GNU Linux-libre 6.0.2-gnu
[releases.git] / fs / btrfs / volumes.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/sched/mm.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/ratelimit.h>
12 #include <linux/kthread.h>
13 #include <linux/raid/pq.h>
14 #include <linux/semaphore.h>
15 #include <linux/uuid.h>
16 #include <linux/list_sort.h>
17 #include <linux/namei.h>
18 #include "misc.h"
19 #include "ctree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "disk-io.h"
22 #include "transaction.h"
23 #include "print-tree.h"
24 #include "volumes.h"
25 #include "raid56.h"
26 #include "async-thread.h"
27 #include "check-integrity.h"
28 #include "rcu-string.h"
29 #include "dev-replace.h"
30 #include "sysfs.h"
31 #include "tree-checker.h"
32 #include "space-info.h"
33 #include "block-group.h"
34 #include "discard.h"
35 #include "zoned.h"
36
37 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
38                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
39                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
40
41 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
42         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
43                 .sub_stripes    = 2,
44                 .dev_stripes    = 1,
45                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
46                 .devs_min       = 2,
47                 .tolerated_failures = 1,
48                 .devs_increment = 2,
49                 .ncopies        = 2,
50                 .nparity        = 0,
51                 .raid_name      = "raid10",
52                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
53                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
54         },
55         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
56                 .sub_stripes    = 1,
57                 .dev_stripes    = 1,
58                 .devs_max       = 2,
59                 .devs_min       = 2,
60                 .tolerated_failures = 1,
61                 .devs_increment = 2,
62                 .ncopies        = 2,
63                 .nparity        = 0,
64                 .raid_name      = "raid1",
65                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
66                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
67         },
68         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
69                 .sub_stripes    = 1,
70                 .dev_stripes    = 1,
71                 .devs_max       = 3,
72                 .devs_min       = 3,
73                 .tolerated_failures = 2,
74                 .devs_increment = 3,
75                 .ncopies        = 3,
76                 .nparity        = 0,
77                 .raid_name      = "raid1c3",
78                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
79                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
80         },
81         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
82                 .sub_stripes    = 1,
83                 .dev_stripes    = 1,
84                 .devs_max       = 4,
85                 .devs_min       = 4,
86                 .tolerated_failures = 3,
87                 .devs_increment = 4,
88                 .ncopies        = 4,
89                 .nparity        = 0,
90                 .raid_name      = "raid1c4",
91                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
92                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
93         },
94         [BTRFS_RAID_DUP] = {
95                 .sub_stripes    = 1,
96                 .dev_stripes    = 2,
97                 .devs_max       = 1,
98                 .devs_min       = 1,
99                 .tolerated_failures = 0,
100                 .devs_increment = 1,
101                 .ncopies        = 2,
102                 .nparity        = 0,
103                 .raid_name      = "dup",
104                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
105                 .mindev_error   = 0,
106         },
107         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
108                 .sub_stripes    = 1,
109                 .dev_stripes    = 1,
110                 .devs_max       = 0,
111                 .devs_min       = 1,
112                 .tolerated_failures = 0,
113                 .devs_increment = 1,
114                 .ncopies        = 1,
115                 .nparity        = 0,
116                 .raid_name      = "raid0",
117                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
118                 .mindev_error   = 0,
119         },
120         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
121                 .sub_stripes    = 1,
122                 .dev_stripes    = 1,
123                 .devs_max       = 1,
124                 .devs_min       = 1,
125                 .tolerated_failures = 0,
126                 .devs_increment = 1,
127                 .ncopies        = 1,
128                 .nparity        = 0,
129                 .raid_name      = "single",
130                 .bg_flag        = 0,
131                 .mindev_error   = 0,
132         },
133         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
134                 .sub_stripes    = 1,
135                 .dev_stripes    = 1,
136                 .devs_max       = 0,
137                 .devs_min       = 2,
138                 .tolerated_failures = 1,
139                 .devs_increment = 1,
140                 .ncopies        = 1,
141                 .nparity        = 1,
142                 .raid_name      = "raid5",
143                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
144                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
145         },
146         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
147                 .sub_stripes    = 1,
148                 .dev_stripes    = 1,
149                 .devs_max       = 0,
150                 .devs_min       = 3,
151                 .tolerated_failures = 2,
152                 .devs_increment = 1,
153                 .ncopies        = 1,
154                 .nparity        = 2,
155                 .raid_name      = "raid6",
156                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
157                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
158         },
159 };
160
161 /*
162  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
163  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
164  */
165 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
166 {
167         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
168
169         if (!profile)
170                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
171
172         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
173 }
174
175 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
176 {
177         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
178
179         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
180                 return NULL;
181
182         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
183 }
184
185 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
186 {
187         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
188
189         return btrfs_raid_array[index].nparity;
190 }
191
192 /*
193  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
194  * bytes including terminating null byte.
195  */
196 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
197 {
198         int i;
199         int ret;
200         char *bp = buf;
201         u64 flags = bg_flags;
202         u32 size_bp = size_buf;
203
204         if (!flags) {
205                 strcpy(bp, "NONE");
206                 return;
207         }
208
209 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
210         do {                                                            \
211                 if (flags & (flag)) {                                   \
212                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
213                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
214                                 goto out_overflow;                      \
215                         size_bp -= ret;                                 \
216                         bp += ret;                                      \
217                         flags &= ~(flag);                               \
218                 }                                                       \
219         } while (0)
220
221         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
222         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
223         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
224
225         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
226         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
227                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
228                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
229 #undef DESCRIBE_FLAG
230
231         if (flags) {
232                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
233                 size_bp -= ret;
234         }
235
236         if (size_bp < size_buf)
237                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
238
239         /*
240          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
241          * large buffer
242          */
243 out_overflow:;
244 }
245
246 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
247 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
248 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
249 static int __btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
250                              enum btrfs_map_op op,
251                              u64 logical, u64 *length,
252                              struct btrfs_io_context **bioc_ret,
253                              int mirror_num, int need_raid_map);
254
255 /*
256  * Device locking
257  * ==============
258  *
259  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
260  * structures like chunks but not block groups, extents or files
261  *
262  * uuid_mutex (global lock)
263  * ------------------------
264  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
265  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
266  * device) or requested by the device= mount option
267  *
268  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
269  *
270  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
271  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
272  *
273  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
274  *
275  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
276  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
277  * scan ioctl
278  *
279  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
280  *
281  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
282  * ------------------------------------------------
283  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
284  *
285  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
286  *
287  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
288  * modifications to the list (see write_all_supers)
289  *
290  * Is not required at mount and close times, because our device list is
291  * protected by the uuid_mutex at that point.
292  *
293  * balance_mutex
294  * -------------
295  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
296  * several places (internally, ioctl)
297  *
298  * chunk_mutex
299  * -----------
300  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
301  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
302  * individual devices, since they can be added to the transaction's
303  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
304  *
305  * cleaner_mutex
306  * -------------
307  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
308  * cleaning together with relocation or delayed iputs
309  *
310  *
311  * Lock nesting
312  * ============
313  *
314  * uuid_mutex
315  *   device_list_mutex
316  *     chunk_mutex
317  *   balance_mutex
318  *
319  *
320  * Exclusive operations
321  * ====================
322  *
323  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
324  * whole filesystem and cannot run in parallel.
325  *
326  * - Balance (*)
327  * - Device add
328  * - Device remove
329  * - Device replace (*)
330  * - Resize
331  *
332  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
333  *
334  * - Running state
335  * - Paused state
336  * - Completed state
337  *
338  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
339  * following reasons:
340  *
341  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
342  * - filesystem remounted as read-only
343  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
344  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
345  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
346  *
347  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
348  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
349  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
350  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
351  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
352  * completed.
353  */
354
355 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
356 static LIST_HEAD(fs_uuids);
357 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
358 {
359         return &fs_uuids;
360 }
361
362 /*
363  * alloc_fs_devices - allocate struct btrfs_fs_devices
364  * @fsid:               if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid
365  * @metadata_fsid:      if not NULL, copy the UUID to fs_devices::metadata_fsid
366  *
367  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
368  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
369  * kfree() right away.
370  */
371 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid,
372                                                  const u8 *metadata_fsid)
373 {
374         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
375
376         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
377         if (!fs_devs)
378                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
379
380         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
381
382         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
383         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
384         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
385         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
386         if (fsid)
387                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
388
389         if (metadata_fsid)
390                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, metadata_fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
391         else if (fsid)
392                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
393
394         return fs_devs;
395 }
396
397 void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
398 {
399         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
400         rcu_string_free(device->name);
401         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
402         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
403         kfree(device);
404 }
405
406 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
407 {
408         struct btrfs_device *device;
409         WARN_ON(fs_devices->opened);
410         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
411                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
412                                     struct btrfs_device, dev_list);
413                 list_del(&device->dev_list);
414                 btrfs_free_device(device);
415         }
416         kfree(fs_devices);
417 }
418
419 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
420 {
421         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
422
423         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
424                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
425                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
426                 list_del(&fs_devices->fs_list);
427                 free_fs_devices(fs_devices);
428         }
429 }
430
431 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
432                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
433 {
434         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
435
436         ASSERT(fsid);
437
438         /* Handle non-split brain cases */
439         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
440                 if (metadata_fsid) {
441                         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0
442                             && memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid,
443                                       BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
444                                 return fs_devices;
445                 } else {
446                         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
447                                 return fs_devices;
448                 }
449         }
450         return NULL;
451 }
452
453 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_with_metadata_uuid(
454                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
455 {
456
457         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
458
459         /*
460          * Handle scanned device having completed its fsid change but
461          * belonging to a fs_devices that was created by first scanning
462          * a device which didn't have its fsid/metadata_uuid changed
463          * at all and the CHANGING_FSID_V2 flag set.
464          */
465         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
466                 if (fs_devices->fsid_change &&
467                     memcmp(disk_super->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
468                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
469                     memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
470                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0) {
471                         return fs_devices;
472                 }
473         }
474         /*
475          * Handle scanned device having completed its fsid change but
476          * belonging to a fs_devices that was created by a device that
477          * has an outdated pair of fsid/metadata_uuid and
478          * CHANGING_FSID_V2 flag set.
479          */
480         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
481                 if (fs_devices->fsid_change &&
482                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid,
483                            fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
484                     memcmp(disk_super->metadata_uuid, fs_devices->metadata_uuid,
485                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0) {
486                         return fs_devices;
487                 }
488         }
489
490         return find_fsid(disk_super->fsid, disk_super->metadata_uuid);
491 }
492
493
494 static int
495 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, fmode_t flags, void *holder,
496                       int flush, struct block_device **bdev,
497                       struct btrfs_super_block **disk_super)
498 {
499         int ret;
500
501         *bdev = blkdev_get_by_path(device_path, flags, holder);
502
503         if (IS_ERR(*bdev)) {
504                 ret = PTR_ERR(*bdev);
505                 goto error;
506         }
507
508         if (flush)
509                 sync_blockdev(*bdev);
510         ret = set_blocksize(*bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
511         if (ret) {
512                 blkdev_put(*bdev, flags);
513                 goto error;
514         }
515         invalidate_bdev(*bdev);
516         *disk_super = btrfs_read_dev_super(*bdev);
517         if (IS_ERR(*disk_super)) {
518                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
519                 blkdev_put(*bdev, flags);
520                 goto error;
521         }
522
523         return 0;
524
525 error:
526         *bdev = NULL;
527         return ret;
528 }
529
530 /**
531  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).
532  *  When both inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
533  *
534  *  @devt:      Optional. When provided will it release all unmounted devices
535  *              matching this devt only.
536  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
537  *              devices.
538  *
539  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
540  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
541  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
542  */
543 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
544 {
545         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
546         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
547         int ret = 0;
548
549         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
550
551         if (devt)
552                 ret = -ENOENT;
553
554         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
555
556                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
557                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
558                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
559                         if (skip_device && skip_device == device)
560                                 continue;
561                         if (devt && devt != device->devt)
562                                 continue;
563                         if (fs_devices->opened) {
564                                 /* for an already deleted device return 0 */
565                                 if (devt && ret != 0)
566                                         ret = -EBUSY;
567                                 break;
568                         }
569
570                         /* delete the stale device */
571                         fs_devices->num_devices--;
572                         list_del(&device->dev_list);
573                         btrfs_free_device(device);
574
575                         ret = 0;
576                 }
577                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
578
579                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
580                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
581                         list_del(&fs_devices->fs_list);
582                         free_fs_devices(fs_devices);
583                 }
584         }
585
586         return ret;
587 }
588
589 /*
590  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
591  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
592  * fs_devices->device_list_mutex here.
593  */
594 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
595                         struct btrfs_device *device, fmode_t flags,
596                         void *holder)
597 {
598         struct block_device *bdev;
599         struct btrfs_super_block *disk_super;
600         u64 devid;
601         int ret;
602
603         if (device->bdev)
604                 return -EINVAL;
605         if (!device->name)
606                 return -EINVAL;
607
608         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
609                                     &bdev, &disk_super);
610         if (ret)
611                 return ret;
612
613         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
614         if (devid != device->devid)
615                 goto error_free_page;
616
617         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
618                 goto error_free_page;
619
620         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
621
622         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
623                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
624                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
625                         pr_err(
626                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
627                         goto error_free_page;
628                 }
629
630                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
631                 fs_devices->seeding = true;
632         } else {
633                 if (bdev_read_only(bdev))
634                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
635                 else
636                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
637         }
638
639         if (!bdev_nonrot(bdev))
640                 fs_devices->rotating = true;
641
642         device->bdev = bdev;
643         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
644         device->mode = flags;
645
646         fs_devices->open_devices++;
647         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
648             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
649                 fs_devices->rw_devices++;
650                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
651         }
652         btrfs_release_disk_super(disk_super);
653
654         return 0;
655
656 error_free_page:
657         btrfs_release_disk_super(disk_super);
658         blkdev_put(bdev, flags);
659
660         return -EINVAL;
661 }
662
663 /*
664  * Handle scanned device having its CHANGING_FSID_V2 flag set and the fs_devices
665  * being created with a disk that has already completed its fsid change. Such
666  * disk can belong to an fs which has its FSID changed or to one which doesn't.
667  * Handle both cases here.
668  */
669 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_inprogress(
670                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
671 {
672         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
673
674         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
675                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
676                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
677                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->fsid,
678                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 && !fs_devices->fsid_change) {
679                         return fs_devices;
680                 }
681         }
682
683         return find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
684 }
685
686
687 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_changed(
688                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
689 {
690         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
691
692         /*
693          * Handles the case where scanned device is part of an fs that had
694          * multiple successful changes of FSID but currently device didn't
695          * observe it. Meaning our fsid will be different than theirs. We need
696          * to handle two subcases :
697          *  1 - The fs still continues to have different METADATA/FSID uuids.
698          *  2 - The fs is switched back to its original FSID (METADATA/FSID
699          *  are equal).
700          */
701         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
702                 /* Changed UUIDs */
703                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
704                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
705                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->metadata_uuid,
706                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
707                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
708                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
709                         return fs_devices;
710
711                 /* Unchanged UUIDs */
712                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
713                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
714                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->metadata_uuid,
715                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
716                         return fs_devices;
717         }
718
719         return NULL;
720 }
721
722 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_reverted_metadata(
723                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
724 {
725         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
726
727         /*
728          * Handle the case where the scanned device is part of an fs whose last
729          * metadata UUID change reverted it to the original FSID. At the same
730          * time * fs_devices was first created by another constitutent device
731          * which didn't fully observe the operation. This results in an
732          * btrfs_fs_devices created with metadata/fsid different AND
733          * btrfs_fs_devices::fsid_change set AND the metadata_uuid of the
734          * fs_devices equal to the FSID of the disk.
735          */
736         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
737                 if (memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
738                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
739                     memcmp(fs_devices->metadata_uuid, disk_super->fsid,
740                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
741                     fs_devices->fsid_change)
742                         return fs_devices;
743         }
744
745         return NULL;
746 }
747 /*
748  * Add new device to list of registered devices
749  *
750  * Returns:
751  * device pointer which was just added or updated when successful
752  * error pointer when failed
753  */
754 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
755                            struct btrfs_super_block *disk_super,
756                            bool *new_device_added)
757 {
758         struct btrfs_device *device;
759         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
760         struct rcu_string *name;
761         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
762         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
763         dev_t path_devt;
764         int error;
765         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
766                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
767         bool fsid_change_in_progress = (btrfs_super_flags(disk_super) &
768                                         BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2);
769
770         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
771         if (error)
772                 return ERR_PTR(error);
773
774         if (fsid_change_in_progress) {
775                 if (!has_metadata_uuid)
776                         fs_devices = find_fsid_inprogress(disk_super);
777                 else
778                         fs_devices = find_fsid_changed(disk_super);
779         } else if (has_metadata_uuid) {
780                 fs_devices = find_fsid_with_metadata_uuid(disk_super);
781         } else {
782                 fs_devices = find_fsid_reverted_metadata(disk_super);
783                 if (!fs_devices)
784                         fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
785         }
786
787
788         if (!fs_devices) {
789                 if (has_metadata_uuid)
790                         fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid,
791                                                       disk_super->metadata_uuid);
792                 else
793                         fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid, NULL);
794
795                 if (IS_ERR(fs_devices))
796                         return ERR_CAST(fs_devices);
797
798                 fs_devices->fsid_change = fsid_change_in_progress;
799
800                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
801                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
802
803                 device = NULL;
804         } else {
805                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
806                         .devid = devid,
807                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
808                 };
809
810                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
811                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
812
813                 /*
814                  * If this disk has been pulled into an fs devices created by
815                  * a device which had the CHANGING_FSID_V2 flag then replace the
816                  * metadata_uuid/fsid values of the fs_devices.
817                  */
818                 if (fs_devices->fsid_change &&
819                     found_transid > fs_devices->latest_generation) {
820                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
821                                         BTRFS_FSID_SIZE);
822
823                         if (has_metadata_uuid)
824                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
825                                        disk_super->metadata_uuid,
826                                        BTRFS_FSID_SIZE);
827                         else
828                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
829                                        disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
830
831                         fs_devices->fsid_change = false;
832                 }
833         }
834
835         if (!device) {
836                 if (fs_devices->opened) {
837                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
838                         return ERR_PTR(-EBUSY);
839                 }
840
841                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
842                                             disk_super->dev_item.uuid);
843                 if (IS_ERR(device)) {
844                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
845                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
846                         return device;
847                 }
848
849                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
850                 if (!name) {
851                         btrfs_free_device(device);
852                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
853                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
854                 }
855                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
856                 device->devt = path_devt;
857
858                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
859                 fs_devices->num_devices++;
860
861                 device->fs_devices = fs_devices;
862                 *new_device_added = true;
863
864                 if (disk_super->label[0])
865                         pr_info(
866         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
867                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
868                                 current->comm, task_pid_nr(current));
869                 else
870                         pr_info(
871         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
872                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
873                                 current->comm, task_pid_nr(current));
874
875         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
876                 /*
877                  * When FS is already mounted.
878                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
879                  *    means this device was missing at time of FS mount.
880                  * 2. If you are here and if the device->name is different
881                  *    from 'path' that means either
882                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
883                  *         different name. or
884                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
885                  *         reappeared now.
886                  *
887                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
888                  * and unintentional.
889                  *
890                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
891                  * would have missed some transaction when it was away and
892                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
893                  * 2b must not be allowed at all time.
894                  */
895
896                 /*
897                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
898                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
899                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
900                  * when we reject replacement on a mounted FS.
901                  */
902                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
903                         /*
904                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
905                          * are here, that means there is more than one
906                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
907                          * with larger generation number or the last-in if
908                          * generation are equal.
909                          */
910                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
911                         return ERR_PTR(-EEXIST);
912                 }
913
914                 /*
915                  * We are going to replace the device path for a given devid,
916                  * make sure it's the same device if the device is mounted
917                  *
918                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
919                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
920                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
921                  * torn down.
922                  */
923                 if (device->bdev) {
924                         if (device->devt != path_devt) {
925                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
926                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
927         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
928                                                   path, devid, found_transid,
929                                                   current->comm,
930                                                   task_pid_nr(current));
931                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
932                         }
933                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
934         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
935                                           devid, rcu_str_deref(device->name),
936                                           path, current->comm,
937                                           task_pid_nr(current));
938                 }
939
940                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
941                 if (!name) {
942                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
943                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
944                 }
945                 rcu_string_free(device->name);
946                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
947                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
948                         fs_devices->missing_devices--;
949                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
950                 }
951                 device->devt = path_devt;
952         }
953
954         /*
955          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
956          * generation along with most of the other members. So just update
957          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
958          * (as above).
