Merge tag 'dma-mapping-6.6-2023-09-30' of git://git.infradead.org/users/hch/dma-mapping
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / volumes.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/sched/mm.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/ratelimit.h>
10 #include <linux/kthread.h>
11 #include <linux/semaphore.h>
12 #include <linux/uuid.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/namei.h>
15 #include "misc.h"
16 #include "ctree.h"
17 #include "extent_map.h"
18 #include "disk-io.h"
19 #include "transaction.h"
20 #include "print-tree.h"
21 #include "volumes.h"
22 #include "raid56.h"
23 #include "rcu-string.h"
24 #include "dev-replace.h"
25 #include "sysfs.h"
26 #include "tree-checker.h"
27 #include "space-info.h"
28 #include "block-group.h"
29 #include "discard.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "fs.h"
32 #include "accessors.h"
33 #include "uuid-tree.h"
34 #include "ioctl.h"
35 #include "relocation.h"
36 #include "scrub.h"
37 #include "super.h"
38
39 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
40                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
41                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
42
43 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
44         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
45                 .sub_stripes    = 2,
46                 .dev_stripes    = 1,
47                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
48                 .devs_min       = 2,
49                 .tolerated_failures = 1,
50                 .devs_increment = 2,
51                 .ncopies        = 2,
52                 .nparity        = 0,
53                 .raid_name      = "raid10",
54                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
55                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
56         },
57         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
58                 .sub_stripes    = 1,
59                 .dev_stripes    = 1,
60                 .devs_max       = 2,
61                 .devs_min       = 2,
62                 .tolerated_failures = 1,
63                 .devs_increment = 2,
64                 .ncopies        = 2,
65                 .nparity        = 0,
66                 .raid_name      = "raid1",
67                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
68                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
69         },
70         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
71                 .sub_stripes    = 1,
72                 .dev_stripes    = 1,
73                 .devs_max       = 3,
74                 .devs_min       = 3,
75                 .tolerated_failures = 2,
76                 .devs_increment = 3,
77                 .ncopies        = 3,
78                 .nparity        = 0,
79                 .raid_name      = "raid1c3",
80                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
81                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
82         },
83         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
84                 .sub_stripes    = 1,
85                 .dev_stripes    = 1,
86                 .devs_max       = 4,
87                 .devs_min       = 4,
88                 .tolerated_failures = 3,
89                 .devs_increment = 4,
90                 .ncopies        = 4,
91                 .nparity        = 0,
92                 .raid_name      = "raid1c4",
93                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
94                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
95         },
96         [BTRFS_RAID_DUP] = {
97                 .sub_stripes    = 1,
98                 .dev_stripes    = 2,
99                 .devs_max       = 1,
100                 .devs_min       = 1,
101                 .tolerated_failures = 0,
102                 .devs_increment = 1,
103                 .ncopies        = 2,
104                 .nparity        = 0,
105                 .raid_name      = "dup",
106                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
107                 .mindev_error   = 0,
108         },
109         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
110                 .sub_stripes    = 1,
111                 .dev_stripes    = 1,
112                 .devs_max       = 0,
113                 .devs_min       = 1,
114                 .tolerated_failures = 0,
115                 .devs_increment = 1,
116                 .ncopies        = 1,
117                 .nparity        = 0,
118                 .raid_name      = "raid0",
119                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
120                 .mindev_error   = 0,
121         },
122         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
123                 .sub_stripes    = 1,
124                 .dev_stripes    = 1,
125                 .devs_max       = 1,
126                 .devs_min       = 1,
127                 .tolerated_failures = 0,
128                 .devs_increment = 1,
129                 .ncopies        = 1,
130                 .nparity        = 0,
131                 .raid_name      = "single",
132                 .bg_flag        = 0,
133                 .mindev_error   = 0,
134         },
135         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
136                 .sub_stripes    = 1,
137                 .dev_stripes    = 1,
138                 .devs_max       = 0,
139                 .devs_min       = 2,
140                 .tolerated_failures = 1,
141                 .devs_increment = 1,
142                 .ncopies        = 1,
143                 .nparity        = 1,
144                 .raid_name      = "raid5",
145                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
146                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
147         },
148         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
149                 .sub_stripes    = 1,
150                 .dev_stripes    = 1,
151                 .devs_max       = 0,
152                 .devs_min       = 3,
153                 .tolerated_failures = 2,
154                 .devs_increment = 1,
155                 .ncopies        = 1,
156                 .nparity        = 2,
157                 .raid_name      = "raid6",
158                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
159                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
160         },
161 };
162
163 /*
164  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
165  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
166  */
167 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
168 {
169         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
170
171         if (!profile)
172                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
173
174         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
175 }
176
177 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
178 {
179         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
180
181         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
182                 return NULL;
183
184         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
185 }
186
187 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
188 {
189         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
190
191         return btrfs_raid_array[index].nparity;
192 }
193
194 /*
195  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
196  * bytes including terminating null byte.
