            sizeof(val));
7384         return val;
7385 }
7386
7387 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7388                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7389                                       int index, u64 val)
7390 {
7391         write_extent_buffer(eb, &val,
7392                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7393                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7394                             sizeof(val));
7395 }
7396
7397 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7398                                        struct btrfs_path *path)
7399 {
7400         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7401         struct extent_buffer *eb;
7402         struct btrfs_key key;
7403         int item_size;
7404         int i, ret, slot;
7405
7406         if (!device->fs_info->dev_root)
7407                 return 0;
7408
7409         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7410         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7411         key.offset = device->devid;
7412         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7413         if (ret) {
7414                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7415                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7416                 device->dev_stats_valid = 1;
7417                 btrfs_release_path(path);
7418                 return ret < 0 ? ret : 0;
7419         }
7420         slot = path->slots[0];
7421         eb = path->nodes[0];
7422         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7423
7424         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7425
7426         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7427                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7428                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7429                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7430                 else
7431                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7432         }
7433
7434         device->dev_stats_valid = 1;
7435         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7436         btrfs_release_path(path);
7437
7438         return 0;
7439 }
7440
7441 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7442 {
7443         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7444         struct btrfs_device *device;
7445         struct btrfs_path *path = NULL;
7446         int ret = 0;
7447
7448         path = btrfs_alloc_path();
7449         if (!path)
7450                 return -ENOMEM;
7451
7452         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7453         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7454                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7455                 if (ret)
7456                         goto out;
7457         }
7458         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7459                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7460                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7461                         if (ret)
7462                                 goto out;
7463                 }
7464         }
7465 out:
7466         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7467
7468         btrfs_free_path(path);
7469         return ret;
7470 }
7471
7472 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7473                                 struct btrfs_device *device)
7474 {
7475         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7476         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7477         struct btrfs_path *path;
7478         struct btrfs_key key;
7479         struct extent_buffer *eb;
7480         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7481         int ret;
7482         int i;
7483
7484         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7485         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7486         key.offset = device->devid;
7487
7488         path = btrfs_alloc_path();
7489         if (!path)
7490                 return -ENOMEM;
7491         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7492         if (ret < 0) {
7493                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7494                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7495                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7496                 goto out;
7497         }
7498
7499         if (ret == 0 &&
7500             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7501                 /* need to delete old one and insert a new one */
7502                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7503                 if (ret != 0) {
7504                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7505                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7506                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7507                         goto out;
7508                 }
7509                 ret = 1;
7510         }
7511
7512         if (ret == 1) {
7513                 /* need to insert a new item */
7514                 btrfs_release_path(path);
7515                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7516                                               &key, sizeof(*ptr));
7517                 if (ret < 0) {
7518                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7519                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7520                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7521                         goto out;
7522                 }
7523         }
7524
7525         eb = path->nodes[0];
7526         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7527         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7528                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7529                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7530         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, eb);
7531
7532 out:
7533         btrfs_free_path(path);
7534         return ret;
7535 }
7536
7537 /*
7538  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7539  */
7540 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7541 {
7542         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7543         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7544         struct btrfs_device *device;
7545         int stats_cnt;
7546         int ret = 0;
7547
7548         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7549         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7550                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7551                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7552                         continue;
7553
7554
7555                 /*
7556                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7557                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7558                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7559                  * require explicit read memory barriers.
7560                  *
7561                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7562                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7563                  * barrier implied by atomic_xchg in
7564                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7565                  */
7566                 smp_rmb();
7567
7568                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7569                 if (!ret)
7570                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7571         }
7572         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7573
7574         return ret;
7575 }
7576
7577 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7578 {
7579         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7580
7581         if (!dev->dev_stats_valid)
7582                 return;
7583         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7584                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7585                            btrfs_dev_name(dev),
7586                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7587                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7588                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7589                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7590                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7591 }
7592
7593 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7594 {
7595         int i;
7596
7597         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7598                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7599                         break;
7600         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7601                 return; /* all values == 0, suppress message */
7602
7603         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7604                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7605                btrfs_dev_name(dev),
7606                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7607                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7608                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7609                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7610                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7611 }
7612
7613 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7614                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7615 {
7616         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7617         struct btrfs_device *dev;
7618         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7619         int i;
7620
7621         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7622         args.devid = stats->devid;
7623         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7624         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7625
7626         if (!dev) {
7627                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7628                 return -ENODEV;
7629         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7630                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7631                 return -ENODEV;
7632         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7633                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7634                         if (stats->nr_items > i)
7635                                 stats->values[i] =
7636                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7637                         else
7638                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7639                 }
7640                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7641                            current->comm, task_pid_nr(current));
7642         } else {
7643                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7644                         if (stats->nr_items > i)
7645                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7646         }
7647         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7648                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7649         return 0;
7650 }
7651
7652 /*
7653  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7654  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7655  * superblocks.