959          */
960         if (!fs_devices->opened) {
961                 device->generation = found_transid;
962                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
963                                                 fs_devices->latest_generation);
964         }
965
966         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
967
968         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
969         return device;
970 }
971
972 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
973 {
974         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
975         struct btrfs_device *device;
976         struct btrfs_device *orig_dev;
977         int ret = 0;
978
979         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
980
981         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid, NULL);
982         if (IS_ERR(fs_devices))
983                 return fs_devices;
984
985         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
986
987         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
988                 struct rcu_string *name;
989
990                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
991                                             orig_dev->uuid);
992                 if (IS_ERR(device)) {
993                         ret = PTR_ERR(device);
994                         goto error;
995                 }
996
997                 /*
998                  * This is ok to do without rcu read locked because we hold the
999                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
1000                  */
1001                 if (orig_dev->name) {
1002                         name = rcu_string_strdup(orig_dev->name->str,
1003                                         GFP_KERNEL);
1004                         if (!name) {
1005                                 btrfs_free_device(device);
1006                                 ret = -ENOMEM;
1007                                 goto error;
1008                         }
1009                         rcu_assign_pointer(device->name, name);
1010                 }
1011
1012                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
1013                 device->fs_devices = fs_devices;
1014                 fs_devices->num_devices++;
1015         }
1016         return fs_devices;
1017 error:
1018         free_fs_devices(fs_devices);
1019         return ERR_PTR(ret);
1020 }
1021
1022 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1023                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1024 {
1025         struct btrfs_device *device, *next;
1026
1027         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1028         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1029                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1030                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1031                                       &device->dev_state) &&
1032                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1033                                       &device->dev_state) &&
1034                             (!*latest_dev ||
1035                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1036                                 *latest_dev = device;
1037                         }
1038                         continue;
1039                 }
1040
1041                 /*
1042                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1043                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1044                  */
1045                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1046                         continue;
1047
1048                 if (device->bdev) {
1049                         blkdev_put(device->bdev, device->mode);
1050                         device->bdev = NULL;
1051                         fs_devices->open_devices--;
1052                 }
1053                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1054                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1055                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1056                         fs_devices->rw_devices--;
1057                 }
1058                 list_del_init(&device->dev_list);
1059                 fs_devices->num_devices--;
1060                 btrfs_free_device(device);
1061         }
1062
1063 }
1064
1065 /*
1066  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1067  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1068  */
1069 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1070 {
1071         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1072         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1073
1074         mutex_lock(&uuid_mutex);
1075         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1076
1077         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1078                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1079
1080         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1081
1082         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1083 }
1084
1085 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1086 {
1087         if (!device->bdev)
1088                 return;
1089
1090         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1091                 sync_blockdev(device->bdev);
1092                 invalidate_bdev(device->bdev);
1093         }
1094
1095         blkdev_put(device->bdev, device->mode);
1096 }
1097
1098 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1099 {
1100         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1101
1102         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1103             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1104                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1105                 fs_devices->rw_devices--;
1106         }
1107
1108         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1109                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1110
1111         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1112                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1113                 fs_devices->missing_devices--;
1114         }
1115
1116         btrfs_close_bdev(device);
1117         if (device->bdev) {
1118                 fs_devices->open_devices--;
1119                 device->bdev = NULL;
1120         }
1121         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1122         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1123
1124         device->fs_info = NULL;
1125         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1126         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1127
1128         /*
1129          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1130          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1131          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1132          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1133          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1134          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1135          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1136          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1137          * unsafe super blocks.
1138          */
1139         device->last_flush_error = 0;
1140
1141         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1142         ASSERT(!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1143         ASSERT(!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1144         ASSERT(list_empty(&device->dev_alloc_list));
1145         ASSERT(list_empty(&device->post_commit_list));
1146 }
1147
1148 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1149 {
1150         struct btrfs_device *device, *tmp;
1151
1152         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1153
1154         if (--fs_devices->opened > 0)
1155                 return;
1156
1157         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1158                 btrfs_close_one_device(device);
1159
1160         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1161         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1162         fs_devices->opened = 0;
1163         fs_devices->seeding = false;
1164         fs_devices->fs_info = NULL;
1165 }
1166
1167 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1168 {
1169         LIST_HEAD(list);
1170         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1171
1172         mutex_lock(&uuid_mutex);
1173         close_fs_devices(fs_devices);
1174         if (!fs_devices->opened)
1175                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1176
1177         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1178                 close_fs_devices(fs_devices);
1179                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1180                 free_fs_devices(fs_devices);
1181         }
1182         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1183 }
1184
1185 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1186                                 fmode_t flags, void *holder)
1187 {
1188         struct btrfs_device *device;
1189         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1190         struct btrfs_device *tmp_device;
1191
1192         flags |= FMODE_EXCL;
1193
1194         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1195                                  dev_list) {
1196                 int ret;
1197
1198                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1199                 if (ret == 0 &&
1200                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1201                         latest_dev = device;
1202                 } else if (ret == -ENODATA) {
1203                         fs_devices->num_devices--;
1204                         list_del(&device->dev_list);
1205                         btrfs_free_device(device);
1206                 }
1207         }
1208         if (fs_devices->open_devices == 0)
1209                 return -EINVAL;
1210
1211         fs_devices->opened = 1;
1212         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1213         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1214         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1215         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1216
1217         return 0;
1218 }
1219
1220 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1221                      const struct list_head *b)
1222 {
1223         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1224
1225         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1226         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1227
1228         if (dev1->devid < dev2->devid)
1229                 return -1;
1230         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1231                 return 1;
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1236                        fmode_t flags, void *holder)
1237 {
1238         int ret;
1239
1240         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1241         /*
1242          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1243          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1244          *
1245          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1246          * exclusion is provided by uuid_mutex
1247          */
1248
1249         if (fs_devices->opened) {
1250                 fs_devices->opened++;
1251                 ret = 0;
1252         } else {
1253                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1254                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1255         }
1256
1257         return ret;
1258 }
1259
1260 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1261 {
1262         struct page *page = virt_to_page(super);
1263
1264         put_page(page);
1265 }
1266
1267 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1268                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1269 {
1270         struct btrfs_super_block *disk_super;
1271         struct page *page;
1272         void *p;
1273         pgoff_t index;
1274
1275         /* make sure our super fits in the device */
1276         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1277                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1278
1279         /* make sure our super fits in the page */
1280         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1281                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1282
1283         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1284         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1285         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1286                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1287
1288         /* pull in the page with our super */
1289         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1290
1291         if (IS_ERR(page))
1292                 return ERR_CAST(page);
1293
1294         p = page_address(page);
1295
1296         /* align our pointer to the offset of the super block */
1297         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1298
1299         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1300             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1301                 btrfs_release_disk_super(p);
1302                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1303         }
1304
1305         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1306                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1307
1308         return disk_super;
1309 }
1310
1311 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1312 {
1313         int ret;
1314
1315         mutex_lock(&uuid_mutex);
1316         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1317         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1318
1319         return ret;
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1324  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1325  * is read via pagecache
1326  */
1327 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, fmode_t flags,
1328                                            void *holder)
1329 {
1330         struct btrfs_super_block *disk_super;
1331         bool new_device_added = false;
1332         struct btrfs_device *device = NULL;
1333         struct block_device *bdev;
1334         u64 bytenr, bytenr_orig;
1335         int ret;
1336
1337         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1338
1339         /*
1340          * we would like to check all the supers, but that would make
1341          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1342          * So, we need to add a special mount option to scan for
1343          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1344          */
1345         flags |= FMODE_EXCL;
1346
1347         bdev = blkdev_get_by_path(path, flags, holder);
1348         if (IS_ERR(bdev))
1349                 return ERR_CAST(bdev);
1350
1351         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1352         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev, 0, READ, &bytenr);
1353         if (ret) {
1354                 device = ERR_PTR(ret);
1355                 goto error_bdev_put;
1356         }
1357
1358         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr_orig);
1359         if (IS_ERR(disk_super)) {
1360                 device = ERR_CAST(disk_super);
1361                 goto error_bdev_put;
1362         }
1363
1364         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1365         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1366                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1367
1368         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1369
1370 error_bdev_put:
1371         blkdev_put(bdev, flags);
1372
1373         return device;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1378  * such is found, record the end of it in *start
1379  */
1380 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1381                                     u64 len)
1382 {
1383         u64 physical_start, physical_end;
1384
1385         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1386
1387         if (!find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1388                                    &physical_start, &physical_end,
1389                                    CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1390
1391                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1392                     in_range(*start, physical_start,
1393                              physical_end - physical_start)) {
1394                         *start = physical_end + 1;
1395                         return true;
1396                 }
1397         }
1398         return false;
1399 }
1400
1401 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device, u64 start)
1402 {
1403         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1404         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1405                 return max_t(u64, start, BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED);
1406         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1407                 /*
1408                  * We don't care about the starting region like regular
1409                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1410                  * for superblock logging.
1411                  */
1412                 return ALIGN(start, device->zone_info->zone_size);
1413         default:
1414                 BUG();
1415         }
1416 }
1417
1418 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1419                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1420                                         u64 num_bytes)
1421 {
1422         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1423         u64 pos;
1424         int ret;
1425         bool changed = false;
1426
1427         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1428
1429         while (*hole_size > 0) {
1430                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1431                                                    *hole_start + *hole_size,
1432                                                    num_bytes);
1433                 if (pos != *hole_start) {
1434                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1435                         *hole_start = pos;
1436                         changed = true;
1437                         if (*hole_size < num_bytes)
1438                                 break;
1439                 }
1440
1441                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1442
1443                 /* Range is ensured to be empty */
1444                 if (!ret)
1445                         return changed;
1446
1447                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1448                 if (ret == -ERANGE) {
1449                         *hole_start += *hole_size;
1450                         *hole_size = 0;
1451                         return true;
1452                 }
1453
1454                 *hole_start += zone_size;
1455                 *hole_size -= zone_size;
1456                 changed = true;
1457         }
1458
1459         return changed;
1460 }
1461
1462 /**
1463  * dev_extent_hole_check - check if specified hole is suitable for allocation
1464  * @device:     the device which we have the hole
1465  * @hole_start: starting position of the hole
1466  * @hole_size:  the size of the hole
1467  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1468  *
1469  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1470  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1471  */
1472 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1473                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1474 {
1475         bool changed = false;
1476         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1477
1478         for (;;) {
1479                 /*
1480                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1481                  * sending back this offset anyway.
1482                  */
1483                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1484                         if (hole_end >= *hole_start)
1485                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1486                         else
1487                                 *hole_size = 0;
1488                         changed = true;
1489                 }
1490
1491                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1492                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1493                         /* No extra check */
1494                         break;
1495                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1496                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1497                                                         hole_size, num_bytes)) {
1498                                 changed = true;
1499                                 /*
1500                                  * The changed hole can contain pending extent.
1501                                  * Loop again to check that.
1502                                  */
1503                                 continue;
1504                         }
1505                         break;
1506                 default:
1507                         BUG();
1508                 }
1509
1510                 break;
1511         }
1512
1513         return changed;
1514 }
1515
1516 /*
1517  * find_free_dev_extent_start - find free space in the specified device
1518  * @device:       the device which we search the free space in
1519  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1520  * @search_start: the position from which to begin the search
1521  * @start:        store the start of the free space.
1522  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1523  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1524  *
1525  * this uses a pretty simple search, the expectation is that it is
1526  * called very infrequently and that a given device has a small number
1527  * of extents
1528  *
1529  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1530  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1531  * of the max free space.
1532  *
1533  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1534  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1535  * the max free space.
1536  *
1537  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1538  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1539  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1540  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1541  * is not reported as available.
1542  */
1543 static int find_free_dev_extent_start(struct btrfs_device *device,
1544                                 u64 num_bytes, u64 search_start, u64 *start,
1545                                 u64 *len)
1546 {
1547         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1548         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1549         struct btrfs_key key;
1550         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1551         struct btrfs_path *path;
1552         u64 hole_size;
1553         u64 max_hole_start;
1554         u64 max_hole_size;
1555         u64 extent_end;
1556         u64 search_end = device->total_bytes;
1557         int ret;
1558         int slot;
1559         struct extent_buffer *l;
1560
1561         search_start = dev_extent_search_start(device, search_start);
1562
1563         WARN_ON(device->zone_info &&
1564                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1565
1566         path = btrfs_alloc_path();
1567         if (!path)
1568                 return -ENOMEM;
1569
1570         max_hole_start = search_start;
1571         max_hole_size = 0;
1572
1573 again:
1574         if (search_start >= search_end ||
1575                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1576                 ret = -ENOSPC;
1577                 goto out;
1578         }
1579
1580         path->reada = READA_FORWARD;
1581         path->search_commit_root = 1;
1582         path->skip_locking = 1;
1583
1584         key.objectid = device->devid;
1585         key.offset = search_start;
1586         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1587
1588         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1589         if (ret < 0)
1590                 goto out;
1591
1592         while (1) {
1593                 l = path->nodes[0];
1594                 slot = path->slots[0];
1595                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1596                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1597                         if (ret == 0)
1598                                 continue;
1599                         if (ret < 0)
1600                                 goto out;
1601
1602                         break;
1603                 }
1604                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1605
1606                 if (key.objectid < device->devid)
1607                         goto next;
1608
1609                 if (key.objectid > device->devid)
1610                         break;
1611
1612                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1613                         goto next;
1614
1615                 if (key.offset > search_start) {
1616                         hole_size = key.offset - search_start;
1617                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1618                                               num_bytes);
1619
1620                         if (hole_size > max_hole_size) {
1621                                 max_hole_start = search_start;
1622                                 max_hole_size = hole_size;
1623                         }
1624
1625                         /*
1626                          * If this free space is greater than which we need,
1627                          * it must be the max free space that we have found
1628                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1629                          * of this free space and the length of this free space
1630                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1631                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1632                          * caller.
1633                          */
1634                         if (hole_size >= num_bytes) {
1635                                 ret = 0;
1636                                 goto out;
1637                         }
1638                 }
1639
1640                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1641                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1642                                                                   dev_extent);
1643                 if (extent_end > search_start)
1644                         search_start = extent_end;
1645 next:
1646                 path->slots[0]++;
1647                 cond_resched();
1648         }
1649
1650         /*
1651          * At this point, search_start should be the end of
1652          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1653          * search_end may be smaller than search_start.
1654          */
1655         if (search_end > search_start) {
1656                 hole_size = search_end - search_start;
1657                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1658                                           num_bytes)) {
1659                         btrfs_release_path(path);
1660                         goto again;
1661                 }
1662
1663                 if (hole_size > max_hole_size) {
1664                         max_hole_start = search_start;
1665                         max_hole_size = hole_size;
1666                 }
1667         }
1668
1669         /* See above. */
1670         if (max_hole_size < num_bytes)
1671                 ret = -ENOSPC;
1672         else
1673                 ret = 0;
1674
1675 out:
1676         btrfs_free_path(path);
1677         *start = max_hole_start;
1678         if (len)
1679                 *len = max_hole_size;
1680         return ret;
1681 }
1682
1683 int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1684                          u64 *start, u64 *len)
1685 {
1686         /* FIXME use last free of some kind */
1687         return find_free_dev_extent_start(device, num_bytes, 0, start, len);
1688 }
1689
1690 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1691                           struct btrfs_device *device,
1692                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1693 {
1694         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1695         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1696         int ret;
1697         struct btrfs_path *path;
1698         struct btrfs_key key;
1699         struct btrfs_key found_key;
1700         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1701         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1702
1703         path = btrfs_alloc_path();
1704         if (!path)
1705                 return -ENOMEM;
1706
1707         key.objectid = device->devid;
1708         key.offset = start;
1709         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1710 again:
1711         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1712         if (ret > 0) {
1713                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1714                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1715                 if (ret)
1716                         goto out;
1717                 leaf = path->nodes[0];
1718                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1719                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1720                                         struct btrfs_dev_extent);
1721                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1722                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1723                 key = found_key;
1724                 btrfs_release_path(path);
1725                 goto again;
1726         } else if (ret == 0) {
1727                 leaf = path->nodes[0];
1728                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1729                                         struct btrfs_dev_extent);
1730         } else {
1731                 goto out;
1732         }
1733
1734         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1735
1736         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1737         if (ret == 0)
1738                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1739 out:
1740         btrfs_free_path(path);
1741         return ret;
1742 }
1743
1744 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1745 {
1746         struct extent_map_tree *em_tree;
1747         struct extent_map *em;
1748         struct rb_node *n;
1749         u64 ret = 0;
1750
1751         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1752         read_lock(&em_tree->lock);
1753         n = rb_last(&em_tree->map.rb_root);
1754         if (n) {
1755                 em = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
1756                 ret = em->start + em->len;
1757         }
1758         read_unlock(&em_tree->lock);
1759
1760         return ret;
1761 }
1762
1763 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1764                                     u64 *devid_ret)
1765 {
1766         int ret;
1767         struct btrfs_key key;
1768         struct btrfs_key found_key;
1769         struct btrfs_path *path;
1770
1771         path = btrfs_alloc_path();
1772         if (!path)
1773                 return -ENOMEM;
1774
1775         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1776         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1777         key.offset = (u64)-1;
1778
1779         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1780         if (ret < 0)
1781                 goto error;
1782
1783         if (ret == 0) {
1784                 /* Corruption */
1785                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1786                 ret = -EUCLEAN;
1787                 goto error;
1788         }
1789
1790         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1791                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1792                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1793         if (ret) {
1794                 *devid_ret = 1;
1795         } else {
1796                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1797                                       path->slots[0]);
1798                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1799         }
1800         ret = 0;
1801 error:
1802         btrfs_free_path(path);
1803         return ret;
1804 }
1805
1806 /*
1807  * the device information is stored in the chunk root
1808  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1809  */
1810 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1811                             struct btrfs_device *device)
1812 {
1813         int ret;
1814         struct btrfs_path *path;
1815         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1816         struct extent_buffer *leaf;
1817         struct btrfs_key key;
1818         unsigned long ptr;
1819
1820         path = btrfs_alloc_path();
1821         if (!path)
1822                 return -ENOMEM;
1823
1824         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1825         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1826         key.offset = device->devid;
1827
1828         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1829         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1830                                       &key, sizeof(*dev_item));
1831         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1832         if (ret)
1833                 goto out;
1834
1835         leaf = path->nodes[0];
1836         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1837
1838         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1839         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1840         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1841         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1842         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1843         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1844         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1845                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1846         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1847                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1848         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1849         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1850         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1851         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1852
1853         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1854         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1855         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1856         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1857                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1858         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
1859
1860         ret = 0;
1861 out:
1862         btrfs_free_path(path);
1863         return ret;
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1868  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1869  *
1870  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1871  */
1872 static void update_dev_time(const char *device_path)
1873 {
1874         struct path path;
1875         struct timespec64 now;
1876         int ret;
1877
1878         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1879         if (ret)
1880                 return;
1881
1882         now = current_time(d_inode(path.dentry));
1883         inode_update_time(d_inode(path.dentry), &now, S_MTIME | S_CTIME);
1884         path_put(&path);
1885 }
1886
1887 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1888                              struct btrfs_device *device)
1889 {
1890         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1891         int ret;
1892         struct btrfs_path *path;
1893         struct btrfs_key key;
1894
1895         path = btrfs_alloc_path();
1896         if (!path)
1897                 return -ENOMEM;
1898
1899         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1900         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1901         key.offset = device->devid;
1902
1903         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1904         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1905         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1906         if (ret) {
1907                 if (ret > 0)
1908                         ret = -ENOENT;
1909                 goto out;
1910         }
1911
1912         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1913 out:
1914         btrfs_free_path(path);
1915         return ret;
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1920  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1921  * replace.
1922  */
1923 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1924                 u64 num_devices)
1925 {
1926         u64 all_avail;
1927         unsigned seq;
1928         int i;
1929
1930         do {
1931                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1932
1933                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1934                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1935                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1936         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1937
1938         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1939                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1940                         continue;
1941
1942                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1943                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1944         }
1945
1946         return 0;
1947 }
1948
1949 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1950                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1951 {
1952         struct btrfs_device *next_device;
1953
1954         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1955                 if (next_device != device &&
1956                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
1957                     && next_device->bdev)
1958                         return next_device;
1959         }
1960
1961         return NULL;
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
1966  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
1967  * where this function called, there should be always be another device (or
1968  * this_dev) which is active.
1969  */
1970 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
1971                                             struct btrfs_device *next_device)
1972 {
1973         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1974
1975         if (!next_device)
1976                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
1977                                                             device);
1978         ASSERT(next_device);
1979
1980         if (fs_info->sb->s_bdev &&
1981                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
1982                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
1983
1984         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
1985                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
1986 }
1987
1988 /*
1989  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
1990  * currently replaced.
1991  */
1992 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1993 {
1994         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
1995
1996         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
1997         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
1998                 ASSERT(num_devices > 1);
1999                 num_devices--;
2000         }
2001         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2002
2003         return num_devices;
2004 }
2005
2006 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2007                                struct block_device *bdev,
2008                                const char *device_path)
2009 {
2010         struct btrfs_super_block *disk_super;
2011         int copy_num;
2012
2013         if (!bdev)
2014                 return;
2015
2016         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2017                 struct page *page;
2018                 int ret;
2019
2020                 disk_super = btrfs_read_dev_one_super(bdev, copy_num);
2021                 if (IS_ERR(disk_super))
2022                         continue;
2023
2024                 if (bdev_is_zoned(bdev)) {
2025                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2026                         continue;
2027                 }
2028
2029                 memset(&disk_super->magic, 0, sizeof(disk_super->magic));
2030
2031                 page = virt_to_page(disk_super);
2032                 set_page_dirty(page);
2033                 lock_page(page);
2034                 /* write_on_page() unlocks the page */
2035                 ret = write_one_page(page);
2036                 if (ret)
2037                         btrfs_warn(fs_info,
2038                                 "error clearing superblock number %d (%d)",
2039                                 copy_num, ret);
2040                 btrfs_release_disk_super(disk_super);
2041
2042         }
2043
2044         /* Notify udev that device has changed */
2045         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2046
2047         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2048         update_dev_time(device_path);
2049 }
2050
2051 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2052                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2053                     struct block_device **bdev, fmode_t *mode)
2054 {
2055         struct btrfs_trans_handle *trans;
2056         struct btrfs_device *device;
2057         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2058         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2059         u64 num_devices;
2060         int ret = 0;
2061
2062         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2063                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2064                 return -EINVAL;
2065         }
2066
2067         /*
2068          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2069          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2070          * filesystem and another device rm cannot run.