197  */
198 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
199 {
200         int i;
201         int ret;
202         char *bp = buf;
203         u64 flags = bg_flags;
204         u32 size_bp = size_buf;
205
206         if (!flags) {
207                 strcpy(bp, "NONE");
208                 return;
209         }
210
211 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
212         do {                                                            \
213                 if (flags & (flag)) {                                   \
214                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
215                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
216                                 goto out_overflow;                      \
217                         size_bp -= ret;                                 \
218                         bp += ret;                                      \
219                         flags &= ~(flag);                               \
220                 }                                                       \
221         } while (0)
222
223         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
224         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
225         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
226
227         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
228         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
229                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
230                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
231 #undef DESCRIBE_FLAG
232
233         if (flags) {
234                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
235                 size_bp -= ret;
236         }
237
238         if (size_bp < size_buf)
239                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
240
241         /*
242          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
243          * large buffer
244          */
245 out_overflow:;
246 }
247
248 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
249 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
250 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
251
252 /*
253  * Device locking
254  * ==============
255  *
256  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
257  * structures like chunks but not block groups, extents or files
258  *
259  * uuid_mutex (global lock)
260  * ------------------------
261  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
262  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
263  * device) or requested by the device= mount option
264  *
265  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
266  *
267  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
268  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
269  *
270  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
271  *
272  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
273  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
274  * scan ioctl
275  *
276  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
277  *
278  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
279  * ------------------------------------------------
280  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
281  *
282  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
283  *
284  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
285  * modifications to the list (see write_all_supers)
286  *
287  * Is not required at mount and close times, because our device list is
288  * protected by the uuid_mutex at that point.
289  *
290  * balance_mutex
291  * -------------
292  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
293  * several places (internally, ioctl)
294  *
295  * chunk_mutex
296  * -----------
297  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
298  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
299  * individual devices, since they can be added to the transaction's
300  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
301  *
302  * cleaner_mutex
303  * -------------
304  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
305  * cleaning together with relocation or delayed iputs
306  *
307  *
308  * Lock nesting
309  * ============
310  *
311  * uuid_mutex
312  *   device_list_mutex
313  *     chunk_mutex
314  *   balance_mutex
315  *
316  *
317  * Exclusive operations
318  * ====================
319  *
320  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
321  * whole filesystem and cannot run in parallel.
322  *
323  * - Balance (*)
324  * - Device add
325  * - Device remove
326  * - Device replace (*)
327  * - Resize
328  *
329  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
330  *
331  * - Running state
332  * - Paused state
333  * - Completed state
334  *
335  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
336  * following reasons:
337  *
338  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
339  * - filesystem remounted as read-only
340  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
341  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
342  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
343  *
344  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
345  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
346  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
347  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
348  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
349  * completed.
350  */
351
352 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
353 static LIST_HEAD(fs_uuids);
354 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
355 {
356         return &fs_uuids;
357 }
358
359 /*
360  * alloc_fs_devices - allocate struct btrfs_fs_devices
361  * @fsid:               if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid
362  * @metadata_fsid:      if not NULL, copy the UUID to fs_devices::metadata_fsid
363  *
364  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
365  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
366  * kfree() right away.