7656  *
7657  * Must be invoked during transaction commit.
7658  */
7659 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7660 {
7661         struct btrfs_device *curr, *next;
7662
7663         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7664
7665         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7666                 return;
7667
7668         /*
7669          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7670          * transaction and the transaction must complete before the device is
7671          * released.
7672          */
7673         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7674         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7675                                  post_commit_list) {
7676                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7677                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7678                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7679         }
7680         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7681 }
7682
7683 /*
7684  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7685  */
7686 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7687 {
7688         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7689
7690         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7691 }
7692
7693
7694
7695 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7696                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7697                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7698 {
7699         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7700         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7701         struct extent_map *em;
7702         struct map_lookup *map;
7703         struct btrfs_device *dev;
7704         u64 stripe_len;
7705         bool found = false;
7706         int ret = 0;
7707         int i;
7708
7709         read_lock(&em_tree->lock);
7710         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
7711         read_unlock(&em_tree->lock);
7712
7713         if (!em) {
7714                 btrfs_err(fs_info,
7715 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7716                           physical_offset, devid);
7717                 ret = -EUCLEAN;
7718                 goto out;
7719         }
7720
7721         map = em->map_lookup;
7722         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
7723         if (physical_len != stripe_len) {
7724                 btrfs_err(fs_info,
7725 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
7726                           physical_offset, devid, em->start, physical_len,
7727                           stripe_len);
7728                 ret = -EUCLEAN;
7729                 goto out;
7730         }
7731
7732         /*
7733          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
7734          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
7735          * the users.
7736          */
7737         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
7738                 btrfs_warn(fs_info,
7739                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
7740                            devid, physical_offset, physical_len);
7741
7742         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7743                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
7744                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
7745                         found = true;
7746                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
7747                                 btrfs_err(fs_info,
7748                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
7749                                           em->start);
7750                                 ret = -EUCLEAN;
7751                                 goto out;
7752                         }
7753                         map->verified_stripes++;
7754                         break;
7755                 }
7756         }
7757         if (!found) {
7758                 btrfs_err(fs_info,
7759         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
7760                         physical_offset, devid);
7761                 ret = -EUCLEAN;
7762         }
7763
7764         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
7765         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7766         if (!dev) {
7767                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
7768                 ret = -EUCLEAN;
7769                 goto out;
7770         }
7771
7772         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
7773                 btrfs_err(fs_info,
7774 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
7775                           devid, physical_offset, physical_len,
7776                           dev->disk_total_bytes);
7777                 ret = -EUCLEAN;
7778                 goto out;
7779         }
7780
7781         if (dev->zone_info) {
7782                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
7783
7784                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
7785                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
7786                         btrfs_err(fs_info,
7787 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
7788                                   devid, physical_offset, physical_len);
7789                         ret = -EUCLEAN;
7790                         goto out;
7791                 }
7792         }
7793
7794 out:
7795         free_extent_map(em);
7796         return ret;
7797 }
7798
7799 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7800 {
7801         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7802         struct extent_map *em;
7803         struct rb_node *node;
7804         int ret = 0;
7805
7806         read_lock(&em_tree->lock);
7807         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
7808                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
7809                 if (em->map_lookup->num_stripes !=
7810                     em->map_lookup->verified_stripes) {
7811                         btrfs_err(fs_info,
7812                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
7813                                   em->start, em->map_lookup->verified_stripes,
7814                                   em->map_lookup->num_stripes);
7815                         ret = -EUCLEAN;
7816                         goto out;
7817                 }
7818         }
7819 out:
7820         read_unlock(&em_tree->lock);
7821         return ret;
7822 }
7823
7824 /*
7825  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
7826  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
7827  *
7828  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
7829  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
7830  */
7831 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7832 {
7833         struct btrfs_path *path;
7834         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
7835         struct btrfs_key key;
7836         u64 prev_devid = 0;
7837         u64 prev_dev_ext_end = 0;
7838         int ret = 0;
7839
7840         /*
7841          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
7842          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
7843          * case for sure.