2071          */
2072         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2073
2074         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2075         if (ret)
2076                 return ret;
2077
2078         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2079         if (!device) {
2080                 if (args->missing)
2081                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2082                 else
2083                         ret = -ENOENT;
2084                 return ret;
2085         }
2086
2087         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2088                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2089                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2090                                   rcu_str_deref(device->name), device->devid);
2091                 return -ETXTBSY;
2092         }
2093
2094         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2095                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2096
2097         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2098             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2099                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2100
2101         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2102                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2103                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2104                 device->fs_devices->rw_devices--;
2105                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2106         }
2107
2108         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2109         if (ret)
2110                 goto error_undo;
2111
2112         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2113         if (IS_ERR(trans)) {
2114                 ret = PTR_ERR(trans);
2115                 goto error_undo;
2116         }
2117
2118         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2119         if (ret) {
2120                 /* Any error in dev item removal is critical */
2121                 btrfs_crit(fs_info,
2122                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2123                            device->devid, ret);
2124                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2125                 btrfs_end_transaction(trans);
2126                 return ret;
2127         }
2128
2129         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2130         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2131
2132         /*
2133          * the device list mutex makes sure that we don't change
2134          * the device list while someone else is writing out all
2135          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2136          * lock the device list mutex before getting the number of
2137          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2138          * whoever updates the number of devices in the super block
2139          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2140          */
2141
2142         /*
2143          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2144          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2145          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2146          */
2147         cur_devices = device->fs_devices;
2148         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2149         list_del_rcu(&device->dev_list);
2150
2151         cur_devices->num_devices--;
2152         cur_devices->total_devices--;
2153         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2154         if (cur_devices != fs_devices)
2155                 fs_devices->total_devices--;
2156
2157         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2158                 cur_devices->missing_devices--;
2159
2160         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2161
2162         if (device->bdev) {
2163                 cur_devices->open_devices--;
2164                 /* remove sysfs entry */
2165                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2166         }
2167
2168         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2169         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2170         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2171
2172         /*
2173          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2174          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2175          * free the device.
2176          *
2177          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2178          * write lock, and blkdev_put() will pull in the ->open_mutex on the
2179          * block device and it's dependencies.  Instead just flush the device
2180          * and let the caller do the final blkdev_put.
2181          */
2182         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2183                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2184                                           device->name->str);
2185                 if (device->bdev) {
2186                         sync_blockdev(device->bdev);
2187                         invalidate_bdev(device->bdev);
2188                 }
2189         }
2190
2191         *bdev = device->bdev;
2192         *mode = device->mode;
2193         synchronize_rcu();
2194         btrfs_free_device(device);
2195
2196         /*
2197          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2198          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2199          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2200          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2201          * remove it from our list and free the fs_devices.
2202          */
2203         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2204                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2205                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2206                 cur_devices->opened--;
2207                 free_fs_devices(cur_devices);
2208         }
2209
2210         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2211
2212         return ret;
2213
2214 error_undo:
2215         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2216                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2217                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2218                          &fs_devices->alloc_list);
2219                 device->fs_devices->rw_devices++;
2220                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2221         }
2222         return ret;
2223 }
2224
2225 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2226 {
2227         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2228
2229         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2230
2231         /*
2232          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2233          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2234          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2235          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2236          */
2237         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2238
2239         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2240         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2241         fs_devices->num_devices--;
2242         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2243                 fs_devices->missing_devices--;
2244
2245         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2246                 fs_devices->rw_devices--;
2247
2248         if (srcdev->bdev)
2249                 fs_devices->open_devices--;
2250 }
2251
2252 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2253 {
2254         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2255
2256         mutex_lock(&uuid_mutex);
2257
2258         btrfs_close_bdev(srcdev);
2259         synchronize_rcu();
2260         btrfs_free_device(srcdev);
2261
2262         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2263         if (!fs_devices->num_devices) {
2264                 /*
2265                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2266                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2267                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2268                  * device left under the seed FS.
2269                  */
2270                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2271
2272                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2273                 close_fs_devices(fs_devices);
2274                 free_fs_devices(fs_devices);
2275         }
2276         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2277 }
2278
2279 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2280 {
2281         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2282
2283         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2284
2285         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2286
2287         if (tgtdev->bdev)
2288                 fs_devices->open_devices--;
2289
2290         fs_devices->num_devices--;
2291
2292         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2293
2294         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2295
2296         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2297
2298         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2299                                   tgtdev->name->str);
2300
2301         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2302         synchronize_rcu();
2303         btrfs_free_device(tgtdev);
2304 }
2305
2306 /**
2307  * Populate args from device at path
2308  *
2309  * @fs_info:    the filesystem
2310  * @args:       the args to populate
2311  * @path:       the path to the device
2312  *
2313  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2314  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2315  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2316  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2317  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2318  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2319  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2320  * uuid buffers.
2321  *
2322  * Return: 0 for success, -errno for failure
2323  */
2324 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2325                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2326                                  const char *path)
2327 {
2328         struct btrfs_super_block *disk_super;
2329         struct block_device *bdev;
2330         int ret;
2331
2332         if (!path || !path[0])
2333                 return -EINVAL;
2334         if (!strcmp(path, "missing")) {
2335                 args->missing = true;
2336                 return 0;
2337         }
2338
2339         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2340         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2341         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2342                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2343                 return -ENOMEM;
2344         }
2345
2346         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, FMODE_READ, fs_info->bdev_holder, 0,
2347                                     &bdev, &disk_super);
2348         if (ret) {
2349                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2350                 return ret;
2351         }
2352
2353         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2354         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2355         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2356                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2357         else
2358                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2359         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2360         blkdev_put(bdev, FMODE_READ);
2361         return 0;
2362 }
2363
2364 /*
2365  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2366  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2367  * that don't need to be freed.
2368  */
2369 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2370 {
2371         kfree(args->uuid);
2372         kfree(args->fsid);
2373         args->uuid = NULL;
2374         args->fsid = NULL;
2375 }
2376
2377 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2378                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2379                 const char *device_path)
2380 {
2381         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2382         struct btrfs_device *device;
2383         int ret;
2384
2385         if (devid) {
2386                 args.devid = devid;
2387                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2388                 if (!device)
2389                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2390                 return device;
2391         }
2392
2393         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2394         if (ret)
2395                 return ERR_PTR(ret);
2396         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2397         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2398         if (!device)
2399                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2400         return device;
2401 }
2402
2403 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2404 {
2405         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2406         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2407         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2408
2409         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2410         if (!fs_devices->seeding)
2411                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2412
2413         /*
2414          * Private copy of the seed devices, anchored at
2415          * fs_info->fs_devices->seed_list
2416          */
2417         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL, NULL);
2418         if (IS_ERR(seed_devices))
2419                 return seed_devices;
2420
2421         /*
2422          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2423          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2424          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2425          * multiple fs seed.
2426          */
2427         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2428         if (IS_ERR(old_devices)) {
2429                 kfree(seed_devices);
2430                 return old_devices;
2431         }
2432
2433         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2434
2435         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2436         seed_devices->opened = 1;
2437         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2438         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2439         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2440
2441         return seed_devices;
2442 }
2443
2444 /*
2445  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2446  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2447  */
2448 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2449                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2450 {
2451         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2452         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2453         struct btrfs_device *device;
2454         u64 super_flags;
2455
2456         /*
2457          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2458          * could race, so uuid_mutex is needed.
2459          */
2460         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2461
2462         /*
2463          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2464          * device_list_mutex:
2465          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2466          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2467          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2468          *
2469          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2470          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2471          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2472          * - btrfs_get_dev_stats()
2473          */
2474         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2475
2476         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2477                               synchronize_rcu);
2478         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2479                 device->fs_devices = seed_devices;
2480
2481         fs_devices->seeding = false;
2482         fs_devices->num_devices = 0;
2483         fs_devices->open_devices = 0;
2484         fs_devices->missing_devices = 0;
2485         fs_devices->rotating = false;
2486         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2487
2488         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2489         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2490         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2491
2492         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2493                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2494         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2499  */
2500 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2501 {
2502         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2503         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2504         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2505         struct btrfs_path *path;
2506         struct extent_buffer *leaf;
2507         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2508         struct btrfs_device *device;
2509         struct btrfs_key key;
2510         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2511         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2512         int ret;
2513
2514         path = btrfs_alloc_path();
2515         if (!path)
2516                 return -ENOMEM;
2517
2518         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2519         key.offset = 0;
2520         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2521
2522         while (1) {
2523                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2524                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2525                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2526                 if (ret < 0)
2527                         goto error;
2528
2529                 leaf = path->nodes[0];
2530 next_slot:
2531                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2532                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2533                         if (ret > 0)
2534                                 break;
2535                         if (ret < 0)
2536                                 goto error;
2537                         leaf = path->nodes[0];
2538                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2539                         btrfs_release_path(path);
2540                         continue;
2541                 }
2542
2543                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2544                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2545                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2546                         break;
2547
2548                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2549                                           struct btrfs_dev_item);
2550                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2551                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2552                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2553                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2554                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2555                 args.uuid = dev_uuid;
2556                 args.fsid = fs_uuid;
2557                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2558                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2559
2560                 if (device->fs_devices->seeding) {
2561                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2562                                                     device->generation);
2563                         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2564                 }
2565
2566                 path->slots[0]++;
2567                 goto next_slot;
2568         }
2569         ret = 0;
2570 error:
2571         btrfs_free_path(path);
2572         return ret;
2573 }
2574
2575 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2576 {
2577         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2578         struct btrfs_trans_handle *trans;
2579         struct btrfs_device *device;
2580         struct block_device *bdev;
2581         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2582         struct rcu_string *name;
2583         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2584         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2585         u64 orig_super_total_bytes;
2586         u64 orig_super_num_devices;
2587         int ret = 0;
2588         bool seeding_dev = false;
2589         bool locked = false;
2590
2591         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2592                 return -EROFS;
2593
2594         bdev = blkdev_get_by_path(device_path, FMODE_WRITE | FMODE_EXCL,
2595                                   fs_info->bdev_holder);
2596         if (IS_ERR(bdev))
2597                 return PTR_ERR(bdev);
2598
2599         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev)) {
2600                 ret = -EINVAL;
2601                 goto error;
2602         }
2603
2604         if (fs_devices->seeding) {
2605                 seeding_dev = true;
2606                 down_write(&sb->s_umount);
2607                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2608                 locked = true;
2609         }
2610
2611         sync_blockdev(bdev);
2612
2613         rcu_read_lock();
2614         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2615                 if (device->bdev == bdev) {
2616                         ret = -EEXIST;
2617                         rcu_read_unlock();
2618                         goto error;
2619                 }
2620         }
2621         rcu_read_unlock();
2622
2623         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL);
2624         if (IS_ERR(device)) {
2625                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2626                 ret = PTR_ERR(device);
2627                 goto error;
2628         }
2629
2630         name = rcu_string_strdup(device_path, GFP_KERNEL);
2631         if (!name) {
2632                 ret = -ENOMEM;
2633                 goto error_free_device;
2634         }
2635         rcu_assign_pointer(device->name, name);
2636
2637         device->fs_info = fs_info;
2638         device->bdev = bdev;
2639         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2640         if (ret)
2641                 goto error_free_device;
2642
2643         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2644         if (ret)
2645                 goto error_free_device;
2646
2647         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2648         if (IS_ERR(trans)) {
2649                 ret = PTR_ERR(trans);
2650                 goto error_free_zone;
2651         }
2652
2653         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2654         device->generation = trans->transid;
2655         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2656         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2657         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2658         device->total_bytes =
2659                 round_down(bdev_nr_bytes(bdev), fs_info->sectorsize);
2660         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2661         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2662         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2663         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2664         device->mode = FMODE_EXCL;
2665         device->dev_stats_valid = 1;
2666         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2667
2668         if (seeding_dev) {
2669                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2670
2671                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2672                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2673                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2674                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2675                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2676                         goto error_trans;
2677                 }
2678         }
2679
2680         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2681         if (seeding_dev) {
2682                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2683                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2684                                                 device);
2685         }
2686
2687         device->fs_devices = fs_devices;
2688
2689         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2690         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2691         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2692         fs_devices->num_devices++;
2693         fs_devices->open_devices++;
2694         fs_devices->rw_devices++;
2695         fs_devices->total_devices++;
2696         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2697
2698         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2699
2700         if (!bdev_nonrot(bdev))
2701                 fs_devices->rotating = true;
2702
2703         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2704         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2705                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2706                            fs_info->sectorsize));
2707
2708         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2709         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2710                                     orig_super_num_devices + 1);
2711
2712         /*
2713          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2714          * infos
2715          */
2716         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2717
2718         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2719
2720         /* Add sysfs device entry */
2721         btrfs_sysfs_add_device(device);
2722
2723         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2724
2725         if (seeding_dev) {
2726                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2727                 ret = init_first_rw_device(trans);
2728                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2729                 if (ret) {
2730                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2731                         goto error_sysfs;
2732                 }
2733         }
2734
2735         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2736         if (ret) {
2737                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2738                 goto error_sysfs;
2739         }
2740
2741         if (seeding_dev) {
2742                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2743                 if (ret) {
2744                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2745                         goto error_sysfs;
2746                 }
2747
2748                 /*
2749                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2750                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2751                  */
2752                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2753         }
2754
2755         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2756
2757         if (seeding_dev) {
2758                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2759                 up_write(&sb->s_umount);
2760                 locked = false;
2761
2762                 if (ret) /* transaction commit */
2763                         return ret;
2764
2765                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2766                 if (ret < 0)
2767                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2768                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2769                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2770                 if (IS_ERR(trans)) {
2771                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2772                                 return 0;
2773                         ret = PTR_ERR(trans);
2774                         trans = NULL;
2775                         goto error_sysfs;
2776                 }
2777                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2778         }
2779
2780         /*
2781          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2782          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2783          * device.
2784          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2785          * only succeeds if the device was an alien.
2786          */
2787         btrfs_forget_devices(device->devt);
2788
2789         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2790         update_dev_time(device_path);
2791
2792         return ret;
2793
2794 error_sysfs:
2795         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2796         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2797         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2798         list_del_rcu(&device->dev_list);
2799         list_del(&device->dev_alloc_list);
2800         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2801         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2802         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2803         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2804         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2805         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2806         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2807                                     orig_super_total_bytes);
2808         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2809                                     orig_super_num_devices);
2810         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2811         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2812 error_trans:
2813         if (seeding_dev)
2814                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2815         if (trans)
2816                 btrfs_end_transaction(trans);
2817 error_free_zone:
2818         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2819 error_free_device:
2820         btrfs_free_device(device);
2821 error:
2822         blkdev_put(bdev, FMODE_EXCL);
2823         if (locked) {
2824                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2825                 up_write(&sb->s_umount);
2826         }
2827         return ret;
2828 }
2829
2830 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2831                                         struct btrfs_device *device)
2832 {
2833         int ret;
2834         struct btrfs_path *path;
2835         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2836         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2837         struct extent_buffer *leaf;
2838         struct btrfs_key key;
2839
2840         path = btrfs_alloc_path();
2841         if (!path)
2842                 return -ENOMEM;
2843
2844         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2845         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2846         key.offset = device->devid;
2847
2848         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2849         if (ret < 0)
2850                 goto out;
2851
2852         if (ret > 0) {
2853                 ret = -ENOENT;
2854                 goto out;
2855         }
2856
2857         leaf = path->nodes[0];
2858         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2859
2860         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2861         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2862         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2863         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2864         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2865         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2866                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2867         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2868                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2869         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2870
2871 out:
2872         btrfs_free_path(path);
2873         return ret;
2874 }
2875
2876 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2877                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2878 {
2879         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2880         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2881         u64 old_total;
2882         u64 diff;
2883         int ret;
2884
2885         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2886                 return -EACCES;
2887
2888         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2889
2890         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2891         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2892         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2893
2894         if (new_size <= device->total_bytes ||
2895             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2896                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2897                 return -EINVAL;
2898         }
2899
2900         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2901                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2902         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2903
2904         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2905         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2906         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2907         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2908                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2909                               &trans->transaction->dev_update_list);
2910         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2911
2912         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2913         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2914         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2915
2916         return ret;
2917 }
2918
2919 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2920 {
2921         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2922         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2923         int ret;
2924         struct btrfs_path *path;
2925         struct btrfs_key key;
2926
2927         path = btrfs_alloc_path();
2928         if (!path)
2929                 return -ENOMEM;
2930
2931         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2932         key.offset = chunk_offset;
2933         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2934
2935         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2936         if (ret < 0)
2937                 goto out;
2938         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2939                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2940                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2941                 ret = -ENOENT;
2942                 goto out;
2943         }
2944
2945         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2946         if (ret < 0)
2947                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2948                                       "Failed to delete chunk item.");
2949 out:
2950         btrfs_free_path(path);
2951         return ret;
2952 }
2953
2954 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2955 {
2956         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2957         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2958         struct btrfs_chunk *chunk;
2959         u8 *ptr;
2960         int ret = 0;
2961         u32 num_stripes;
2962         u32 array_size;
2963         u32 len = 0;
2964         u32 cur;
2965         struct btrfs_key key;
2966
2967         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2968         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2969
2970         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
2971         cur = 0;
2972
2973         while (cur < array_size) {
2974                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
2975                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
2976
2977                 len = sizeof(*disk_key);
2978
2979                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
2980                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
2981                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
2982                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
2983                 } else {
2984                         ret = -EIO;
2985                         break;
2986                 }
2987                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
2988                     key.offset == chunk_offset) {
2989                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
2990                         array_size -= len;
2991                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
2992                 } else {
2993                         ptr += len;
2994                         cur += len;
2995                 }
2996         }
2997         return ret;
2998 }
2999
3000 /*
3001  * btrfs_get_chunk_map() - Find the mapping containing the given logical extent.
3002  * @logical: Logical block offset in bytes.
3003  * @length: Length of extent in bytes.
3004  *
3005  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3006  */
3007 struct extent_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3008                                        u64 logical, u64 length)
3009 {
3010         struct extent_map_tree *em_tree;
3011         struct extent_map *em;
3012
3013         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
3014         read_lock(&em_tree->lock);
3015         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
3016         read_unlock(&em_tree->lock);
3017
3018         if (!em) {
3019                 btrfs_crit(fs_info, "unable to find logical %llu length %llu",
3020                            logical, length);
3021                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3022         }
3023
3024         if (em->start > logical || em->start + em->len < logical) {
3025                 btrfs_crit(fs_info,
3026                            "found a bad mapping, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3027                            logical, length, em->start, em->start + em->len);
3028                 free_extent_map(em);
3029                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3030         }
3031
3032         /* callers are responsible for dropping em's ref. */
3033         return em;
3034 }
3035
3036 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3037                              struct map_lookup *map, u64 chunk_offset)
3038 {
3039         int i;
3040
3041         /*
3042          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3043          * requires holding the chunk_mutex.
3044          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3045          */
3046         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3047
3048         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3049                 int ret;
3050
3051                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3052                 if (ret)
3053                         return ret;
3054         }
3055
3056         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3057 }
3058
3059 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3060 {
3061         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3062         struct extent_map *em;
3063         struct map_lookup *map;
3064         u64 dev_extent_len = 0;
3065         int i, ret = 0;
3066         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3067
3068         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3069         if (IS_ERR(em)) {
3070                 /*
3071                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3072                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3073                  * do anything we still error out.
3074                  */
3075                 ASSERT(0);
3076                 return PTR_ERR(em);
3077         }
3078         map = em->map_lookup;
3079
3080         /*
3081          * First delete the device extent items from the devices btree.
3082          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3083          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3084          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3085          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3086          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3087          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3088          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3089          */
3090         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3091         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3092                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3093                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3094                                             map->stripes[i].physical,
3095                                             &dev_extent_len);
3096                 if (ret) {
3097                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3098                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3099                         goto out;
3100                 }
3101
3102                 if (device->bytes_used > 0) {
3103                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3104                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3105                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3106                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3107                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3108                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3109                 }
3110         }
3111         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3112
3113         /*
3114          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3115          *
3116          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3117          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3118          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3119          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3120          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3121          *
3122          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3123          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3124          *    because the device object's id can change at any time during that
3125          *    final phase of the device replace operation
3126          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3127          *    replaced device and then see it with an ID of
3128          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3129          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3130          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3131          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3132          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3133          */
3134         trans->removing_chunk = true;
3135         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3136
3137         check_system_chunk(trans, map->type);
3138
3139         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3140         /*
3141          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3142          * through the call to check_system_chunk().
3143          *
3144          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3145          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3146          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3147          * block group with the right profile, or right after we called
3148          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3149          * with enough free space into RO mode.
3150          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3151          *
3152          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3153          */
3154         if (ret == -ENOSPC) {
3155                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3156                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3157
3158                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3159                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3160                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3161                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3162                         goto out;
3163                 }
3164
3165                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3166                 if (ret) {
3167                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3168                         goto out;
3169                 }
3170
3171                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3172                 if (ret) {
3173                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3174                         goto out;
3175                 }
3176         } else if (ret) {
3177                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3178                 goto out;
3179         }
3180
3181         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, em->len);
3182
3183         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3184                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3185                 if (ret) {
3186                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3187                         goto out;
3188                 }
3189         }
3190
3191         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3192         trans->removing_chunk = false;
3193
3194         /*
3195          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3196          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3197          */
3198         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3199
3200         ret = btrfs_remove_block_group(trans, chunk_offset, em);
3201         if (ret) {
3202                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3203                 goto out;
3204         }
3205
3206 out:
3207         if (trans->removing_chunk) {
3208                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3209                 trans->removing_chunk = false;
3210         }
3211         /* once for us */
3212         free_extent_map(em);
3213         return ret;
3214 }
3215
3216 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3217 {
3218         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3219         struct btrfs_trans_handle *trans;
3220         struct btrfs_block_group *block_group;
3221         u64 length;
3222         int ret;
3223
3224         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3225                 btrfs_err(fs_info,
3226                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3227                 return -EINVAL;
3228         }
3229
3230         /*
3231          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3232          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3233          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3234          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3235          *
3236          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3237          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3238          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3239          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3240          * the current task acquires this mutex and calls us.