367  */
368 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid,
369                                                  const u8 *metadata_fsid)
370 {
371         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
372
373         ASSERT(fsid || !metadata_fsid);
374
375         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
376         if (!fs_devs)
377                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
378
379         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
380
381         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
382         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
383         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
384         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
385
386         if (fsid) {
387                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
388                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid,
389                        metadata_fsid ?: fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
390         }
391
392         return fs_devs;
393 }
394
395 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
396 {
397         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
398         rcu_string_free(device->name);
399         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
400         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
401         kfree(device);
402 }
403
404 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
405 {
406         struct btrfs_device *device;
407
408         WARN_ON(fs_devices->opened);
409         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
410                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
411                                     struct btrfs_device, dev_list);
412                 list_del(&device->dev_list);
413                 btrfs_free_device(device);
414         }
415         kfree(fs_devices);
416 }
417
418 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
419 {
420         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
421
422         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
423                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
424                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
425                 list_del(&fs_devices->fs_list);
426                 free_fs_devices(fs_devices);
427         }
428 }
429
430 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
431                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
432 {
433         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
434                 return false;
435
436         if (!metadata_fsid)
437                 return true;
438
439         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
440                 return false;
441
442         return true;
443 }
444
445 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
446                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
447 {
448         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
449
450         ASSERT(fsid);
451
452         /* Handle non-split brain cases */
453         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
454                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
455                         return fs_devices;
456         }
457         return NULL;
458 }
459
460 /*
461  * First check if the metadata_uuid is different from the fsid in the given
462  * fs_devices. Then check if the given fsid is the same as the metadata_uuid
463  * in the fs_devices. If it is, return true; otherwise, return false.
464  */
465 static inline bool check_fsid_changed(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
466                                       const u8 *fsid)
467 {
468         return memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
469                       BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
470                memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0;
471 }
472
473 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_with_metadata_uuid(
474                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
475 {
476
477         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
478
479         /*
480          * Handle scanned device having completed its fsid change but
481          * belonging to a fs_devices that was created by first scanning
482          * a device which didn't have its fsid/metadata_uuid changed
483          * at all and the CHANGING_FSID_V2 flag set.
484          */
485         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
486                 if (!fs_devices->fsid_change)
487                         continue;
488
489                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, disk_super->metadata_uuid,
490                                           fs_devices->fsid))
491                         return fs_devices;
492         }
493
494         /*
495          * Handle scanned device having completed its fsid change but
496          * belonging to a fs_devices that was created by a device that
497          * has an outdated pair of fsid/metadata_uuid and
498          * CHANGING_FSID_V2 flag set.
499          */
500         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
501                 if (!fs_devices->fsid_change)
502                         continue;
503
504                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->metadata_uuid))
505                         return fs_devices;
506         }
507
508         return find_fsid(disk_super->fsid, disk_super->metadata_uuid);
509 }
510
511
512 static int
513 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
514                       int flush, struct block_device **bdev,
515                       struct btrfs_super_block **disk_super)
516 {
517         int ret;
518
519         *bdev = blkdev_get_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
520
521         if (IS_ERR(*bdev)) {
522                 ret = PTR_ERR(*bdev);
523                 goto error;
524         }
525
526         if (flush)
527                 sync_blockdev(*bdev);
528         ret = set_blocksize(*bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
529         if (ret) {
530                 blkdev_put(*bdev, holder);
531                 goto error;
532         }
533         invalidate_bdev(*bdev);
534         *disk_super = btrfs_read_dev_super(*bdev);
535         if (IS_ERR(*disk_super)) {
536                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
537                 blkdev_put(*bdev, holder);
538                 goto error;
539         }
540
541         return 0;
542
543 error:
544         *bdev = NULL;
545         return ret;
546 }
547
548 /*
549  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
550  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
551  *
552  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
553  *                 matching this devt only.
554  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
555  *                 devices.