7844          *
7845          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
7846          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
7847          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
7848          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
7849          */
7850         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
7851                 return 0;
7852
7853         key.objectid = 1;
7854         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
7855         key.offset = 0;
7856
7857         path = btrfs_alloc_path();
7858         if (!path)
7859                 return -ENOMEM;
7860
7861         path->reada = READA_FORWARD;
7862         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
7863         if (ret < 0)
7864                 goto out;
7865
7866         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
7867                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
7868                 if (ret < 0)
7869                         goto out;
7870                 /* No dev extents at all? Not good */
7871                 if (ret > 0) {
7872                         ret = -EUCLEAN;
7873                         goto out;
7874                 }
7875         }
7876         while (1) {
7877                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
7878                 struct btrfs_dev_extent *dext;
7879                 int slot = path->slots[0];
7880                 u64 chunk_offset;
7881                 u64 physical_offset;
7882                 u64 physical_len;
7883                 u64 devid;
7884
7885                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
7886                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
7887                         break;
7888                 devid = key.objectid;
7889                 physical_offset = key.offset;
7890
7891                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
7892                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
7893                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
7894
7895                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
7896                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
7897                         btrfs_err(fs_info,
7898 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
7899                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
7900                         ret = -EUCLEAN;
7901                         goto out;
7902                 }
7903
7904                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
7905                                             physical_offset, physical_len);
7906                 if (ret < 0)
7907                         goto out;
7908                 prev_devid = devid;
7909                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
7910
7911                 ret = btrfs_next_item(root, path);
7912                 if (ret < 0)
7913                         goto out;
7914                 if (ret > 0) {
7915                         ret = 0;
7916                         break;
7917                 }
7918         }
7919
7920         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
7921         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
7922 out:
7923         btrfs_free_path(path);
7924         return ret;
7925 }
7926
7927 /*
7928  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
7929  * used as a swapfile.
7930  */
7931 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
7932 {
7933         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
7934         struct rb_node *node;
7935
7936         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7937         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
7938         while (node) {
7939                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
7940                 if (ptr < sp->ptr)
7941                         node = node->rb_left;
7942                 else if (ptr > sp->ptr)
7943                         node = node->rb_right;
7944                 else
7945                         break;
7946         }
7947         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7948         return node != NULL;
7949 }
7950
7951 static int relocating_repair_kthread(void *data)
7952 {
7953         struct btrfs_block_group *cache = data;
7954         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
7955         u64 target;
7956         int ret = 0;
7957
7958         target = cache->start;
7959         btrfs_put_block_group(cache);
7960
7961         sb_start_write(fs_info->sb);
7962         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
7963                 btrfs_info(fs_info,
7964                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
7965                            target);
7966                 sb_end_write(fs_info->sb);
7967                 return -EBUSY;
7968         }
7969
7970         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
7971
7972         /* Ensure block group still exists */
7973         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
7974         if (!cache)
7975                 goto out;
7976
7977         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
7978                 goto out;
7979
7980         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
7981         if (ret < 0)
7982                 goto out;
7983
7984         btrfs_info(fs_info,
7985                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
7986                    target);
7987         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
7988
7989 out:
7990         if (cache)
7991                 btrfs_put_block_group(cache);
7992         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
7993         btrfs_exclop_finish(fs_info);
7994         sb_end_write(fs_info->sb);
7995
7996         return ret;
7997 }
7998
7999 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8000 {
8001         struct btrfs_block_group *cache;
8002
8003         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8004                 return false;
8005
8006         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8007         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8008                 return true;
8009
8010         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8011         if (!cache)
8012                 return true;
8013
8014         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8015                 btrfs_put_block_group(cache);
8016                 return true;
8017         }
8018
8019         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8020                     "btrfs-relocating-repair");
8021
8022         return true;
8023 }
8024
8025 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8026                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8027                                     u64 logical)
8028 {
8029         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8030         int i;
8031
8032         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8033                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8034                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8035
8036                 if (logical >= stripe_start &&
8037                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8038                         break;
8039         }
8040         ASSERT(i < data_stripes);
8041         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8042         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8043                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8044                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8045 }
8046
8047 /*
8048  * Map a repair write into a single device.
8049  *
8050  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8051  * update the contents of a single device.
8052  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8053  *
8054  * Callers should ensure:
8055  *
8056  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8057  * - The range does not cross stripe boundary
8058  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8059  */
8060 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8061                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8062                            u32 length, int mirror_num)
8063 {
8064         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8065         u64 map_length = length;
8066         int mirror_ret = mirror_num;
8067         int ret;
8068
8069         ASSERT(mirror_num > 0);
8070
8071         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8072                               &bioc, smap, &mirror_ret);
8073         if (ret < 0)
8074                 return ret;
8075
8076         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8077         ASSERT(map_length >= length);
8078
8079         /* Already mapped to single stripe. */
8080         if (!bioc)
8081                 goto out;
8082
8083         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8084         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8085                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8086                 goto out;
8087         }
8088
8089         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8090         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8091         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8092 out:
8093         btrfs_put_bioc(bioc);
8094         ASSERT(smap->dev);
8095         return 0;
8096 }