3241          */
3242         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3243
3244         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3245         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3246         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3247         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3248         if (ret)
3249                 return ret;
3250
3251         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3252         if (!block_group)
3253                 return -ENOENT;
3254         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3255         length = block_group->length;
3256         btrfs_put_block_group(block_group);
3257
3258         /*
3259          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3260          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3261          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3262          * filesystem's point of view.
3263          */
3264         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3265                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3266                 if (ret)
3267                         btrfs_info(fs_info,
3268                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3269                                 chunk_offset);
3270         }
3271
3272         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3273                                                      chunk_offset);
3274         if (IS_ERR(trans)) {
3275                 ret = PTR_ERR(trans);
3276                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3277                 return ret;
3278         }
3279
3280         /*
3281          * step two, delete the device extents and the
3282          * chunk tree entries
3283          */
3284         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3285         btrfs_end_transaction(trans);
3286         return ret;
3287 }
3288
3289 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3290 {
3291         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3292         struct btrfs_path *path;
3293         struct extent_buffer *leaf;
3294         struct btrfs_chunk *chunk;
3295         struct btrfs_key key;
3296         struct btrfs_key found_key;
3297         u64 chunk_type;
3298         bool retried = false;
3299         int failed = 0;
3300         int ret;
3301
3302         path = btrfs_alloc_path();
3303         if (!path)
3304                 return -ENOMEM;
3305
3306 again:
3307         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3308         key.offset = (u64)-1;
3309         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3310
3311         while (1) {
3312                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3313                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3314                 if (ret < 0) {
3315                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3316                         goto error;
3317                 }
3318                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3319
3320                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3321                                           key.type);
3322                 if (ret)
3323                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3324                 if (ret < 0)
3325                         goto error;
3326                 if (ret > 0)
3327                         break;
3328
3329                 leaf = path->nodes[0];
3330                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3331
3332                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3333                                        struct btrfs_chunk);
3334                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3335                 btrfs_release_path(path);
3336
3337                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3338                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3339                         if (ret == -ENOSPC)
3340                                 failed++;
3341                         else
3342                                 BUG_ON(ret);
3343                 }
3344                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3345
3346                 if (found_key.offset == 0)
3347                         break;
3348                 key.offset = found_key.offset - 1;
3349         }
3350         ret = 0;
3351         if (failed && !retried) {
3352                 failed = 0;
3353                 retried = true;
3354                 goto again;
3355         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3356                 ret = -ENOSPC;
3357         }
3358 error:
3359         btrfs_free_path(path);
3360         return ret;
3361 }
3362
3363 /*
3364  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3365  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3366  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3367  */
3368 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3369                                       u64 chunk_offset)
3370 {
3371         struct btrfs_block_group *cache;
3372         u64 bytes_used;
3373         u64 chunk_type;
3374
3375         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3376         ASSERT(cache);
3377         chunk_type = cache->flags;
3378         btrfs_put_block_group(cache);
3379
3380         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3381                 return 0;
3382
3383         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3384         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3385         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3386
3387         if (!bytes_used) {
3388                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3389                 int ret;
3390
3391                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3392                 if (IS_ERR(trans))
3393                         return PTR_ERR(trans);
3394
3395                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3396                 btrfs_end_transaction(trans);
3397                 if (ret < 0)
3398                         return ret;
3399                 return 1;
3400         }
3401
3402         return 0;
3403 }
3404
3405 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3406                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3407 {
3408         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3409         struct btrfs_trans_handle *trans;
3410         struct btrfs_balance_item *item;
3411         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3412         struct btrfs_path *path;
3413         struct extent_buffer *leaf;
3414         struct btrfs_key key;
3415         int ret, err;
3416
3417         path = btrfs_alloc_path();
3418         if (!path)
3419                 return -ENOMEM;
3420
3421         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3422         if (IS_ERR(trans)) {
3423                 btrfs_free_path(path);
3424                 return PTR_ERR(trans);
3425         }
3426
3427         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3428         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3429         key.offset = 0;
3430
3431         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3432                                       sizeof(*item));
3433         if (ret)
3434                 goto out;
3435
3436         leaf = path->nodes[0];
3437         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3438
3439         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3440
3441         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3442         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3443         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3444         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3445         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3446         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3447
3448         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3449
3450         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3451 out:
3452         btrfs_free_path(path);
3453         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3454         if (err && !ret)
3455                 ret = err;
3456         return ret;
3457 }
3458
3459 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3460 {
3461         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3462         struct btrfs_trans_handle *trans;
3463         struct btrfs_path *path;
3464         struct btrfs_key key;
3465         int ret, err;
3466
3467         path = btrfs_alloc_path();
3468         if (!path)
3469                 return -ENOMEM;
3470
3471         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3472         if (IS_ERR(trans)) {
3473                 btrfs_free_path(path);
3474                 return PTR_ERR(trans);
3475         }
3476
3477         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3478         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3479         key.offset = 0;
3480
3481         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3482         if (ret < 0)
3483                 goto out;
3484         if (ret > 0) {
3485                 ret = -ENOENT;
3486                 goto out;
3487         }
3488
3489         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3490 out:
3491         btrfs_free_path(path);
3492         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3493         if (err && !ret)
3494                 ret = err;
3495         return ret;
3496 }
3497
3498 /*
3499  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3500  * resume after balance was interrupted.
3501  */
3502 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3503 {
3504         /*
3505          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3506          */
3507         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3508                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3509         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3510                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3511         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3512                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3513
3514         /*
3515          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3516          * that chunks that we have already balanced should be
3517          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3518          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3519          * (albeit full) chunks.
3520          */
3521         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3522             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3523             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3524                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3525                 bctl->data.usage = 90;
3526         }
3527         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3528             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3529             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3530                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3531                 bctl->sys.usage = 90;
3532         }
3533         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3534             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3535             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3536                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3537                 bctl->meta.usage = 90;
3538         }
3539 }
3540
3541 /*
3542  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3543  */
3544 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3545 {
3546         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3547         int ret;
3548
3549         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3550
3551         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3552         fs_info->balance_ctl = NULL;
3553         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3554
3555         kfree(bctl);
3556         ret = del_balance_item(fs_info);
3557         if (ret)
3558                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3559 }
3560
3561 /*
3562  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3563  * (should not be balanced).
3564  */
3565 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3566                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3567 {
3568         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3569                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3570
3571         if (bargs->profiles & chunk_type)
3572                 return 0;
3573
3574         return 1;
3575 }
3576
3577 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3578                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3579 {
3580         struct btrfs_block_group *cache;
3581         u64 chunk_used;
3582         u64 user_thresh_min;
3583         u64 user_thresh_max;
3584         int ret = 1;
3585
3586         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3587         chunk_used = cache->used;
3588
3589         if (bargs->usage_min == 0)
3590                 user_thresh_min = 0;
3591         else
3592                 user_thresh_min = div_factor_fine(cache->length,
3593                                                   bargs->usage_min);
3594
3595         if (bargs->usage_max == 0)
3596                 user_thresh_max = 1;
3597         else if (bargs->usage_max > 100)
3598                 user_thresh_max = cache->length;
3599         else
3600                 user_thresh_max = div_factor_fine(cache->length,
3601                                                   bargs->usage_max);
3602
3603         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3604                 ret = 0;
3605
3606         btrfs_put_block_group(cache);
3607         return ret;
3608 }
3609
3610 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3611                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3612 {
3613         struct btrfs_block_group *cache;
3614         u64 chunk_used, user_thresh;
3615         int ret = 1;
3616
3617         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3618         chunk_used = cache->used;
3619
3620         if (bargs->usage_min == 0)
3621                 user_thresh = 1;
3622         else if (bargs->usage > 100)
3623                 user_thresh = cache->length;
3624         else
3625                 user_thresh = div_factor_fine(cache->length, bargs->usage);
3626
3627         if (chunk_used < user_thresh)
3628                 ret = 0;
3629
3630         btrfs_put_block_group(cache);
3631         return ret;
3632 }
3633
3634 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3635                               struct btrfs_chunk *chunk,
3636                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3637 {
3638         struct btrfs_stripe *stripe;
3639         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3640         int i;
3641
3642         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3643                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3644                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3645                         return 0;
3646         }
3647
3648         return 1;
3649 }
3650
3651 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3652 {
3653         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3654         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3655         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3656
3657         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3658 }
3659
3660 /* [pstart, pend) */
3661 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3662                                struct btrfs_chunk *chunk,
3663                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3664 {
3665         struct btrfs_stripe *stripe;
3666         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3667         u64 stripe_offset;
3668         u64 stripe_length;
3669         u64 type;
3670         int factor;
3671         int i;
3672
3673         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3674                 return 0;
3675
3676         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3677         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3678
3679         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3680                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3681                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3682                         continue;
3683
3684                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3685                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3686                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3687
3688                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3689                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3690                         return 0;
3691         }
3692
3693         return 1;
3694 }
3695
3696 /* [vstart, vend) */
3697 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3698                                struct btrfs_chunk *chunk,
3699                                u64 chunk_offset,
3700                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3701 {
3702         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3703             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3704                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3705                 return 0;
3706
3707         return 1;
3708 }
3709
3710 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3711                                struct btrfs_chunk *chunk,
3712                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3713 {
3714         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3715
3716         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3717                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3718                 return 0;
3719
3720         return 1;
3721 }
3722
3723 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3724                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3725 {
3726         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3727                 return 0;
3728
3729         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3730                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3731
3732         if (bargs->target == chunk_type)
3733                 return 1;
3734
3735         return 0;
3736 }
3737
3738 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3739                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3740 {
3741         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3742         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3743         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3744         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3745
3746         /* type filter */
3747         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3748               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3749                 return 0;
3750         }
3751
3752         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3753                 bargs = &bctl->data;
3754         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3755                 bargs = &bctl->sys;
3756         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3757                 bargs = &bctl->meta;
3758
3759         /* profiles filter */
3760         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3761             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3762                 return 0;
3763         }
3764
3765         /* usage filter */
3766         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3767             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3768                 return 0;
3769         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3770             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3771                 return 0;
3772         }
3773
3774         /* devid filter */
3775         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3776             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3777                 return 0;
3778         }
3779
3780         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3781         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3782             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3783                 return 0;
3784         }
3785
3786         /* vrange filter */
3787         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3788             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3789                 return 0;
3790         }
3791
3792         /* stripes filter */
3793         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3794             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3795                 return 0;
3796         }
3797
3798         /* soft profile changing mode */
3799         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3800             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3801                 return 0;
3802         }
3803
3804         /*
3805          * limited by count, must be the last filter
3806          */
3807         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3808                 if (bargs->limit == 0)
3809                         return 0;
3810                 else
3811                         bargs->limit--;
3812         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3813                 /*
3814                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3815                  * determined here because we do not have the global information
3816                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3817                  */
3818                 if (bargs->limit_max == 0)
3819                         return 0;
3820                 else
3821                         bargs->limit_max--;
3822         }
3823
3824         return 1;
3825 }
3826
3827 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3828 {
3829         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3830         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3831         u64 chunk_type;
3832         struct btrfs_chunk *chunk;
3833         struct btrfs_path *path = NULL;
3834         struct btrfs_key key;
3835         struct btrfs_key found_key;
3836         struct extent_buffer *leaf;
3837         int slot;
3838         int ret;
3839         int enospc_errors = 0;
3840         bool counting = true;
3841         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3842         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3843         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3844         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3845         u32 count_data = 0;
3846         u32 count_meta = 0;
3847         u32 count_sys = 0;
3848         int chunk_reserved = 0;
3849
3850         path = btrfs_alloc_path();
3851         if (!path) {
3852                 ret = -ENOMEM;
3853                 goto error;
3854         }
3855
3856         /* zero out stat counters */
3857         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3858         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3859         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3860 again:
3861         if (!counting) {
3862                 /*
3863                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3864                  * in the
3865                  */
3866                 bctl->data.limit = limit_data;
3867                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3868                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3869         }
3870         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3871         key.offset = (u64)-1;
3872         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3873
3874         while (1) {
3875                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3876                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3877                         ret = -ECANCELED;
3878                         goto error;
3879                 }
3880
3881                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3882                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3883                 if (ret < 0) {
3884                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3885                         goto error;
3886                 }
3887
3888                 /*
3889                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3890                  * failed
3891                  */
3892                 if (ret == 0)
3893                         BUG(); /* FIXME break ? */
3894
3895                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3896                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3897                 if (ret) {
3898                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3899                         ret = 0;
3900                         break;
3901                 }
3902
3903                 leaf = path->nodes[0];
3904                 slot = path->slots[0];
3905                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3906
3907                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3908                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3909                         break;
3910                 }
3911
3912                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3913                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3914
3915                 if (!counting) {
3916                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3917                         bctl->stat.considered++;
3918                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3919                 }
3920
3921                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3922
3923                 btrfs_release_path(path);
3924                 if (!ret) {
3925                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3926                         goto loop;
3927                 }
3928
3929                 if (counting) {
3930                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3931                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3932                         bctl->stat.expected++;
3933                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3934
3935                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3936                                 count_data++;
3937                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3938                                 count_sys++;
3939                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3940                                 count_meta++;
3941
3942                         goto loop;
3943                 }
3944
3945                 /*
3946                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
3947                  * filter is used, limit_min is 0 by default
3948                  */
3949                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
3950                                         count_data < bctl->data.limit_min)
3951                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
3952                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
3953                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
3954                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
3955                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3956                         goto loop;
3957                 }
3958
3959                 if (!chunk_reserved) {
3960                         /*
3961                          * We may be relocating the only data chunk we have,
3962                          * which could potentially end up with losing data's
3963                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
3964                          * advance.
3965                          */
3966                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
3967                                                          found_key.offset);
3968                         if (ret < 0) {
3969                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3970                                 goto error;
3971                         } else if (ret == 1) {
3972                                 chunk_reserved = 1;
3973                         }
3974                 }
3975
3976                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3977                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3978                 if (ret == -ENOSPC) {
3979                         enospc_errors++;
3980                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
3981                         btrfs_info(fs_info,
3982            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
3983                                    found_key.offset);
3984                         ret = 0;
3985                 } else if (ret) {
3986                         goto error;
3987                 } else {
3988                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3989                         bctl->stat.completed++;
3990                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3991                 }
3992 loop:
3993                 if (found_key.offset == 0)
3994                         break;
3995                 key.offset = found_key.offset - 1;
3996         }
3997
3998         if (counting) {
3999                 btrfs_release_path(path);
4000                 counting = false;
4001                 goto again;
4002         }
4003 error:
4004         btrfs_free_path(path);
4005         if (enospc_errors) {
4006                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4007                            enospc_errors);
4008                 if (!ret)
4009                         ret = -ENOSPC;
4010         }
4011
4012         return ret;
4013 }
4014
4015 /**
4016  * alloc_profile_is_valid - see if a given profile is valid and reduced
4017  * @flags: profile to validate
4018  * @extended: if true @flags is treated as an extended profile
4019  */
4020 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4021 {
4022         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4023                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4024
4025         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4026
4027         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4028         if (flags & ~mask)
4029                 return 0;
4030
4031         /* 2) see if profile is reduced */
4032         if (flags == 0)
4033                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4034
4035         return has_single_bit_set(flags);
4036 }
4037
4038 static inline int balance_need_close(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4039 {
4040         /* cancel requested || normal exit path */
4041         return atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req) ||
4042                 (atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) == 0 &&
4043                  atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req) == 0);
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4048  * Otherwise print the error message and return false.
4049  */
4050 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4051                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4052                 u64 allowed, const char *type)
4053 {
4054         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4055                 return true;
4056
4057         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4058         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4059             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4060                 return true;
4061
4062         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4063                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4064         return false;
4065 }
4066
4067 /*
4068  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4069  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4070  * does not fit into the provided buffer.
4071  */
4072 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4073                                  u32 size_buf)
4074 {
4075         int ret;
4076         u32 size_bp = size_buf;
4077         char *bp = buf;
4078         u64 flags = bargs->flags;
4079         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4080
4081         if (!flags)
4082                 return;
4083
4084 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4085         do {                                                            \
4086                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4087                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4088                         goto out_overflow;                              \
4089                 size_bp -= ret;                                         \
4090                 bp += ret;                                              \
4091         } while (0)
4092
4093 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4094         do {                                                            \
4095                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4096                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4097                         goto out_overflow;                              \
4098                 size_bp -= ret;                                         \
4099                 bp += ret;                                              \
4100         } while (0)
4101
4102 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4103         do {                                                            \
4104                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4105                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4106                         goto out_overflow;                              \
4107                 size_bp -= ret;                                         \
4108                 bp += ret;                                              \
4109         } while (0)
4110
4111         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4112                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4113                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4114
4115         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4116                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4117
4118         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4119                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4120                                             sizeof(tmp_buf));
4121                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4122         }
4123
4124         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4125                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4126
4127         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4128                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4129                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4130
4131         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4132                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4133
4134         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4135                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4136                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4137
4138         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4139                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4140                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4141
4142         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4143                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4144
4145         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4146                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4147                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4148
4149         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4150                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4151                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4152
4153 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4154 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4155 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4156
4157 out_overflow:
4158
4159         if (size_bp < size_buf)
4160                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4161         else
4162                 buf[0] = '\0';
4163 }
4164
4165 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4166 {
4167         u32 size_buf = 1024;
4168         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4169         char *buf;
4170         char *bp;
4171         u32 size_bp = size_buf;
4172         int ret;
4173         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4174
4175         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4176         if (!buf)
4177                 return;
4178
4179         bp = buf;
4180
4181 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4182         do {                                                            \
4183                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4184                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4185                         goto out_overflow;                              \
4186                 size_bp -= ret;                                         \
4187                 bp += ret;                                              \
4188         } while (0)
4189
4190         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4191                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4192
4193         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4194                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4195                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4196         }
4197
4198         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4199                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4200                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4201         }
4202
4203         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4204                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4205                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4206         }
4207
4208 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4209
4210 out_overflow:
4211
4212         if (size_bp < size_buf)
4213                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4214         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4215                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4216                    "resume" : "start", buf);
4217
4218         kfree(buf);
4219 }
4220
4221 /*
4222  * Should be called with balance mutexe held
4223  */
4224 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4225                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4226                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4227 {
4228         u64 meta_target, data_target;
4229         u64 allowed;
4230         int mixed = 0;
4231         int ret;
4232         u64 num_devices;
4233         unsigned seq;
4234         bool reducing_redundancy;
4235         int i;
4236
4237         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4238             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4239             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4240                 ret = -EINVAL;
4241                 goto out;
4242         }
4243
4244         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4245         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4246                 mixed = 1;
4247
4248         /*
4249          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4250          * and identical options should be given for both of them.
4251          */
4252         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4253         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4254                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4255                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4256                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4257                         btrfs_err(fs_info,
4258           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4259                         ret = -EINVAL;
4260                         goto out;
4261                 }
4262         }
4263
4264         /*
4265          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4266          * are exclusive
4267          */
4268         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4269
4270         /*
4271          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4272          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4273          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4274          */
4275         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4276         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4277                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4278                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4279
4280         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4281             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4282             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4283                 ret = -EINVAL;
4284                 goto out;
4285         }
4286
4287         /*
4288          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4289          * profiles with redundancy (copies, parity)
4290          */
4291         allowed = 0;
4292         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4293                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4294                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4295                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4296         }
4297         do {
4298                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4299
4300                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4301                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4302                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4303                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4304                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4305                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4306                         reducing_redundancy = true;
4307                 else
4308                         reducing_redundancy = false;
4309
4310                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4311                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4312                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4313                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4314                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4315         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4316
4317         if (reducing_redundancy) {
4318                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4319                         btrfs_info(fs_info,
4320                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4321                 } else {
4322                         btrfs_err(fs_info,
4323         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4324                         ret = -EINVAL;
4325                         goto out;
4326                 }
4327         }
4328
4329         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4330                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4331                 btrfs_warn(fs_info,
4332         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4333                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4334                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4335         }
4336
4337         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4338         if (ret && ret != -EEXIST)
4339                 goto out;
4340
4341         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4342                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4343                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4344                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4345                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4346                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4347         } else {
4348                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4349                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4350                 update_balance_args(bctl);
4351                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4352         }
4353
4354         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4355         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4356         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4357         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4358
4359         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4360
4361         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4362         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4363                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4364                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4365         }
4366         /*
4367          * Balance can be canceled by:
4368          *
4369          * - Regular cancel request
4370          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4371          *
4372          * - Fatal signal to "btrfs" process
4373          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4374          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4375          *   got -ECANCELED.
4376          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4377          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4378          *
4379          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4380          */
4381         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4382                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4383         else
4384                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4385
4386         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4387
4388         if (bargs) {
4389                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4390                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4391         }
4392
4393         if ((ret && ret != -ECANCELED && ret != -ENOSPC) ||
4394             balance_need_close(fs_info)) {
4395                 reset_balance_state(fs_info);
4396                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4397         }
4398
4399         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4400
4401         return ret;
4402 out:
4403         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4404                 reset_balance_state(fs_info);
4405         else
4406                 kfree(bctl);
4407         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4408
4409         return ret;
4410 }
4411
4412 static int balance_kthread(void *data)
4413 {
4414         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4415         int ret = 0;
4416
4417         sb_start_write(fs_info->sb);
4418         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4419         if (fs_info->balance_ctl)
4420                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4421         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4422         sb_end_write(fs_info->sb);
4423
4424         return ret;
4425 }
4426
4427 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4428 {
4429         struct task_struct *tsk;
4430
4431         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4432         if (!fs_info->balance_ctl) {
4433                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4434                 return 0;
4435         }
4436         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4437
4438         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4439                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4440                 return 0;
4441         }
4442
4443         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4444         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4445         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4446         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4447         /*
4448          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4449          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4450          * the resume flag.