556  *
557  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
558  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
559  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
560  */
561 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
562 {
563         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
564         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
565         int ret = 0;
566
567         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
568
569         if (devt)
570                 ret = -ENOENT;
571
572         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
573
574                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
575                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
576                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
577                         if (skip_device && skip_device == device)
578                                 continue;
579                         if (devt && devt != device->devt)
580                                 continue;
581                         if (fs_devices->opened) {
582                                 /* for an already deleted device return 0 */
583                                 if (devt && ret != 0)
584                                         ret = -EBUSY;
585                                 break;
586                         }
587
588                         /* delete the stale device */
589                         fs_devices->num_devices--;
590                         list_del(&device->dev_list);
591                         btrfs_free_device(device);
592
593                         ret = 0;
594                 }
595                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
596
597                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
598                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
599                         list_del(&fs_devices->fs_list);
600                         free_fs_devices(fs_devices);
601                 }
602         }
603
604         return ret;
605 }
606
607 /*
608  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
609  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
610  * fs_devices->device_list_mutex here.
611  */
612 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
613                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
614                         void *holder)
615 {
616         struct block_device *bdev;
617         struct btrfs_super_block *disk_super;
618         u64 devid;
619         int ret;
620
621         if (device->bdev)
622                 return -EINVAL;
623         if (!device->name)
624                 return -EINVAL;
625
626         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
627                                     &bdev, &disk_super);
628         if (ret)
629                 return ret;
630
631         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
632         if (devid != device->devid)
633                 goto error_free_page;
634
635         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
636                 goto error_free_page;
637
638         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
639
640         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
641                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
642                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
643                         pr_err(
644                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
645                         goto error_free_page;
646                 }
647
648                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
649                 fs_devices->seeding = true;
650         } else {
651                 if (bdev_read_only(bdev))
652                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
653                 else
654                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
655         }
656
657         if (!bdev_nonrot(bdev))
658                 fs_devices->rotating = true;
659
660         if (bdev_max_discard_sectors(bdev))
661                 fs_devices->discardable = true;
662
663         device->bdev = bdev;
664         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
665         device->holder = holder;
666
667         fs_devices->open_devices++;
668         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
669             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
670                 fs_devices->rw_devices++;
671                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
672         }
673         btrfs_release_disk_super(disk_super);
674
675         return 0;
676
677 error_free_page:
678         btrfs_release_disk_super(disk_super);
679         blkdev_put(bdev, holder);
680
681         return -EINVAL;
682 }
683
684 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
685 {
686         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
687                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
688
689         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
690 }
691
692 /*
693  * Handle scanned device having its CHANGING_FSID_V2 flag set and the fs_devices
694  * being created with a disk that has already completed its fsid change. Such
695  * disk can belong to an fs which has its FSID changed or to one which doesn't.
696  * Handle both cases here.
697  */
698 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_inprogress(
699                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
700 {
701         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
702
703         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
704                 if (fs_devices->fsid_change)
705                         continue;
706
707                 if (check_fsid_changed(fs_devices,  disk_super->fsid))
708                         return fs_devices;
709         }
710
711         return find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
712 }
713
714 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_changed(
715                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
716 {
717         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
718
719         /*
720          * Handles the case where scanned device is part of an fs that had
721          * multiple successful changes of FSID but currently device didn't
722          * observe it. Meaning our fsid will be different than theirs. We need
723          * to handle two subcases :
724          *  1 - The fs still continues to have different METADATA/FSID uuids.
725          *  2 - The fs is switched back to its original FSID (METADATA/FSID
726          *  are equal).
727          */
728         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
729                 /* Changed UUIDs */
730                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->metadata_uuid) &&
731                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
732                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
733                         return fs_devices;
734
735                 /* Unchanged UUIDs */
736                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
737                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
738                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->metadata_uuid,
739                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
740                         return fs_devices;
741         }
742
743         return NULL;
744 }
745
746 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_reverted_metadata(
747                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
748 {
749         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
750
751         /*
752          * Handle the case where the scanned device is part of an fs whose last
753          * metadata UUID change reverted it to the original FSID. At the same
754          * time fs_devices was first created by another constituent device
755          * which didn't fully observe the operation. This results in an
756          * btrfs_fs_devices created with metadata/fsid different AND
757          * btrfs_fs_devices::fsid_change set AND the metadata_uuid of the
758          * fs_devices equal to the FSID of the disk.