4451          */
4452         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4453         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4454         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4455
4456         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4457         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4458 }
4459
4460 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4461 {
4462         struct btrfs_balance_control *bctl;
4463         struct btrfs_balance_item *item;
4464         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4465         struct btrfs_path *path;
4466         struct extent_buffer *leaf;
4467         struct btrfs_key key;
4468         int ret;
4469
4470         path = btrfs_alloc_path();
4471         if (!path)
4472                 return -ENOMEM;
4473
4474         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4475         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4476         key.offset = 0;
4477
4478         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4479         if (ret < 0)
4480                 goto out;
4481         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4482                 ret = 0;
4483                 goto out;
4484         }
4485
4486         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4487         if (!bctl) {
4488                 ret = -ENOMEM;
4489                 goto out;
4490         }
4491
4492         leaf = path->nodes[0];
4493         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4494
4495         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4496         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4497
4498         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4499         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4500         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4501         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4502         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4503         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4504
4505         /*
4506          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4507          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4508          *
4509          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4510          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4511          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4512          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4513          * set up.
4514          */
4515         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4516                 btrfs_warn(fs_info,
4517         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4518
4519         btrfs_release_path(path);
4520
4521         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4522         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4523         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4524         fs_info->balance_ctl = bctl;
4525         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4526         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4527 out:
4528         btrfs_free_path(path);
4529         return ret;
4530 }
4531
4532 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4533 {
4534         int ret = 0;
4535
4536         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4537         if (!fs_info->balance_ctl) {
4538                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4539                 return -ENOTCONN;
4540         }
4541
4542         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4543                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4544                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4545
4546                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4547                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4548
4549                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4550                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4551                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4552                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4553         } else {
4554                 ret = -ENOTCONN;
4555         }
4556
4557         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4558         return ret;
4559 }
4560
4561 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4562 {
4563         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4564         if (!fs_info->balance_ctl) {
4565                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4566                 return -ENOTCONN;
4567         }
4568
4569         /*
4570          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4571          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4572          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4573          */
4574         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4575                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4576                 return -EROFS;
4577         }
4578
4579         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4580         /*
4581          * if we are running just wait and return, balance item is
4582          * deleted in btrfs_balance in this case
4583          */
4584         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4585                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4586                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4587                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4588                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4589         } else {
4590                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4591                 /*
4592                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4593                  * reexamine the status again.
4594                  */
4595                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4596
4597                 if (fs_info->balance_ctl) {
4598                         reset_balance_state(fs_info);
4599                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4600                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4601                 }
4602         }
4603
4604         BUG_ON(fs_info->balance_ctl ||
4605                 test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4606         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4607         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4608         return 0;
4609 }
4610
4611 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4612 {
4613         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4614         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4615         struct btrfs_key key;
4616         struct btrfs_path *path = NULL;
4617         int ret = 0;
4618         struct extent_buffer *eb;
4619         int slot;
4620         struct btrfs_root_item root_item;
4621         u32 item_size;
4622         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4623         bool closing = false;
4624
4625         path = btrfs_alloc_path();
4626         if (!path) {
4627                 ret = -ENOMEM;
4628                 goto out;
4629         }
4630
4631         key.objectid = 0;
4632         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4633         key.offset = 0;
4634
4635         while (1) {
4636                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4637                         closing = true;
4638                         break;
4639                 }
4640                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4641                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4642                 if (ret) {
4643                         if (ret > 0)
4644                                 ret = 0;
4645                         break;
4646                 }
4647
4648                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4649                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4650                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4651                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4652                         goto skip;
4653
4654                 eb = path->nodes[0];
4655                 slot = path->slots[0];
4656                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4657                 if (item_size < sizeof(root_item))
4658                         goto skip;
4659
4660                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4661                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4662                                    (int)sizeof(root_item));
4663                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4664                         goto skip;
4665
4666                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4667                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4668                         if (trans)
4669                                 goto update_tree;
4670
4671                         btrfs_release_path(path);
4672                         /*
4673                          * 1 - subvol uuid item
4674                          * 1 - received_subvol uuid item
4675                          */
4676                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4677                         if (IS_ERR(trans)) {
4678                                 ret = PTR_ERR(trans);
4679                                 break;
4680                         }
4681                         continue;
4682                 } else {
4683                         goto skip;
4684                 }
4685 update_tree:
4686                 btrfs_release_path(path);
4687                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4688                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4689                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4690                                                   key.objectid);
4691                         if (ret < 0) {
4692                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4693                                         ret);
4694                                 break;
4695                         }
4696                 }
4697
4698                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4699                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4700                                                   root_item.received_uuid,
4701                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4702                                                   key.objectid);
4703                         if (ret < 0) {
4704                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4705                                         ret);
4706                                 break;
4707                         }
4708                 }
4709
4710 skip:
4711                 btrfs_release_path(path);
4712                 if (trans) {
4713                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4714                         trans = NULL;
4715                         if (ret)
4716                                 break;
4717                 }
4718
4719                 if (key.offset < (u64)-1) {
4720                         key.offset++;
4721                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4722                         key.offset = 0;
4723                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4724                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4725                         key.offset = 0;
4726                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4727                         key.objectid++;
4728                 } else {
4729                         break;
4730                 }
4731                 cond_resched();
4732         }
4733
4734 out:
4735         btrfs_free_path(path);
4736         if (trans && !IS_ERR(trans))
4737                 btrfs_end_transaction(trans);
4738         if (ret)
4739                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4740         else if (!closing)
4741                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4742         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4743         return 0;
4744 }
4745
4746 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4747 {
4748         struct btrfs_trans_handle *trans;
4749         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4750         struct btrfs_root *uuid_root;
4751         struct task_struct *task;
4752         int ret;
4753
4754         /*
4755          * 1 - root node
4756          * 1 - root item
4757          */
4758         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4759         if (IS_ERR(trans))
4760                 return PTR_ERR(trans);
4761
4762         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4763         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4764                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4765                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4766                 btrfs_end_transaction(trans);
4767                 return ret;
4768         }
4769
4770         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4771
4772         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4773         if (ret)
4774                 return ret;
4775
4776         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4777         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4778         if (IS_ERR(task)) {
4779                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4780                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4781                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4782                 return PTR_ERR(task);
4783         }
4784
4785         return 0;
4786 }
4787
4788 /*
4789  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4790  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4791  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4792  */
4793 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4794 {
4795         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4796         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4797         struct btrfs_trans_handle *trans;
4798         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4799         struct btrfs_path *path;
4800         u64 length;
4801         u64 chunk_offset;
4802         int ret;
4803         int slot;
4804         int failed = 0;
4805         bool retried = false;
4806         struct extent_buffer *l;
4807         struct btrfs_key key;
4808         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4809         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4810         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4811         u64 diff;
4812         u64 start;
4813
4814         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4815         start = new_size;
4816         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4817
4818         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4819                 return -EINVAL;
4820
4821         path = btrfs_alloc_path();
4822         if (!path)
4823                 return -ENOMEM;
4824
4825         path->reada = READA_BACK;
4826
4827         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4828         if (IS_ERR(trans)) {
4829                 btrfs_free_path(path);
4830                 return PTR_ERR(trans);
4831         }
4832
4833         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4834
4835         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4836         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4837                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4838                 atomic64_sub(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4839         }
4840
4841         /*
4842          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4843          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4844          * and relocates them accordingly.
4845          */
4846         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4847                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4848                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4849                 if (ret)
4850                         goto done;
4851         } else {
4852                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4853                 btrfs_end_transaction(trans);
4854         }
4855
4856 again:
4857         key.objectid = device->devid;
4858         key.offset = (u64)-1;
4859         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4860
4861         do {
4862                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4863                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4864                 if (ret < 0) {
4865                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4866                         goto done;
4867                 }
4868
4869                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4870                 if (ret) {
4871                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4872                         if (ret < 0)
4873                                 goto done;
4874                         ret = 0;
4875                         btrfs_release_path(path);
4876                         break;
4877                 }
4878
4879                 l = path->nodes[0];
4880                 slot = path->slots[0];
4881                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4882
4883                 if (key.objectid != device->devid) {
4884                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4885                         btrfs_release_path(path);
4886                         break;
4887                 }
4888
4889                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4890                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4891
4892                 if (key.offset + length <= new_size) {
4893                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4894                         btrfs_release_path(path);
4895                         break;
4896                 }
4897
4898                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4899                 btrfs_release_path(path);
4900
4901                 /*
4902                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4903                  * which could potentially end up with losing data's
4904                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4905                  * advance.
4906                  */
4907                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4908                 if (ret < 0) {
4909                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4910                         goto done;
4911                 }
4912
4913                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4914                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4915                 if (ret == -ENOSPC) {
4916                         failed++;
4917                 } else if (ret) {
4918                         if (ret == -ETXTBSY) {
4919                                 btrfs_warn(fs_info,
4920                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
4921                                            chunk_offset);
4922                         }
4923                         goto done;
4924                 }
4925         } while (key.offset-- > 0);
4926
4927         if (failed && !retried) {
4928                 failed = 0;
4929                 retried = true;
4930                 goto again;
4931         } else if (failed && retried) {
4932                 ret = -ENOSPC;
4933                 goto done;
4934         }
4935
4936         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
4937         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4938         if (IS_ERR(trans)) {
4939                 ret = PTR_ERR(trans);
4940                 goto done;
4941         }
4942
4943         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4944         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
4945         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
4946                           CHUNK_STATE_MASK);
4947
4948         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
4949         if (list_empty(&device->post_commit_list))
4950                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
4951                               &trans->transaction->dev_update_list);
4952
4953         WARN_ON(diff > old_total);
4954         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
4955                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
4956         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4957
4958         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
4959         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
4960         ret = btrfs_update_device(trans, device);
4961         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
4962         if (ret < 0) {
4963                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4964                 btrfs_end_transaction(trans);
4965         } else {
4966                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4967         }
4968 done:
4969         btrfs_free_path(path);
4970         if (ret) {
4971                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4972                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
4973                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
4974                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
4975                 atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4976                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4977         }
4978         return ret;
4979 }
4980
4981 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4982                            struct btrfs_key *key,
4983                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
4984 {
4985         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4986         struct btrfs_disk_key disk_key;
4987         u32 array_size;
4988         u8 *ptr;
4989
4990         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
4991
4992         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
4993         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
4994                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
4995                 return -EFBIG;
4996
4997         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
4998         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
4999         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5000         ptr += sizeof(disk_key);
5001         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5002         item_size += sizeof(disk_key);
5003         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5004
5005         return 0;
5006 }
5007
5008 /*
5009  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5010  */
5011 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5012 {
5013         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5014         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5015
5016         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5017                 return -1;
5018         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5019                 return 1;
5020         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5021                 return -1;
5022         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5023                 return 1;
5024         return 0;
5025 }
5026
5027 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5028 {
5029         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5030                 return;
5031
5032         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5033 }
5034
5035 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5036 {
5037         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5038                 return;
5039
5040         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5041 }
5042
5043 /*
5044  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5045  * Wraps needed parameters.
5046  */
5047 struct alloc_chunk_ctl {
5048         u64 start;
5049         u64 type;
5050         /* Total number of stripes to allocate */
5051         int num_stripes;
5052         /* sub_stripes info for map */
5053         int sub_stripes;
5054         /* Stripes per device */
5055         int dev_stripes;
5056         /* Maximum number of devices to use */
5057         int devs_max;
5058         /* Minimum number of devices to use */
5059         int devs_min;
5060         /* ndevs has to be a multiple of this */
5061         int devs_increment;
5062         /* Number of copies */
5063         int ncopies;
5064         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5065         int nparity;
5066         u64 max_stripe_size;
5067         u64 max_chunk_size;
5068         u64 dev_extent_min;
5069         u64 stripe_size;
5070         u64 chunk_size;
5071         int ndevs;
5072 };
5073
5074 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5075                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5076                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5077 {
5078         struct btrfs_space_info *space_info;
5079
5080         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5081         ASSERT(space_info);
5082
5083         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5084         ctl->max_stripe_size = ctl->max_chunk_size;
5085
5086         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5087                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5088
5089         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5090         ctl->max_chunk_size = min(div_factor(fs_devices->total_rw_bytes, 1),
5091                                   ctl->max_chunk_size);
5092         ctl->dev_extent_min = BTRFS_STRIPE_LEN * ctl->dev_stripes;
5093 }
5094
5095 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5096                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5097                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5098 {
5099         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5100         u64 limit;
5101         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5102         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5103         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5104         u64 type = ctl->type;
5105
5106         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5107         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5108                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5109                                                  zone_size);
5110         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5111                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5112         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5113                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5114                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5115                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5116         } else {
5117                 BUG();
5118         }
5119
5120         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5121         limit = max(round_down(div_factor(fs_devices->total_rw_bytes, 1),
5122                                zone_size),
5123                     min_chunk_size);
5124         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5125         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5126 }
5127
5128 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5129                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5130 {
5131         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5132
5133         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5134         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5135         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5136         if (!ctl->devs_max)
5137                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5138         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5139         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5140         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5141         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5142         ctl->ndevs = 0;
5143
5144         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5145         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5146                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5147                 break;
5148         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5149                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5150                 break;
5151         default:
5152                 BUG();
5153         }
5154 }
5155
5156 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5157                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5158                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5159 {
5160         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5161         struct btrfs_device *device;
5162         u64 total_avail;
5163         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5164         int ret;
5165         int ndevs = 0;
5166         u64 max_avail;
5167         u64 dev_offset;
5168
5169         /*
5170          * in the first pass through the devices list, we gather information
5171          * about the available holes on each device.
5172          */
5173         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5174                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5175                         WARN(1, KERN_ERR
5176                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5177                         continue;
5178                 }
5179
5180                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5181                                         &device->dev_state) ||
5182                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5183                         continue;
5184
5185                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5186                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5187                 else
5188                         total_avail = 0;
5189
5190                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5191                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5192                         continue;
5193
5194                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5195                                            &max_avail);
5196                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5197                         return ret;
5198
5199                 if (ret == 0)
5200                         max_avail = dev_extent_want;
5201
5202                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5203                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5204                                 btrfs_debug(info,
5205                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5206                                             __func__, device->devid, max_avail,
5207                                             ctl->dev_extent_min);
5208                         continue;
5209                 }
5210
5211                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5212                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5213                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5214                         break;
5215                 }
5216                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5217                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5218                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5219                 devices_info[ndevs].dev = device;
5220                 ++ndevs;
5221         }
5222         ctl->ndevs = ndevs;
5223
5224         /*
5225          * now sort the devices by hole size / available space
5226          */
5227         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5228              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5229
5230         return 0;
5231 }
5232
5233 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5234                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5235 {
5236         /* Number of stripes that count for block group size */
5237         int data_stripes;
5238
5239         /*
5240          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5241          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5242          *
5243          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5244          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5245          */
5246         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5247                                    ctl->dev_stripes);
5248         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5249
5250         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5251         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5252
5253         /*
5254          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5255          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5256          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5257          * reduce stripe_size.
5258          */
5259         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5260                 /*
5261                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5262                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5263                  * previous value we had already.
5264                  */
5265                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5266                                                         data_stripes), SZ_16M),
5267                                        ctl->stripe_size);
5268         }
5269
5270         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5271         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5272
5273         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5274         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5275         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5276
5277         return 0;
5278 }
5279
5280 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5281                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5282 {
5283         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5284         /* Number of stripes that count for block group size */
5285         int data_stripes;
5286
5287         /*
5288          * It should hold because:
5289          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5290          */
5291         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5292
5293         ctl->stripe_size = zone_size;
5294         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5295         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5296
5297         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5298         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5299                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5300                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5301                                      ctl->dev_stripes);
5302                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5303                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5304                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5305         }
5306
5307         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5308
5309         return 0;
5310 }
5311
5312 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5313                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5314                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5315 {
5316         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5317
5318         /*
5319          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5320          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5321          * rounddown is safe.
5322          */
5323         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5324
5325         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5326                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5327                         btrfs_debug(info,
5328         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5329                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5330                 }
5331                 return -ENOSPC;
5332         }
5333
5334         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5335
5336         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5337         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5338                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5339         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5340                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5341         default:
5342                 BUG();
5343         }
5344 }
5345
5346 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5347                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5348                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5349 {
5350         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5351         struct map_lookup *map = NULL;
5352         struct extent_map_tree *em_tree;
5353         struct btrfs_block_group *block_group;
5354         struct extent_map *em;
5355         u64 start = ctl->start;
5356         u64 type = ctl->type;
5357         int ret;
5358         int i;
5359         int j;
5360
5361         map = kmalloc(map_lookup_size(ctl->num_stripes), GFP_NOFS);
5362         if (!map)
5363                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5364         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5365
5366         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5367                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5368                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5369                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5370                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5371                                                    j * ctl->stripe_size;
5372                 }
5373         }
5374         map->stripe_len = BTRFS_STRIPE_LEN;
5375         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5376         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5377         map->type = type;
5378         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5379
5380         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5381
5382         em = alloc_extent_map();
5383         if (!em) {
5384                 kfree(map);
5385                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5386         }
5387         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
5388         em->map_lookup = map;
5389         em->start = start;
5390         em->len = ctl->chunk_size;
5391         em->block_start = 0;
5392         em->block_len = em->len;
5393         em->orig_block_len = ctl->stripe_size;
5394
5395         em_tree = &info->mapping_tree;
5396         write_lock(&em_tree->lock);
5397         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
5398         if (ret) {
5399                 write_unlock(&em_tree->lock);
5400                 free_extent_map(em);
5401                 return ERR_PTR(ret);
5402         }
5403         write_unlock(&em_tree->lock);
5404
5405         block_group = btrfs_make_block_group(trans, 0, type, start, ctl->chunk_size);
5406         if (IS_ERR(block_group))
5407                 goto error_del_extent;
5408
5409         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5410                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5411
5412                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5413                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5414                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5415                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5416                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5417         }
5418
5419         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5420                      &info->free_chunk_space);
5421
5422         free_extent_map(em);
5423         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5424         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5425
5426         return block_group;
5427
5428 error_del_extent:
5429         write_lock(&em_tree->lock);
5430         remove_extent_mapping(em_tree, em);
5431         write_unlock(&em_tree->lock);
5432
5433         /* One for our allocation */
5434         free_extent_map(em);
5435         /* One for the tree reference */
5436         free_extent_map(em);
5437
5438         return block_group;
5439 }
5440
5441 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5442                                             u64 type)
5443 {
5444         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5445         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5446         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5447         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5448         struct btrfs_block_group *block_group;
5449         int ret;
5450
5451         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5452
5453         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5454                 ASSERT(0);
5455                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5456         }
5457
5458         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5459                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5460                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5461                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5462         }
5463
5464         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5465                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5466                 ASSERT(0);
5467                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5468         }
5469
5470         ctl.start = find_next_chunk(info);
5471         ctl.type = type;
5472         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5473
5474         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5475                                GFP_NOFS);
5476         if (!devices_info)
5477                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5478
5479         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5480         if (ret < 0) {
5481                 block_group = ERR_PTR(ret);
5482                 goto out;
5483         }
5484
5485         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5486         if (ret < 0) {
5487                 block_group = ERR_PTR(ret);
5488                 goto out;
5489         }
5490
5491         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5492
5493 out:
5494         kfree(devices_info);
5495         return block_group;
5496 }
5497
5498 /*
5499  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5500  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5501  * chunks.
5502  *
5503  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5504  * phases.
5505  */
5506 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5507                                      struct btrfs_block_group *bg)
5508 {
5509         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5510         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5511         struct btrfs_key key;
5512         struct btrfs_chunk *chunk;
5513         struct btrfs_stripe *stripe;
5514         struct extent_map *em;
5515         struct map_lookup *map;
5516         size_t item_size;
5517         int i;
5518         int ret;
5519
5520         /*
5521          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5522          *
5523          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5524          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5525          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5526          *    details;
5527          *
5528          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5529          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5530          *    because the device object's id can change at any time during that
5531          *    final phase of the device replace operation
5532          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5533          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5534          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5535          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5536          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5537          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5538          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5539          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5540          *    concurrent device replace.
5541          */
5542         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5543
5544         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5545         if (IS_ERR(em)) {
5546                 ret = PTR_ERR(em);
5547                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5548                 return ret;
5549         }
5550
5551         map = em->map_lookup;
5552         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5553
5554         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5555         if (!chunk) {
5556                 ret = -ENOMEM;
5557                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5558                 goto out;
5559         }
5560
5561         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5562                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5563
5564                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5565                 if (ret)
5566                         goto out;
5567         }
5568
5569         stripe = &chunk->stripe;
5570         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5571                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5572                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5573
5574                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5575                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5576                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5577                 stripe++;
5578         }
5579
5580         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5581         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5582         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, map->stripe_len);
5583         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5584         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5585         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, map->stripe_len);
5586         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, map->stripe_len);
5587         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5588         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5589
5590         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5591         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5592         key.offset = bg->start;
5593
5594         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5595         if (ret)
5596                 goto out;
5597
5598         bg->chunk_item_inserted = 1;
5599
5600         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5601                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5602                 if (ret)
5603                         goto out;
5604         }
5605
5606 out:
5607         kfree(chunk);
5608         free_extent_map(em);
5609         return ret;
5610 }
5611
5612 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5613 {
5614         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5615         u64 alloc_profile;
5616         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5617         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5618
5619         /*
5620          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5621          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5622          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5623          * we must first:
5624          *
5625          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5626          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5627          *    seed device are read-only;
5628          *
5629          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5630          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5631          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5632          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5633          *
5634          * After that we can add the block group items to their btrees:
5635          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5636          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5637          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5638          */
5639
5640         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5641         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5642         if (IS_ERR(meta_bg))
5643                 return PTR_ERR(meta_bg);
5644
5645         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5646         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5647         if (IS_ERR(sys_bg))
5648                 return PTR_ERR(sys_bg);
5649
5650         return 0;
5651 }
5652
5653 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct map_lookup *map)
5654 {
5655         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5656
5657         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5658 }
5659
5660 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5661 {
5662         struct extent_map *em;
5663         struct map_lookup *map;
5664         int miss_ndevs = 0;
5665         int i;
5666         bool ret = true;
5667
5668         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5669         if (IS_ERR(em))
5670                 return false;
5671
5672         map = em->map_lookup;
5673         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5674                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5675                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5676                         miss_ndevs++;
5677                         continue;
5678                 }
5679                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5680                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5681                         ret = false;
5682                         goto end;
5683                 }
5684         }
5685
5686         /*
5687          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5688          * not write the data into that chunk successfully.
5689          */
5690         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5691                 ret = false;
5692 end:
5693         free_extent_map(em);
5694         return ret;
5695 }
5696
5697 void btrfs_mapping_tree_free(struct extent_map_tree *tree)
5698 {
5699         struct extent_map *em;
5700
5701         while (1) {
5702                 write_lock(&tree->lock);
5703                 em = lookup_extent_mapping(tree, 0, (u64)-1);
5704                 if (em)
5705                         remove_extent_mapping(tree, em);
5706                 write_unlock(&tree->lock);
5707                 if (!em)
5708                         break;
5709                 /* once for us */
5710                 free_extent_map(em);
5711                 /* once for the tree */
5712                 free_extent_map(em);
5713         }
5714 }
5715
5716 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5717 {
5718         struct extent_map *em;
5719         struct map_lookup *map;
5720         enum btrfs_raid_types index;
5721         int ret = 1;
5722
5723         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5724         if (IS_ERR(em))
5725                 /*
5726                  * We could return errors for these cases, but that could get
5727                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5728                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5729                  * to use other copies.
5730                  */
5731                 return 1;
5732
5733         map = em->map_lookup;
5734         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5735
5736         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5737         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5738                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5739         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5740                 ret = 2;
5741         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5742                 /*
5743                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5744                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5745                  *
5746                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5747                  * stripe under reconstruction.
5748                  */
5749                 ret = map->num_stripes;
5750         free_extent_map(em);
5751
5752         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
5753         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace) &&
5754             fs_info->dev_replace.tgtdev)
5755                 ret++;
5756         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
5757
5758         return ret;
5759 }
5760
5761 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5762                                     u64 logical)
5763 {
5764         struct extent_map *em;
5765         struct map_lookup *map;
5766         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5767
5768         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5769                 return len;
5770
5771         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5772
5773         if (!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5774                 map = em->map_lookup;
5775                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5776                         len = map->stripe_len * nr_data_stripes(map);
5777                 free_extent_map(em);
5778         }
5779         return len;
5780 }
5781
5782 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5783 {
5784         struct extent_map *em;
5785         struct map_lookup *map;
5786         int ret = 0;
5787
5788         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5789                 return 0;
5790
5791         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5792
5793         if(!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5794                 map = em->map_lookup;
5795                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5796                         ret = 1;
5797                 free_extent_map(em);
5798         }
5799         return ret;
5800 }
5801
5802 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5803                             struct map_lookup *map, int first,
5804                             int dev_replace_is_ongoing)
5805 {
5806         int i;
5807         int num_stripes;
5808         int preferred_mirror;
5809         int tolerance;
5810         struct btrfs_device *srcdev;
5811
5812         ASSERT((map->type &
5813                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5814
5815         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5816                 num_stripes = map->sub_stripes;
5817         else
5818                 num_stripes = map->num_stripes;
5819
5820         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5821         default:
5822                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5823                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5824                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5825                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5826                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5827                 fallthrough;
5828         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5829                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5830                 break;
5831         }
5832
5833         if (dev_replace_is_ongoing &&
5834             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5835              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5836                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5837         else
5838                 srcdev = NULL;
5839
5840         /*
5841          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5842          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5843          * mirror is available
5844          */
5845         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5846                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5847                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5848                         return preferred_mirror;
5849                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5850                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5851                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5852                                 return i;
5853                 }
5854         }
5855
5856         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5857          * and the io error handling code will clean up eventually
5858          */
5859         return preferred_mirror;
5860 }
5861
5862 /* Bubble-sort the stripe set to put the parity/syndrome stripes last */
5863 static void sort_parity_stripes(struct btrfs_io_context *bioc, int num_stripes)
5864 {
5865         int i;
5866         int again = 1;
5867
5868         while (again) {
5869                 again = 0;
5870                 for (i = 0; i < num_stripes - 1; i++) {
5871                         /* Swap if parity is on a smaller index */
5872                         if (bioc->raid_map[i] > bioc->raid_map[i + 1]) {
5873                                 swap(bioc->stripes[i], bioc->stripes[i + 1]);
5874                                 swap(bioc->raid_map[i], bioc->raid_map[i + 1]);
5875                                 again = 1;
5876                         }
5877                 }
5878         }
5879 }
5880
5881 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5882                                                        int total_stripes,
5883                                                        int real_stripes)
5884 {
5885         struct btrfs_io_context *bioc = kzalloc(
5886                  /* The size of btrfs_io_context */
5887                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
5888                 /* Plus the variable array for the stripes */
5889                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes) +
5890                 /* Plus the variable array for the tgt dev */
5891                 sizeof(int) * (real_stripes) +
5892                 /*
5893                  * Plus the raid_map, which includes both the tgt dev
5894                  * and the stripes.
5895                  */
5896                 sizeof(u64) * (total_stripes),
5897                 GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
5898
5899         atomic_set(&bioc->error, 0);
5900         refcount_set(&bioc->refs, 1);
5901
5902         bioc->fs_info = fs_info;
5903         bioc->tgtdev_map = (int *)(bioc->stripes + total_stripes);
5904         bioc->raid_map = (u64 *)(bioc->tgtdev_map + real_stripes);
5905
5906         return bioc;
5907 }
5908
5909 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5910 {
5911         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
5912         refcount_inc(&bioc->refs);
5913 }
5914
5915 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5916 {
5917         if (!bioc)
5918                 return;
5919         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
5920                 kfree(bioc);
5921 }
5922
5923 /*
5924  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
5925  * replace.
5926  */
5927 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5928                                                u64 logical, u64 *length_ret,
5929                                                u32 *num_stripes)
5930 {
5931         struct extent_map *em;
5932         struct map_lookup *map;
5933         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
5934         u64 length = *length_ret;
5935         u64 offset;
5936         u64 stripe_nr;
5937         u64 stripe_nr_end;
5938         u64 stripe_end_offset;
5939         u64 stripe_cnt;
5940         u64 stripe_len;
5941         u64 stripe_offset;
5942         u32 stripe_index;
5943         u32 factor = 0;
5944         u32 sub_stripes = 0;
5945         u64 stripes_per_dev = 0;
5946         u32 remaining_stripes = 0;
5947         u32 last_stripe = 0;
5948         int ret;
5949         int i;
5950
5951         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
5952         if (IS_ERR(em))
5953                 return ERR_CAST(em);
5954
5955         map = em->map_lookup;
5956
5957         /* we don't discard raid56 yet */
5958         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
5959                 ret = -EOPNOTSUPP;
5960                 goto out_free_map;
5961 }
5962
5963         offset = logical - em->start;
5964         length = min_t(u64, em->start + em->len - logical, length);
5965         *length_ret = length;
5966
5967         stripe_len = map->stripe_len;
5968         /*
5969          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
5970          * to get to this block
5971          */
5972         stripe_nr = div64_u64(offset, stripe_len);
5973
5974         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
5975         stripe_offset = offset - stripe_nr * stripe_len;
5976
5977         stripe_nr_end = round_up(offset + length, map->stripe_len);
5978         stripe_nr_end = div64_u64(stripe_nr_end, map->stripe_len);
5979         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
5980         stripe_end_offset = stripe_nr_end * map->stripe_len -
5981                             (offset + length);
5982         /*
5983          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
5984          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
5985          * the number of our device in the stripe array
5986          */
5987         *num_stripes = 1;
5988         stripe_index = 0;
5989         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
5990                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
5991                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
5992                         sub_stripes = 1;
5993                 else
5994                         sub_stripes = map->sub_stripes;
5995
5996                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
5997                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
5998                                     sub_stripes * stripe_cnt);
5999                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
6000                 stripe_index *= sub_stripes;
6001                 stripes_per_dev = div_u64_rem(stripe_cnt, factor,
6002                                               &remaining_stripes);
6003                 div_u64_rem(stripe_nr_end - 1, factor, &last_stripe);
6004                 last_stripe *= sub_stripes;
6005         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6006                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6007                 *num_stripes = map->num_stripes;
6008         } else {
6009                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6010                                         &stripe_index);
6011         }
6012
6013         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6014         if (!stripes) {
6015                 ret = -ENOMEM;
6016                 goto out_free_map;
6017         }
6018
6019         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6020                 stripes[i].physical =
6021                         map->stripes[stripe_index].physical +
6022                         stripe_offset + stripe_nr * map->stripe_len;
6023                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6024
6025                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6026                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6027                         stripes[i].length = stripes_per_dev * map->stripe_len;
6028
6029                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6030                                 stripes[i].length += map->stripe_len;
6031
6032                         /*
6033                          * Special for the first stripe and
6034                          * the last stripe:
6035                          *
6036                          * |-------|...|-------|
6037                          *     |----------|
6038                          *    off     end_off
6039                          */
6040                         if (i < sub_stripes)
6041                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6042
6043                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6044                             stripe_index <= (last_stripe +
6045                                              sub_stripes - 1))
6046                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6047
6048                         if (i == sub_stripes - 1)
6049                                 stripe_offset = 0;
6050                 } else {
6051                         stripes[i].length = length;
6052                 }
6053
6054                 stripe_index++;
6055                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6056                         stripe_index = 0;
6057                         stripe_nr++;
6058                 }
6059         }
6060
6061         free_extent_map(em);
6062         return stripes;
6063 out_free_map:
6064         free_extent_map(em);
6065         return ERR_PTR(ret);
6066 }
6067
6068 /*
6069  * In dev-replace case, for repair case (that's the only case where the mirror
6070  * is selected explicitly when calling btrfs_map_block), blocks left of the
6071  * left cursor can also be read from the target drive.
6072  *
6073  * For REQ_GET_READ_MIRRORS, the target drive is added as the last one to the
6074  * array of stripes.
6075  * For READ, it also needs to be supported using the same mirror number.
6076  *
6077  * If the requested block is not left of the left cursor, EIO is returned. This
6078  * can happen because btrfs_num_copies() returns one more in the dev-replace
6079  * case.
6080  */
6081 static int get_extra_mirror_from_replace(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6082                                          u64 logical, u64 length,
6083                                          u64 srcdev_devid, int *mirror_num,
6084                                          u64 *physical)
6085 {
6086         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6087         int num_stripes;
6088         int index_srcdev = 0;
6089         int found = 0;
6090         u64 physical_of_found = 0;
6091         int i;
6092         int ret = 0;
6093
6094         ret = __btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS,
6095                                 logical, &length, &bioc, 0, 0);
6096         if (ret) {
6097                 ASSERT(bioc == NULL);
6098                 return ret;
6099         }
6100
6101         num_stripes = bioc->num_stripes;
6102         if (*mirror_num > num_stripes) {
6103                 /*
6104                  * BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS does not contain this mirror,
6105                  * that means that the requested area is not left of the left
6106                  * cursor
6107                  */
6108                 btrfs_put_bioc(bioc);
6109                 return -EIO;
6110         }
6111
6112         /*
6113          * process the rest of the function using the mirror_num of the source
6114          * drive. Therefore look it up first.  At the end, patch the device
6115          * pointer to the one of the target drive.
6116          */
6117         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6118                 if (bioc->stripes[i].dev->devid != srcdev_devid)
6119                         continue;
6120
6121                 /*
6122                  * In case of DUP, in order to keep it simple, only add the
6123                  * mirror with the lowest physical address
6124                  */
6125                 if (found &&
6126                     physical_of_found <= bioc->stripes[i].physical)
6127                         continue;
6128
6129                 index_srcdev = i;
6130                 found = 1;
6131                 physical_of_found = bioc->stripes[i].physical;
6132         }
6133
6134         btrfs_put_bioc(bioc);
6135
6136         ASSERT(found);
6137         if (!found)
6138                 return -EIO;
6139
6140         *mirror_num = index_srcdev + 1;
6141         *physical = physical_of_found;
6142         return ret;
6143 }
6144
6145 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6146 {
6147         struct btrfs_block_group *cache;
6148         bool ret;
6149
6150         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6151         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6152                 return false;
6153
6154         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6155
6156         spin_lock(&cache->lock);
6157         ret = cache->to_copy;
6158         spin_unlock(&cache->lock);
6159
6160         btrfs_put_block_group(cache);
6161         return ret;
6162 }
6163
6164 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6165                                       struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6166                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6167                                       u64 logical,
6168                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6169 {
6170         struct btrfs_io_context *bioc = *bioc_ret;
6171         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6172         int tgtdev_indexes = 0;
6173         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6174         int max_errors = *max_errors_ret;
6175         int i;
6176
6177         if (op == BTRFS_MAP_WRITE) {
6178                 int index_where_to_add;
6179
6180                 /*
6181                  * A block group which have "to_copy" set will eventually
6182                  * copied by dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6183                  */
6184                 if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6185                         return;
6186
6187                 /*
6188                  * duplicate the write operations while the dev replace
6189                  * procedure is running. Since the copying of the old disk to
6190                  * the new disk takes place at run time while the filesystem is
6191                  * mounted writable, the regular write operations to the old
6192                  * disk have to be duplicated to go to the new disk as well.
6193                  *
6194                  * Note that device->missing is handled by the caller, and that
6195                  * the write to the old disk is already set up in the stripes
6196                  * array.
6197                  */
6198                 index_where_to_add = num_stripes;
6199                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6200                         if (bioc->stripes[i].dev->devid == srcdev_devid) {
6201                                 /* write to new disk, too */
6202                                 struct btrfs_io_stripe *new =
6203                                         bioc->stripes + index_where_to_add;
6204                                 struct btrfs_io_stripe *old =
6205                                         bioc->stripes + i;
6206
6207                                 new->physical = old->physical;
6208                                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6209                                 bioc->tgtdev_map[i] = index_where_to_add;
6210                                 index_where_to_add++;
6211                                 max_errors++;
6212                                 tgtdev_indexes++;
6213                         }
6214                 }
6215                 num_stripes = index_where_to_add;
6216         } else if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS) {
6217                 int index_srcdev = 0;
6218                 int found = 0;
6219                 u64 physical_of_found = 0;
6220
6221                 /*
6222                  * During the dev-replace procedure, the target drive can also
6223                  * be used to read data in case it is needed to repair a corrupt
6224                  * block elsewhere. This is possible if the requested area is
6225                  * left of the left cursor. In this area, the target drive is a
6226                  * full copy of the source drive.
6227                  */
6228                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6229                         if (bioc->stripes[i].dev->devid == srcdev_devid) {
6230                                 /*
6231                                  * In case of DUP, in order to keep it simple,
6232                                  * only add the mirror with the lowest physical
6233                                  * address
6234                                  */
6235                                 if (found &&
6236                                     physical_of_found <= bioc->stripes[i].physical)
6237                                         continue;
6238                                 index_srcdev = i;
6239                                 found = 1;
6240                                 physical_of_found = bioc->stripes[i].physical;
6241                         }
6242                 }
6243                 if (found) {
6244                         struct btrfs_io_stripe *tgtdev_stripe =
6245                                 bioc->stripes + num_stripes;
6246
6247                         tgtdev_stripe->physical = physical_of_found;
6248                         tgtdev_stripe->dev = dev_replace->tgtdev;
6249                         bioc->tgtdev_map[index_srcdev] = num_stripes;
6250
6251                         tgtdev_indexes++;
6252                         num_stripes++;
6253                 }
6254         }
6255
6256         *num_stripes_ret = num_stripes;
6257         *max_errors_ret = max_errors;
6258         bioc->num_tgtdevs = tgtdev_indexes;
6259         *bioc_ret = bioc;
6260 }
6261
6262 static bool need_full_stripe(enum btrfs_map_op op)
6263 {
6264         return (op == BTRFS_MAP_WRITE || op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS);
6265 }
6266
6267 /*
6268  * Calculate the geometry of a particular (address, len) tuple. This
6269  * information is used to calculate how big a particular bio can get before it
6270  * straddles a stripe.
6271  *
6272  * @fs_info: the filesystem
6273  * @em:      mapping containing the logical extent
6274  * @op:      type of operation - write or read
6275  * @logical: address that we want to figure out the geometry of
6276  * @io_geom: pointer used to return values
6277  *
6278  * Returns < 0 in case a chunk for the given logical address cannot be found,
6279  * usually shouldn't happen unless @logical is corrupted, 0 otherwise.
6280  */
6281 int btrfs_get_io_geometry(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct extent_map *em,
6282                           enum btrfs_map_op op, u64 logical,
6283                           struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6284 {
6285         struct map_lookup *map;
6286         u64 len;
6287         u64 offset;
6288         u64 stripe_offset;
6289         u64 stripe_nr;
6290         u32 stripe_len;
6291         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6292         int data_stripes;
6293
6294         ASSERT(op != BTRFS_MAP_DISCARD);
6295
6296         map = em->map_lookup;
6297         /* Offset of this logical address in the chunk */
6298         offset = logical - em->start;
6299         /* Len of a stripe in a chunk */
6300         stripe_len = map->stripe_len;
6301         /*
6302          * Stripe_nr is where this block falls in
6303          * stripe_offset is the offset of this block in its stripe.
6304          */
6305         stripe_nr = div64_u64_rem(offset, stripe_len, &stripe_offset);
6306         ASSERT(stripe_offset < U32_MAX);
6307
6308         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6309
6310         /* Only stripe based profiles needs to check against stripe length. */
6311         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK) {
6312                 u64 max_len = stripe_len - stripe_offset;
6313
6314                 /*
6315                  * In case of raid56, we need to know the stripe aligned start
6316                  */
6317                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6318                         unsigned long full_stripe_len = stripe_len * data_stripes;
6319                         raid56_full_stripe_start = offset;
6320
6321                         /*
6322                          * Allow a write of a full stripe, but make sure we
6323                          * don't allow straddling of stripes
6324                          */
6325                         raid56_full_stripe_start = div64_u64(raid56_full_stripe_start,
6326                                         full_stripe_len);
6327                         raid56_full_stripe_start *= full_stripe_len;
6328
6329                         /*
6330                          * For writes to RAID[56], allow a full stripeset across
6331                          * all disks. For other RAID types and for RAID[56]
6332                          * reads, just allow a single stripe (on a single disk).
6333                          */
6334                         if (op == BTRFS_MAP_WRITE) {
6335                                 max_len = stripe_len * data_stripes -
6336                                           (offset - raid56_full_stripe_start);
6337                         }
6338                 }
6339                 len = min_t(u64, em->len - offset, max_len);
6340         } else {
6341                 len = em->len - offset;
6342         }
6343
6344         io_geom->len = len;
6345         io_geom->offset = offset;
6346         io_geom->stripe_len = stripe_len;
6347         io_geom->stripe_nr = stripe_nr;
6348         io_geom->stripe_offset = stripe_offset;
6349         io_geom->raid56_stripe_offset = raid56_full_stripe_start;
6350
6351         return 0;
6352 }
6353
6354 static int __btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6355                              enum btrfs_map_op op,
6356                              u64 logical, u64 *length,
6357                              struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6358                              int mirror_num, int need_raid_map)
6359 {
6360         struct extent_map *em;
6361         struct map_lookup *map;
6362         u64 stripe_offset;
6363         u64 stripe_nr;
6364         u64 stripe_len;
6365         u32 stripe_index;
6366         int data_stripes;
6367         int i;
6368         int ret = 0;
6369         int num_stripes;
6370         int max_errors = 0;
6371         int tgtdev_indexes = 0;
6372         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6373         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6374         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6375         int num_alloc_stripes;
6376         int patch_the_first_stripe_for_dev_replace = 0;
6377         u64 physical_to_patch_in_first_stripe = 0;
6378         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6379         struct btrfs_io_geometry geom;
6380
6381         ASSERT(bioc_ret);
6382         ASSERT(op != BTRFS_MAP_DISCARD);
6383
6384         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6385         ASSERT(!IS_ERR(em));
6386
6387         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, op, logical, &geom);
6388         if (ret < 0)
6389                 return ret;
6390
6391         map = em->map_lookup;
6392
6393         *length = geom.len;
6394         stripe_len = geom.stripe_len;
6395         stripe_nr = geom.stripe_nr;
6396         stripe_offset = geom.stripe_offset;
6397         raid56_full_stripe_start = geom.raid56_stripe_offset;
6398         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6399
6400         down_read(&dev_replace->rwsem);
6401         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6402         /*
6403          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6404          * requested at commit time but must wait.