759          */
760         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
761                 if (!fs_devices->fsid_change)
762                         continue;
763
764                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->fsid))
765                         return fs_devices;
766         }
767
768         return NULL;
769 }
770 /*
771  * Add new device to list of registered devices
772  *
773  * Returns:
774  * device pointer which was just added or updated when successful
775  * error pointer when failed
776  */
777 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
778                            struct btrfs_super_block *disk_super,
779                            bool *new_device_added)
780 {
781         struct btrfs_device *device;
782         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
783         struct rcu_string *name;
784         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
785         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
786         dev_t path_devt;
787         int error;
788         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
789                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
790         bool fsid_change_in_progress = (btrfs_super_flags(disk_super) &
791                                         BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2);
792
793         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
794         if (error) {
795                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
796                           path, error);
797                 return ERR_PTR(error);
798         }
799
800         if (fsid_change_in_progress) {
801                 if (!has_metadata_uuid)
802                         fs_devices = find_fsid_inprogress(disk_super);
803                 else
804                         fs_devices = find_fsid_changed(disk_super);
805         } else if (has_metadata_uuid) {
806                 fs_devices = find_fsid_with_metadata_uuid(disk_super);
807         } else {
808                 fs_devices = find_fsid_reverted_metadata(disk_super);
809                 if (!fs_devices)
810                         fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
811         }
812
813
814         if (!fs_devices) {
815                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid,
816                                 has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
817                 if (IS_ERR(fs_devices))
818                         return ERR_CAST(fs_devices);
819
820                 fs_devices->fsid_change = fsid_change_in_progress;
821
822                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
823                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
824
825                 device = NULL;
826         } else {
827                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
828                         .devid = devid,
829                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
830                 };
831
832                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
833                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
834
835                 /*
836                  * If this disk has been pulled into an fs devices created by
837                  * a device which had the CHANGING_FSID_V2 flag then replace the
838                  * metadata_uuid/fsid values of the fs_devices.
839                  */
840                 if (fs_devices->fsid_change &&
841                     found_transid > fs_devices->latest_generation) {
842                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
843                                         BTRFS_FSID_SIZE);
844                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
845                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
846                         fs_devices->fsid_change = false;
847                 }
848         }
849
850         if (!device) {
851                 unsigned int nofs_flag;
852
853                 if (fs_devices->opened) {
854                         btrfs_err(NULL,
855 "device %s belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
856                                   path, fs_devices->fsid, current->comm,
857                                   task_pid_nr(current));
858                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
859                         return ERR_PTR(-EBUSY);
860                 }
861
862                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
863                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
864                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
865                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
866                 if (IS_ERR(device)) {
867                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
868                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
869                         return device;
870                 }
871
872                 device->devt = path_devt;
873
874                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
875                 fs_devices->num_devices++;
876
877                 device->fs_devices = fs_devices;
878                 *new_device_added = true;
879
880                 if (disk_super->label[0])
881                         pr_info(
882         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
883                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
884                                 current->comm, task_pid_nr(current));
885                 else
886                         pr_info(
887         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
888                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
889                                 current->comm, task_pid_nr(current));
890
891         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
892                 /*
893                  * When FS is already mounted.
894                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
895                  *    means this device was missing at time of FS mount.
896                  * 2. If you are here and if the device->name is different
897                  *    from 'path' that means either
898                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
899                  *         different name. or
900                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
901                  *         reappeared now.
902                  *
903                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
904                  * and unintentional.
905                  *
906                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
907                  * would have missed some transaction when it was away and
908                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
909                  * 2b must not be allowed at all time.
910                  */
911
912                 /*
913                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
914                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
915                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
916                  * when we reject replacement on a mounted FS.
917                  */
918                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
919                         /*
920                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
921                          * are here, that means there is more than one
922                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
923                          * with larger generation number or the last-in if
924                          * generation are equal.
925                          */
926                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
927                         btrfs_err(NULL,
928 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
929                                   path, found_transid, device->generation);
930                         return ERR_PTR(-EEXIST);
931                 }
932
933                 /*
934                  * We are going to replace the device path for a given devid,
935                  * make sure it's the same device if the device is mounted
936                  *
937                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
938                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
939                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
940                  * torn down.