6405          */
6406         if (!dev_replace_is_ongoing)
6407                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6408
6409         if (dev_replace_is_ongoing && mirror_num == map->num_stripes + 1 &&
6410             !need_full_stripe(op) && dev_replace->tgtdev != NULL) {
6411                 ret = get_extra_mirror_from_replace(fs_info, logical, *length,
6412                                                     dev_replace->srcdev->devid,
6413                                                     &mirror_num,
6414                                             &physical_to_patch_in_first_stripe);
6415                 if (ret)
6416                         goto out;
6417                 else
6418                         patch_the_first_stripe_for_dev_replace = 1;
6419         } else if (mirror_num > map->num_stripes) {
6420                 mirror_num = 0;
6421         }
6422
6423         num_stripes = 1;
6424         stripe_index = 0;
6425         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6426                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6427                                 &stripe_index);
6428                 if (!need_full_stripe(op))
6429                         mirror_num = 1;
6430         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6431                 if (need_full_stripe(op))
6432                         num_stripes = map->num_stripes;
6433                 else if (mirror_num)
6434                         stripe_index = mirror_num - 1;
6435                 else {
6436                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6437                                             dev_replace_is_ongoing);
6438                         mirror_num = stripe_index + 1;
6439                 }
6440
6441         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6442                 if (need_full_stripe(op)) {
6443                         num_stripes = map->num_stripes;
6444                 } else if (mirror_num) {
6445                         stripe_index = mirror_num - 1;
6446                 } else {
6447                         mirror_num = 1;
6448                 }
6449
6450         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6451                 u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6452
6453                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
6454                 stripe_index *= map->sub_stripes;
6455
6456                 if (need_full_stripe(op))
6457                         num_stripes = map->sub_stripes;
6458                 else if (mirror_num)
6459                         stripe_index += mirror_num - 1;
6460                 else {
6461                         int old_stripe_index = stripe_index;
6462                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6463                                               stripe_index,
6464                                               dev_replace_is_ongoing);
6465                         mirror_num = stripe_index - old_stripe_index + 1;
6466                 }
6467
6468         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6469                 ASSERT(map->stripe_len == BTRFS_STRIPE_LEN);
6470                 if (need_raid_map && (need_full_stripe(op) || mirror_num > 1)) {
6471                         /* push stripe_nr back to the start of the full stripe */
6472                         stripe_nr = div64_u64(raid56_full_stripe_start,
6473                                         stripe_len * data_stripes);
6474
6475                         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6476                         num_stripes = map->num_stripes;
6477                         max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6478
6479                         /* Return the length to the full stripe end */
6480                         *length = min(logical + *length,
6481                                       raid56_full_stripe_start + em->start +
6482                                       data_stripes * stripe_len) - logical;
6483                         stripe_index = 0;
6484                         stripe_offset = 0;
6485                 } else {
6486                         /*
6487                          * Mirror #0 or #1 means the original data block.
6488                          * Mirror #2 is RAID5 parity block.
6489                          * Mirror #3 is RAID6 Q block.
6490                          */
6491                         stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr,
6492                                         data_stripes, &stripe_index);
6493                         if (mirror_num > 1)
6494                                 stripe_index = data_stripes + mirror_num - 2;
6495
6496                         /* We distribute the parity blocks across stripes */
6497                         div_u64_rem(stripe_nr + stripe_index, map->num_stripes,
6498                                         &stripe_index);
6499                         if (!need_full_stripe(op) && mirror_num <= 1)
6500                                 mirror_num = 1;
6501                 }
6502         } else {
6503                 /*
6504                  * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6505                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6506                  * the number of our device in the stripe array
6507                  */
6508                 stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, map->num_stripes,
6509                                 &stripe_index);
6510                 mirror_num = stripe_index + 1;
6511         }
6512         if (stripe_index >= map->num_stripes) {
6513                 btrfs_crit(fs_info,
6514                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6515                            stripe_index, map->num_stripes);
6516                 ret = -EINVAL;
6517                 goto out;
6518         }
6519
6520         num_alloc_stripes = num_stripes;
6521         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL) {
6522                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6523                         num_alloc_stripes <<= 1;
6524                 if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS)
6525                         num_alloc_stripes++;
6526                 tgtdev_indexes = num_stripes;
6527         }
6528
6529         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_alloc_stripes, tgtdev_indexes);
6530         if (!bioc) {
6531                 ret = -ENOMEM;
6532                 goto out;
6533         }
6534
6535         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6536                 bioc->stripes[i].physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6537                         stripe_offset + stripe_nr * map->stripe_len;
6538                 bioc->stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6539                 stripe_index++;
6540         }
6541
6542         /* Build raid_map */
6543         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK && need_raid_map &&
6544             (need_full_stripe(op) || mirror_num > 1)) {
6545                 u64 tmp;
6546                 unsigned rot;
6547
6548                 /* Work out the disk rotation on this stripe-set */
6549                 div_u64_rem(stripe_nr, num_stripes, &rot);
6550
6551                 /* Fill in the logical address of each stripe */
6552                 tmp = stripe_nr * data_stripes;
6553                 for (i = 0; i < data_stripes; i++)
6554                         bioc->raid_map[(i + rot) % num_stripes] =
6555                                 em->start + (tmp + i) * map->stripe_len;
6556
6557                 bioc->raid_map[(i + rot) % map->num_stripes] = RAID5_P_STRIPE;
6558                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
6559                         bioc->raid_map[(i + rot + 1) % num_stripes] =
6560                                 RAID6_Q_STRIPE;
6561
6562                 sort_parity_stripes(bioc, num_stripes);
6563         }
6564
6565         if (need_full_stripe(op))
6566                 max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6567
6568         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6569             need_full_stripe(op)) {
6570                 handle_ops_on_dev_replace(op, &bioc, dev_replace, logical,
6571                                           &num_stripes, &max_errors);
6572         }
6573
6574         *bioc_ret = bioc;
6575         bioc->map_type = map->type;
6576         bioc->num_stripes = num_stripes;
6577         bioc->max_errors = max_errors;
6578         bioc->mirror_num = mirror_num;
6579
6580         /*
6581          * this is the case that REQ_READ && dev_replace_is_ongoing &&
6582          * mirror_num == num_stripes + 1 && dev_replace target drive is
6583          * available as a mirror
6584          */
6585         if (patch_the_first_stripe_for_dev_replace && num_stripes > 0) {
6586                 WARN_ON(num_stripes > 1);
6587                 bioc->stripes[0].dev = dev_replace->tgtdev;
6588                 bioc->stripes[0].physical = physical_to_patch_in_first_stripe;
6589                 bioc->mirror_num = map->num_stripes + 1;
6590         }
6591 out:
6592         if (dev_replace_is_ongoing) {
6593                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6594                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6595                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6596         }
6597         free_extent_map(em);
6598         return ret;
6599 }
6600
6601 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6602                       u64 logical, u64 *length,
6603                       struct btrfs_io_context **bioc_ret, int mirror_num)
6604 {
6605         return __btrfs_map_block(fs_info, op, logical, length, bioc_ret,
6606                                  mirror_num, 0);
6607 }
6608
6609 /* For Scrub/replace */
6610 int btrfs_map_sblock(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6611                      u64 logical, u64 *length,
6612                      struct btrfs_io_context **bioc_ret)
6613 {
6614         return __btrfs_map_block(fs_info, op, logical, length, bioc_ret, 0, 1);
6615 }
6616
6617 static struct workqueue_struct *btrfs_end_io_wq(struct btrfs_io_context *bioc)
6618 {
6619         if (bioc->orig_bio->bi_opf & REQ_META)
6620                 return bioc->fs_info->endio_meta_workers;
6621         return bioc->fs_info->endio_workers;
6622 }
6623
6624 static void btrfs_end_bio_work(struct work_struct *work)
6625 {
6626         struct btrfs_bio *bbio =
6627                 container_of(work, struct btrfs_bio, end_io_work);
6628
6629         bio_endio(&bbio->bio);
6630 }
6631
6632 static void btrfs_end_bioc(struct btrfs_io_context *bioc, bool async)
6633 {
6634         struct bio *orig_bio = bioc->orig_bio;
6635         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(orig_bio);
6636
6637         bbio->mirror_num = bioc->mirror_num;
6638         orig_bio->bi_private = bioc->private;
6639         orig_bio->bi_end_io = bioc->end_io;
6640
6641         /*
6642          * Only send an error to the higher layers if it is beyond the tolerance
6643          * threshold.
6644          */
6645         if (atomic_read(&bioc->error) > bioc->max_errors)
6646                 orig_bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
6647         else
6648                 orig_bio->bi_status = BLK_STS_OK;
6649
6650         if (btrfs_op(orig_bio) == BTRFS_MAP_READ && async) {
6651                 INIT_WORK(&bbio->end_io_work, btrfs_end_bio_work);
6652                 queue_work(btrfs_end_io_wq(bioc), &bbio->end_io_work);
6653         } else {
6654                 bio_endio(orig_bio);
6655         }
6656
6657         btrfs_put_bioc(bioc);
6658 }
6659
6660 static void btrfs_end_bio(struct bio *bio)
6661 {
6662         struct btrfs_io_stripe *stripe = bio->bi_private;
6663         struct btrfs_io_context *bioc = stripe->bioc;
6664
6665         if (bio->bi_status) {
6666                 atomic_inc(&bioc->error);
6667                 if (bio->bi_status == BLK_STS_IOERR ||
6668                     bio->bi_status == BLK_STS_TARGET) {
6669                         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
6670                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(stripe->dev,
6671                                                 BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
6672                         else if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
6673                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(stripe->dev,
6674                                                 BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS);
6675                         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH)
6676                                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(stripe->dev,
6677                                                 BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS);
6678                 }
6679         }
6680
6681         if (bio != bioc->orig_bio)
6682                 bio_put(bio);
6683
6684         btrfs_bio_counter_dec(bioc->fs_info);
6685         if (atomic_dec_and_test(&bioc->stripes_pending))
6686                 btrfs_end_bioc(bioc, true);
6687 }
6688
6689 static void submit_stripe_bio(struct btrfs_io_context *bioc,
6690                               struct bio *orig_bio, int dev_nr, bool clone)
6691 {
6692         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
6693         struct btrfs_device *dev = bioc->stripes[dev_nr].dev;
6694         u64 physical = bioc->stripes[dev_nr].physical;
6695         struct bio *bio;
6696
6697         if (!dev || !dev->bdev ||
6698             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
6699             (btrfs_op(orig_bio) == BTRFS_MAP_WRITE &&
6700              !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state))) {
6701                 atomic_inc(&bioc->error);
6702                 if (atomic_dec_and_test(&bioc->stripes_pending))
6703                         btrfs_end_bioc(bioc, false);
6704                 return;
6705         }
6706
6707         if (clone) {
6708                 bio = bio_alloc_clone(dev->bdev, orig_bio, GFP_NOFS, &fs_bio_set);
6709         } else {
6710                 bio = orig_bio;
6711                 bio_set_dev(bio, dev->bdev);
6712                 btrfs_bio(bio)->device = dev;
6713         }
6714
6715         bioc->stripes[dev_nr].bioc = bioc;
6716         bio->bi_private = &bioc->stripes[dev_nr];
6717         bio->bi_end_io = btrfs_end_bio;
6718         bio->bi_iter.bi_sector = physical >> 9;
6719         /*
6720          * For zone append writing, bi_sector must point the beginning of the
6721          * zone
6722          */
6723         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
6724                 if (btrfs_dev_is_sequential(dev, physical)) {
6725                         u64 zone_start = round_down(physical, fs_info->zone_size);
6726
6727                         bio->bi_iter.bi_sector = zone_start >> SECTOR_SHIFT;
6728                 } else {
6729                         bio->bi_opf &= ~REQ_OP_ZONE_APPEND;
6730                         bio->bi_opf |= REQ_OP_WRITE;
6731                 }
6732         }
6733         btrfs_debug_in_rcu(fs_info,
6734         "%s: rw %d 0x%x, sector=%llu, dev=%lu (%s id %llu), size=%u",
6735                 __func__, bio_op(bio), bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
6736                 (unsigned long)dev->bdev->bd_dev, rcu_str_deref(dev->name),
6737                 dev->devid, bio->bi_iter.bi_size);
6738
6739         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
6740
6741         btrfsic_check_bio(bio);
6742         submit_bio(bio);
6743 }
6744
6745 void btrfs_submit_bio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio, int mirror_num)
6746 {
6747         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector << 9;
6748         u64 length = bio->bi_iter.bi_size;
6749         u64 map_length = length;
6750         int ret;
6751         int dev_nr;
6752         int total_devs;
6753         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6754
6755         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
6756         ret = __btrfs_map_block(fs_info, btrfs_op(bio), logical,
6757                                 &map_length, &bioc, mirror_num, 1);
6758         if (ret) {
6759                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6760                 bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
6761                 bio_endio(bio);
6762                 return;
6763         }
6764
6765         total_devs = bioc->num_stripes;
6766         bioc->orig_bio = bio;
6767         bioc->private = bio->bi_private;
6768         bioc->end_io = bio->bi_end_io;
6769         atomic_set(&bioc->stripes_pending, total_devs);
6770
6771         if ((bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) &&
6772             ((btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) || (mirror_num > 1))) {
6773                 if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
6774                         raid56_parity_write(bio, bioc);
6775                 else
6776                         raid56_parity_recover(bio, bioc, mirror_num, true);
6777                 return;
6778         }
6779
6780         if (map_length < length) {
6781                 btrfs_crit(fs_info,
6782                            "mapping failed logical %llu bio len %llu len %llu",
6783                            logical, length, map_length);
6784                 BUG();
6785         }
6786
6787         for (dev_nr = 0; dev_nr < total_devs; dev_nr++) {
6788                 const bool should_clone = (dev_nr < total_devs - 1);
6789
6790                 submit_stripe_bio(bioc, bio, dev_nr, should_clone);
6791         }
6792         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
6793 }
6794
6795 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6796                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6797 {
6798         if (args->fsid == NULL)
6799                 return true;
6800         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6801                 return true;
6802         return false;
6803 }
6804
6805 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6806                                   const struct btrfs_device *device)
6807 {
6808         ASSERT((args->devid != (u64)-1) || args->missing);
6809
6810         if ((args->devid != (u64)-1) && device->devid != args->devid)
6811                 return false;
6812         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6813                 return false;
6814         if (!args->missing)
6815                 return true;
6816         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6817             !device->bdev)
6818                 return true;
6819         return false;
6820 }
6821
6822 /*
6823  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6824  * return NULL.
6825  *
6826  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6827  * only devid is used.
6828  */
6829 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6830                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6831 {
6832         struct btrfs_device *device;
6833         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6834
6835         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6836                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6837                         if (dev_args_match_device(args, device))
6838                                 return device;
6839                 }
6840         }
6841
6842         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6843                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6844                         continue;
6845                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6846                         if (dev_args_match_device(args, device))
6847                                 return device;
6848                 }
6849         }
6850
6851         return NULL;
6852 }
6853
6854 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6855                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6856 {
6857         struct btrfs_device *device;
6858         unsigned int nofs_flag;
6859
6860         /*
6861          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6862          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6863          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6864          * places.
6865          */
6866         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6867         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid);
6868         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6869         if (IS_ERR(device))
6870                 return device;
6871
6872         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6873         device->fs_devices = fs_devices;
6874         fs_devices->num_devices++;
6875
6876         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6877         fs_devices->missing_devices++;
6878
6879         return device;
6880 }
6881
6882 /**
6883  * btrfs_alloc_device - allocate struct btrfs_device
6884  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6885  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6886  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6887  *              is generated.
6888  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6889  *              is generated.
6890  *
6891  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6892  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6893  * destroyed with btrfs_free_device.
6894  */
6895 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6896                                         const u64 *devid,
6897                                         const u8 *uuid)
6898 {
6899         struct btrfs_device *dev;
6900         u64 tmp;
6901
6902         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6903                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6904
6905         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6906         if (!dev)
6907                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6908
6909         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6910         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6911         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6912
6913         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6914         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6915         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state,
6916                             IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE, NULL);
6917
6918         if (devid)
6919                 tmp = *devid;
6920         else {
6921                 int ret;
6922
6923                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6924                 if (ret) {
6925                         btrfs_free_device(dev);
6926                         return ERR_PTR(ret);
6927                 }
6928         }
6929         dev->devid = tmp;
6930
6931         if (uuid)
6932                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6933         else
6934                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6935
6936         return dev;
6937 }
6938
6939 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6940                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6941 {
6942         if (error)
6943                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6944                               devid, uuid);
6945         else
6946                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6947                               devid, uuid);
6948 }
6949
6950 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct extent_map *em)
6951 {
6952         const struct map_lookup *map = em->map_lookup;
6953         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6954
6955         return div_u64(em->len, data_stripes);
6956 }
6957
6958 #if BITS_PER_LONG == 32
6959 /*
6960  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6961  * can't be accessed on 32bit systems.
6962  *
6963  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6964  * metadata chunk beyond that limit.
6965  */
6966 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6967                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6968 {
6969         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6970                 return 0;
6971
6972         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6973                 return 0;
6974
6975         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6976         return -EOVERFLOW;
6977 }
6978
6979 /*
6980  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
6981  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
6982  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
6983  * once the limit is reached.
6984  */
6985 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6986                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6987 {
6988         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6989                 return;
6990
6991         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6992                 return;
6993
6994         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6995 }
6996 #endif
6997
6998 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6999                                                   u64 devid, u8 *uuid)
7000 {
7001         struct btrfs_device *dev;
7002
7003         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7004                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
7005                 return ERR_PTR(-ENOENT);
7006         }
7007
7008         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
7009         if (IS_ERR(dev)) {
7010                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
7011                           devid, PTR_ERR(dev));
7012                 return dev;
7013         }
7014         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
7015
7016         return dev;
7017 }
7018
7019 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
7020                           struct btrfs_chunk *chunk)
7021 {
7022         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7023         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7024         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7025         struct map_lookup *map;
7026         struct extent_map *em;
7027         u64 logical;
7028         u64 length;
7029         u64 devid;
7030         u64 type;
7031         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7032         int num_stripes;
7033         int ret;
7034         int i;
7035
7036         logical = key->offset;
7037         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
7038         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
7039         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
7040
7041 #if BITS_PER_LONG == 32
7042         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7043         if (ret < 0)
7044                 return ret;
7045         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7046 #endif
7047
7048         /*
7049          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
7050          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
7051          */
7052         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
7053                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
7054                 if (ret)
7055                         return ret;
7056         }
7057
7058         read_lock(&map_tree->lock);
7059         em = lookup_extent_mapping(map_tree, logical, 1);
7060         read_unlock(&map_tree->lock);
7061
7062         /* already mapped? */
7063         if (em && em->start <= logical && em->start + em->len > logical) {
7064                 free_extent_map(em);
7065                 return 0;
7066         } else if (em) {
7067                 free_extent_map(em);
7068         }
7069
7070         em = alloc_extent_map();
7071         if (!em)
7072                 return -ENOMEM;
7073         map = kmalloc(map_lookup_size(num_stripes), GFP_NOFS);
7074         if (!map) {
7075                 free_extent_map(em);
7076                 return -ENOMEM;
7077         }
7078
7079         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
7080         em->map_lookup = map;
7081         em->start = logical;
7082         em->len = length;
7083         em->orig_start = 0;
7084         em->block_start = 0;
7085         em->block_len = em->len;
7086
7087         map->num_stripes = num_stripes;
7088         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7089         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7090         map->stripe_len = btrfs_chunk_stripe_len(leaf, chunk);
7091         map->type = type;
7092         map->sub_stripes = btrfs_chunk_sub_stripes(leaf, chunk);
7093         map->verified_stripes = 0;
7094         em->orig_block_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
7095         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7096                 map->stripes[i].physical =
7097                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7098                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7099                 args.devid = devid;
7100                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7101                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7102                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7103                 args.uuid = uuid;
7104                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7105                 if (!map->stripes[i].dev) {
7106                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7107                                                                     devid, uuid);
7108                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7109                                 free_extent_map(em);
7110                                 return PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7111                         }
7112                 }
7113
7114                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7115                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7116         }
7117
7118         write_lock(&map_tree->lock);
7119         ret = add_extent_mapping(map_tree, em, 0);
7120         write_unlock(&map_tree->lock);
7121         if (ret < 0) {
7122                 btrfs_err(fs_info,
7123                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7124                           em->start, em->len, ret);
7125         }
7126         free_extent_map(em);
7127
7128         return ret;
7129 }
7130
7131 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7132                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7133                                  struct btrfs_device *device)
7134 {
7135         unsigned long ptr;
7136
7137         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7138         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7139         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7140         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7141         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7142         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7143         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7144         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7145         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7146         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7147         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7148         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7149
7150         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7151         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7152 }
7153
7154 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7155                                                   u8 *fsid)
7156 {
7157         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7158         int ret;
7159
7160         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7161         ASSERT(fsid);
7162
7163         /* This will match only for multi-device seed fs */
7164         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7165                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7166                         return fs_devices;
7167
7168
7169         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7170         if (!fs_devices) {
7171                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7172                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7173
7174                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid, NULL);
7175                 if (IS_ERR(fs_devices))
7176                         return fs_devices;
7177
7178                 fs_devices->seeding = true;
7179                 fs_devices->opened = 1;
7180                 return fs_devices;
7181         }
7182
7183         /*
7184          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7185          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7186          */
7187         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7188         if (IS_ERR(fs_devices))
7189                 return fs_devices;
7190
7191         ret = open_fs_devices(fs_devices, FMODE_READ, fs_info->bdev_holder);
7192         if (ret) {
7193                 free_fs_devices(fs_devices);
7194                 return ERR_PTR(ret);
7195         }
7196
7197         if (!fs_devices->seeding) {
7198                 close_fs_devices(fs_devices);
7199                 free_fs_devices(fs_devices);
7200                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7201         }
7202
7203         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7204
7205         return fs_devices;
7206 }
7207
7208 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7209                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7210 {
7211         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7212         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7213         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7214         struct btrfs_device *device;
7215         u64 devid;
7216         int ret;
7217         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7218         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7219
7220         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7221         args.devid = devid;
7222         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7223                            BTRFS_UUID_SIZE);
7224         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7225                            BTRFS_FSID_SIZE);
7226         args.uuid = dev_uuid;
7227         args.fsid = fs_uuid;
7228
7229         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7230                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7231                 if (IS_ERR(fs_devices))
7232                         return PTR_ERR(fs_devices);
7233         }
7234
7235         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7236         if (!device) {
7237                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7238                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7239                                                         dev_uuid, true);
7240                         return -ENOENT;
7241                 }
7242
7243                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7244                 if (IS_ERR(device)) {
7245                         btrfs_err(fs_info,
7246                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7247                                 devid, PTR_ERR(device));
7248                         return PTR_ERR(device);
7249                 }
7250                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7251         } else {
7252                 if (!device->bdev) {
7253                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7254                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7255                                                 devid, dev_uuid, true);
7256                                 return -ENOENT;
7257                         }
7258                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7259                                                         dev_uuid, false);
7260                 }
7261
7262                 if (!device->bdev &&
7263                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7264                         /*
7265                          * this happens when a device that was properly setup
7266                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7267                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7268                          * device->missing to one here
7269                          */
7270                         device->fs_devices->missing_devices++;
7271                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7272                 }
7273
7274                 /* Move the device to its own fs_devices */
7275                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7276                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7277                                                         &device->dev_state));
7278
7279                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7280                         device->fs_devices->num_devices--;
7281                         fs_devices->num_devices++;
7282
7283                         device->fs_devices->missing_devices--;
7284                         fs_devices->missing_devices++;
7285
7286                         device->fs_devices = fs_devices;
7287                 }
7288         }
7289
7290         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7291                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7292                 if (device->generation !=
7293                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7294                         return -EINVAL;
7295         }
7296
7297         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7298         if (device->bdev) {
7299                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7300
7301                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7302                         btrfs_err(fs_info,
7303                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7304                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7305                         return -EINVAL;
7306                 }
7307         }
7308         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7309         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7310            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7311                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7312                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7313                                 &fs_info->free_chunk_space);
7314         }
7315         ret = 0;
7316         return ret;
7317 }
7318
7319 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7320 {
7321         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7322         struct extent_buffer *sb;
7323         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7324         struct btrfs_chunk *chunk;
7325         u8 *array_ptr;
7326         unsigned long sb_array_offset;
7327         int ret = 0;
7328         u32 num_stripes;
7329         u32 array_size;
7330         u32 len = 0;
7331         u32 cur_offset;
7332         u64 type;
7333         struct btrfs_key key;
7334
7335         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7336
7337         /*
7338          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7339          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7340          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7341          */
7342         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7343         if (!sb)
7344                 return -ENOMEM;
7345         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7346
7347         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7348         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7349
7350         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7351         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7352         cur_offset = 0;
7353
7354         while (cur_offset < array_size) {
7355                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7356                 len = sizeof(*disk_key);
7357                 if (cur_offset + len > array_size)
7358                         goto out_short_read;
7359
7360                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7361
7362                 array_ptr += len;
7363                 sb_array_offset += len;
7364                 cur_offset += len;
7365
7366                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7367                         btrfs_err(fs_info,
7368                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7369                                   (u32)key.type, cur_offset);
7370                         ret = -EIO;
7371                         break;
7372                 }
7373
7374                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7375                 /*
7376                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7377                  * exact stripe count check comes afterwards
7378                  */
7379                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7380                 if (cur_offset + len > array_size)
7381                         goto out_short_read;
7382
7383                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7384                 if (!num_stripes) {
7385                         btrfs_err(fs_info,
7386                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7387                                   num_stripes, cur_offset);
7388                         ret = -EIO;
7389                         break;
7390                 }
7391
7392                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7393                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7394                         btrfs_err(fs_info,
7395                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7396                                   type, cur_offset);
7397                         ret = -EIO;
7398                         break;
7399                 }
7400
7401                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7402                 if (cur_offset + len > array_size)
7403                         goto out_short_read;
7404
7405                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7406                 if (ret)
7407                         break;
7408
7409                 array_ptr += len;
7410                 sb_array_offset += len;
7411                 cur_offset += len;
7412         }
7413         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7414         free_extent_buffer_stale(sb);
7415         return ret;
7416
7417 out_short_read:
7418         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7419                         len, cur_offset);
7420         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7421         free_extent_buffer_stale(sb);
7422         return -EIO;
7423 }
7424
7425 /*
7426  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7427  *
7428  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7429  *
7430  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7431  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7432  */
7433 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7434                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7435 {
7436         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7437         struct extent_map *em;
7438         u64 next_start = 0;
7439         bool ret = true;
7440
7441         read_lock(&map_tree->lock);
7442         em = lookup_extent_mapping(map_tree, 0, (u64)-1);
7443         read_unlock(&map_tree->lock);
7444         /* No chunk at all? Return false anyway */
7445         if (!em) {
7446                 ret = false;
7447                 goto out;
7448         }
7449         while (em) {
7450                 struct map_lookup *map;
7451                 int missing = 0;
7452                 int max_tolerated;
7453                 int i;
7454
7455                 map = em->map_lookup;
7456                 max_tolerated =
7457                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7458                                         map->type);
7459                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7460                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7461
7462                         if (!dev || !dev->bdev ||
7463                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7464                             dev->last_flush_error)
7465                                 missing++;
7466                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7467                                 missing++;
7468                 }
7469                 if (missing > max_tolerated) {
7470                         if (!failing_dev)
7471                                 btrfs_warn(fs_info,
7472         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7473                                    em->start, missing, max_tolerated);
7474                         free_extent_map(em);
7475                         ret = false;
7476                         goto out;
7477                 }
7478                 next_start = extent_map_end(em);
7479                 free_extent_map(em);
7480
7481                 read_lock(&map_tree->lock);
7482                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, next_start,
7483                                            (u64)(-1) - next_start);
7484                 read_unlock(&map_tree->lock);
7485         }
7486 out:
7487         return ret;
7488 }
7489
7490 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7491 {
7492         int i;
7493         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7494
7495         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7496                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7497 }
7498
7499 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7500 {
7501         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7502         struct btrfs_path *path;
7503         struct extent_buffer *leaf;
7504         struct btrfs_key key;
7505         struct btrfs_key found_key;
7506         int ret;
7507         int slot;
7508         int iter_ret = 0;
7509         u64 total_dev = 0;
7510         u64 last_ra_node = 0;
7511
7512         path = btrfs_alloc_path();
7513         if (!path)
7514                 return -ENOMEM;
7515
7516         /*
7517          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7518          * otherwise we don't need it.
7519          */
7520         mutex_lock(&uuid_mutex);
7521
7522         /*
7523          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7524          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7525          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7526          * device items, so clear it here.
7527          */
7528         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7529
7530         /*
7531          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7532          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7533          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7534          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7535          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7536          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7537          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7538          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7539          */
7540         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7541         path->skip_locking = 1;
7542
7543         /*
7544          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7545          * device items are found before any chunk item (their object id
7546          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7547          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7548          */
7549         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7550         key.offset = 0;
7551         key.type = 0;
7552         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7553                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7554
7555                 leaf = path->nodes[0];
7556                 slot = path->slots[0];
7557
7558                 if (node) {
7559                         if (last_ra_node != node->start) {
7560                                 readahead_tree_node_children(node);
7561                                 last_ra_node = node->start;
7562                         }
7563                 }
7564                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7565                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7566                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7567                                                   struct btrfs_dev_item);
7568                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7569                         if (ret)
7570                                 goto error;
7571                         total_dev++;
7572                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7573                         struct btrfs_chunk *chunk;
7574
7575                         /*
7576                          * We are only called at mount time, so no need to take
7577                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7578                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7579                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7580                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7581                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7582                          */
7583                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7584                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7585                         if (ret)
7586                                 goto error;
7587                 }
7588         }
7589         /* Catch error found during iteration */
7590         if (iter_ret < 0) {
7591                 ret = iter_ret;
7592                 goto error;
7593         }
7594
7595         /*
7596          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7597          * do another round of validation checks.
7598          */
7599         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7600                 btrfs_warn(fs_info,
7601 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7602                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7603                           total_dev);
7604                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7605                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7606         }
7607         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7608             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7609                 btrfs_err(fs_info,
7610         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7611                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7612                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7613                 ret = -EINVAL;
7614                 goto error;
7615         }
7616         ret = 0;
7617 error:
7618         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7619
7620         btrfs_free_path(path);
7621         return ret;
7622 }
7623
7624 void btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7625 {
7626         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7627         struct btrfs_device *device;
7628
7629         fs_devices->fs_info = fs_info;
7630
7631         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7632         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7633                 device->fs_info = fs_info;
7634
7635         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7636                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list)
7637                         device->fs_info = fs_info;
7638
7639                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7640         }
7641         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7642 }
7643
7644 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7645                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7646                                  int index)
7647 {
7648         u64 val;
7649
7650         read_extent_buffer(eb, &val,
7651                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7652                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7653                            sizeof(val));
7654         return val;
7655 }
7656
7657 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7658                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7659                                       int index, u64 val)
7660 {
7661         write_extent_buffer(eb, &val,
7662                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7663                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7664                             sizeof(val));
7665 }
7666
7667 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7668                                        struct btrfs_path *path)
7669 {
7670         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7671         struct extent_buffer *eb;
7672         struct btrfs_key key;
7673         int item_size;
7674         int i, ret, slot;
7675
7676         if (!device->fs_info->dev_root)
7677                 return 0;
7678
7679         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7680         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7681         key.offset = device->devid;
7682         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7683         if (ret) {
7684                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7685                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7686                 device->dev_stats_valid = 1;
7687                 btrfs_release_path(path);
7688                 return ret < 0 ? ret : 0;
7689         }
7690         slot = path->slots[0];
7691         eb = path->nodes[0];
7692         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7693
7694         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7695
7696         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7697                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7698                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7699                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7700                 else
7701                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7702         }
7703
7704         device->dev_stats_valid = 1;
7705         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7706         btrfs_release_path(path);
7707
7708         return 0;
7709 }
7710
7711 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7712 {
7713         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7714         struct btrfs_device *device;
7715         struct btrfs_path *path = NULL;
7716         int ret = 0;
7717
7718         path = btrfs_alloc_path();
7719         if (!path)
7720                 return -ENOMEM;
7721
7722         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7723         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7724                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7725                 if (ret)
7726                         goto out;
7727         }
7728         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7729                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7730                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7731                         if (ret)
7732                                 goto out;
7733                 }
7734         }
7735 out:
7736         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7737
7738         btrfs_free_path(path);
7739         return ret;
7740 }
7741
7742 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7743                                 struct btrfs_device *device)
7744 {
7745         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7746         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7747         struct btrfs_path *path;
7748         struct btrfs_key key;
7749         struct extent_buffer *eb;
7750         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7751         int ret;
7752         int i;
7753
7754         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7755         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7756         key.offset = device->devid;
7757
7758         path = btrfs_alloc_path();
7759         if (!path)
7760                 return -ENOMEM;
7761         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7762         if (ret < 0) {
7763                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7764                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7765                               ret, rcu_str_deref(device->name));
7766                 goto out;
7767         }
7768
7769         if (ret == 0 &&
7770             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7771                 /* need to delete old one and insert a new one */
7772                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7773                 if (ret != 0) {
7774                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7775                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7776                                       rcu_str_deref(device->name), ret);
7777                         goto out;
7778                 }
7779                 ret = 1;
7780         }
7781
7782         if (ret == 1) {
7783                 /* need to insert a new item */
7784                 btrfs_release_path(path);
7785                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7786                                               &key, sizeof(*ptr));
7787                 if (ret < 0) {
7788                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7789                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7790                                 rcu_str_deref(device->name), ret);
7791                         goto out;
7792                 }
7793         }
7794
7795         eb = path->nodes[0];
7796         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7797         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7798                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7799                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7800         btrfs_mark_buffer_dirty(eb);
7801
7802 out:
7803         btrfs_free_path(path);
7804         return ret;
7805 }
7806
7807 /*
7808  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7809  */
7810 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7811 {
7812         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7813         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7814         struct btrfs_device *device;
7815         int stats_cnt;
7816         int ret = 0;
7817
7818         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7819         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7820                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7821                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7822                         continue;
7823
7824
7825                 /*
7826                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7827                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7828                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7829                  * require explicit read memory barriers.
7830                  *
7831                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7832                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7833                  * barrier implied by atomic_xchg in
7834                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7835                  */
7836                 smp_rmb();
7837
7838                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7839                 if (!ret)
7840                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7841         }
7842         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7843
7844         return ret;
7845 }
7846
7847 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7848 {
7849         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7850
7851         if (!dev->dev_stats_valid)
7852                 return;
7853         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7854                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7855                            rcu_str_deref(dev->name),
7856                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7857                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7858                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7859                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7860                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7861 }
7862
7863 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7864 {
7865         int i;
7866
7867         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7868                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7869                         break;
7870         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7871                 return; /* all values == 0, suppress message */
7872
7873         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7874                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7875                rcu_str_deref(dev->name),
7876                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7877                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7878                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7879                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7880                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7881 }
7882
7883 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7884                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7885 {
7886         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7887         struct btrfs_device *dev;
7888         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7889         int i;
7890
7891         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7892         args.devid = stats->devid;
7893         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7894         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7895
7896         if (!dev) {
7897                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7898                 return -ENODEV;
7899         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7900                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7901                 return -ENODEV;
7902         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7903                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7904                         if (stats->nr_items > i)
7905                                 stats->values[i] =
7906                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7907                         else
7908                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7909                 }
7910                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7911                            current->comm, task_pid_nr(current));
7912         } else {
7913                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7914                         if (stats->nr_items > i)
7915                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7916         }
7917         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7918                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7919         return 0;
7920 }
7921
7922 /*
7923  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7924  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7925  * superblocks.
7926  *
7927  * Must be invoked during transaction commit.
7928  */
7929 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7930 {
7931         struct btrfs_device *curr, *next;
7932
7933         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7934
7935         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7936                 return;
7937
7938         /*
7939          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7940          * transaction and the transaction must complete before the device is
7941          * released.
7942          */
7943         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7944         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7945                                  post_commit_list) {
7946                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7947                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7948                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7949         }
7950         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7951 }
7952
7953 /*
7954  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7955  */
7956 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7957 {
7958         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7959
7960         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7961 }
7962
7963
7964
7965 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7966                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7967                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7968 {
7969         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7970         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7971         struct extent_map *em;
7972         struct map_lookup *map;
7973         struct btrfs_device *dev;
7974         u64 stripe_len;
7975         bool found = false;
7976         int ret = 0;
7977         int i;
7978
7979         read_lock(&em_tree->lock);
7980         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
7981         read_unlock(&em_tree->lock);
7982
7983         if (!em) {
7984                 btrfs_err(fs_info,
7985 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7986                           physical_offset, devid);
7987                 ret = -EUCLEAN;
7988                 goto out;
7989         }
7990
7991         map = em->map_lookup;
7992         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
7993         if (physical_len != stripe_len) {
7994                 btrfs_err(fs_info,
7995 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
7996                           physical_offset, devid, em->start, physical_len,
7997                           stripe_len);
7998                 ret = -EUCLEAN;
7999                 goto out;
8000         }
8001
8002         /*
8003          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
8004          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
8005          * the users.
8006          */
8007         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
8008                 btrfs_warn(fs_info,
8009                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
8010                            devid, physical_offset, physical_len);
8011
8012         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
8013                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
8014                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
8015                         found = true;
8016                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
8017                                 btrfs_err(fs_info,
8018                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
8019                                           em->start);
8020                                 ret = -EUCLEAN;
8021                                 goto out;
8022                         }
8023                         map->verified_stripes++;
8024                         break;
8025                 }
8026         }
8027         if (!found) {
8028                 btrfs_err(fs_info,
8029         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
8030                         physical_offset, devid);
8031                 ret = -EUCLEAN;
8032         }
8033
8034         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
8035         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
8036         if (!dev) {
8037                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
8038                 ret = -EUCLEAN;
8039                 goto out;
8040         }
8041
8042         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
8043                 btrfs_err(fs_info,
8044 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
8045                           devid, physical_offset, physical_len,
8046                           dev->disk_total_bytes);
8047                 ret = -EUCLEAN;
8048                 goto out;
8049         }
8050
8051         if (dev->zone_info) {
8052                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
8053
8054                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
8055                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
8056                         btrfs_err(fs_info,
8057 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
8058                                   devid, physical_offset, physical_len);
8059                         ret = -EUCLEAN;
8060                         goto out;
8061                 }
8062         }
8063
8064 out:
8065         free_extent_map(em);
8066         return ret;
8067 }
8068
8069 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8070 {
8071         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
8072         struct extent_map *em;
8073         struct rb_node *node;
8074         int ret = 0;
8075
8076         read_lock(&em_tree->lock);
8077         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
8078                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
8079                 if (em->map_lookup->num_stripes !=
8080                     em->map_lookup->verified_stripes) {
8081                         btrfs_err(fs_info,
8082                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8083                                   em->start, em->map_lookup->verified_stripes,
8084                                   em->map_lookup->num_stripes);
8085                         ret = -EUCLEAN;
8086                         goto out;
8087                 }
8088         }
8089 out:
8090         read_unlock(&em_tree->lock);
8091         return ret;
8092 }
8093
8094 /*
8095  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8096  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8097  *
8098  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8099  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8100  */
8101 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8102 {
8103         struct btrfs_path *path;
8104         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8105         struct btrfs_key key;
8106         u64 prev_devid = 0;
8107         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8108         int ret = 0;
8109
8110         /*
8111          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8112          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8113          * case for sure.
8114          *
8115          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8116          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8117          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8118          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8119          */
8120         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8121                 return 0;
8122
8123         key.objectid = 1;
8124         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8125         key.offset = 0;
8126
8127         path = btrfs_alloc_path();
8128         if (!path)
8129                 return -ENOMEM;
8130
8131         path->reada = READA_FORWARD;
8132         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8133         if (ret < 0)
8134                 goto out;
8135
8136         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8137                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8138                 if (ret < 0)
8139                         goto out;
8140                 /* No dev extents at all? Not good */
8141                 if (ret > 0) {
8142                         ret = -EUCLEAN;
8143                         goto out;
8144                 }
8145         }
8146         while (1) {
8147                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8148                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8149                 int slot = path->slots[0];
8150                 u64 chunk_offset;
8151                 u64 physical_offset;
8152                 u64 physical_len;
8153                 u64 devid;
8154
8155                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8156                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8157                         break;
8158                 devid = key.objectid;
8159                 physical_offset = key.offset;
8160
8161                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8162                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8163                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8164
8165                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8166                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8167                         btrfs_err(fs_info,
8168 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8169                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8170                         ret = -EUCLEAN;
8171                         goto out;
8172                 }
8173
8174                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8175                                             physical_offset, physical_len);
8176                 if (ret < 0)
8177                         goto out;
8178                 prev_devid = devid;
8179                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8180
8181                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8182                 if (ret < 0)
8183                         goto out;
8184                 if (ret > 0) {
8185                         ret = 0;
8186                         break;
8187                 }
8188         }
8189
8190         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8191         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8192 out:
8193         btrfs_free_path(path);
8194         return ret;
8195 }
8196
8197 /*
8198  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8199  * used as a swapfile.
8200  */
8201 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8202 {
8203         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8204         struct rb_node *node;
8205
8206         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8207         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8208         while (node) {
8209                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8210                 if (ptr < sp->ptr)
8211                         node = node->rb_left;
8212                 else if (ptr > sp->ptr)
8213                         node = node->rb_right;
8214                 else
8215                         break;
8216         }
8217         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8218         return node != NULL;
8219 }
8220
8221 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8222 {
8223         struct btrfs_block_group *cache = data;
8224         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8225         u64 target;
8226         int ret = 0;
8227
8228         target = cache->start;
8229         btrfs_put_block_group(cache);
8230
8231         sb_start_write(fs_info->sb);
8232         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8233                 btrfs_info(fs_info,
8234                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8235                            target);
8236                 sb_end_write(fs_info->sb);
8237                 return -EBUSY;
8238         }
8239
8240         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8241
8242         /* Ensure block group still exists */
8243         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8244         if (!cache)
8245                 goto out;
8246
8247         if (!cache->relocating_repair)
8248                 goto out;
8249
8250         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8251         if (ret < 0)
8252                 goto out;
8253
8254         btrfs_info(fs_info,
8255                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8256                    target);
8257         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8258
8259 out:
8260         if (cache)
8261                 btrfs_put_block_group(cache);
8262         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8263         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8264         sb_end_write(fs_info->sb);
8265
8266         return ret;
8267 }
8268
8269 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8270 {
8271         struct btrfs_block_group *cache;
8272
8273         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8274                 return false;
8275
8276         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8277         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8278                 return true;
8279
8280         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8281         if (!cache)
8282                 return true;
8283
8284         spin_lock(&cache->lock);
8285         if (cache->relocating_repair) {
8286                 spin_unlock(&cache->lock);
8287                 btrfs_put_block_group(cache);
8288                 return true;
8289         }
8290         cache->relocating_repair = 1;
8291         spin_unlock(&cache->lock);
8292
8293         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8294                     "btrfs-relocating-repair");
8295
8296         return true;
8297 }