941                  */
942                 if (device->bdev) {
943                         if (device->devt != path_devt) {
944                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
945                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
946         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
947                                                   path, devid, found_transid,
948                                                   current->comm,
949                                                   task_pid_nr(current));
950                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
951                         }
952                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
953         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
954                                           devid, btrfs_dev_name(device),
955                                           path, current->comm,
956                                           task_pid_nr(current));
957                 }
958
959                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
960                 if (!name) {
961                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
962                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
963                 }
964                 rcu_string_free(device->name);
965                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
966                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
967                         fs_devices->missing_devices--;
968                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
969                 }
970                 device->devt = path_devt;
971         }
972
973         /*
974          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
975          * generation along with most of the other members. So just update
976          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
977          * (as above).
978          */
979         if (!fs_devices->opened) {
980                 device->generation = found_transid;
981                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
982                                                 fs_devices->latest_generation);
983         }
984
985         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
986
987         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
988         return device;
989 }
990
991 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
992 {
993         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
994         struct btrfs_device *device;
995         struct btrfs_device *orig_dev;
996         int ret = 0;
997
998         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
999
1000         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid, NULL);
1001         if (IS_ERR(fs_devices))
1002                 return fs_devices;
1003
1004         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
1005
1006         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
1007                 const char *dev_path = NULL;
1008
1009                 /*
1010                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
1011                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
1012                  */
1013                 if (orig_dev->name)
1014                         dev_path = orig_dev->name->str;
1015
1016                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
1017                                             orig_dev->uuid, dev_path);
1018                 if (IS_ERR(device)) {
1019                         ret = PTR_ERR(device);
1020                         goto error;
1021                 }
1022
1023                 if (orig_dev->zone_info) {
1024                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
1025
1026                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
1027                         if (!zone_info) {
1028                                 btrfs_free_device(device);
1029                                 ret = -ENOMEM;
1030                                 goto error;
1031                         }
1032                         device->zone_info = zone_info;
1033                 }
1034
1035                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
1036                 device->fs_devices = fs_devices;
1037                 fs_devices->num_devices++;
1038         }
1039         return fs_devices;
1040 error:
1041         free_fs_devices(fs_devices);
1042         return ERR_PTR(ret);
1043 }
1044
1045 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1046                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1047 {
1048         struct btrfs_device *device, *next;
1049
1050         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1051         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1052                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1053                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1054                                       &device->dev_state) &&
1055                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1056                                       &device->dev_state) &&
1057                             (!*latest_dev ||
1058                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1059                                 *latest_dev = device;
1060                         }
1061                         continue;
1062                 }
1063
1064                 /*
1065                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1066                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1067                  */
1068                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1069                         continue;
1070
1071                 if (device->bdev) {
1072                         blkdev_put(device->bdev, device->holder);
1073                         device->bdev = NULL;
1074                         fs_devices->open_devices--;
1075                 }
1076                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1077                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1078                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1079                         fs_devices->rw_devices--;
1080                 }
1081                 list_del_init(&device->dev_list);
1082                 fs_devices->num_devices--;
1083                 btrfs_free_device(device);
1084         }
1085
1086 }
1087
1088 /*
1089  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1090  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1091  */
1092 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1093 {
1094         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1095         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1096
1097         mutex_lock(&uuid_mutex);
1098         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1099
1100         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1101                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1102
1103         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1104
1105         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1106 }
1107
1108 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1109 {
1110         if (!device->bdev)
1111                 return;
1112
1113         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1114                 sync_blockdev(device->bdev);
1115                 invalidate_bdev(device->bdev);
1116         }
1117
1118         blkdev_put(device->bdev, device->holder);
1119 }
1120
1121 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1122 {
1123         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1124
1125         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1126             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1127                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1128                 fs_devices->rw_devices--;
1129         }
1130
1131         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1132                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1133
1134         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1135                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1136                 fs_devices->missing_devices--;
1137         }
1138
1139         btrfs_close_bdev(device);
1140         if (device->bdev) {
1141                 fs_devices->open_devices--;
1142                 device->bdev = NULL;
1143         }
1144         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1145         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1146
1147         device->fs_info = NULL;
1148         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1149         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1150
1151         /*
1152          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1153          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1154          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1155          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1156          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1157          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1158          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1159          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1160          * unsafe super blocks.
1161          */
1162         device->last_flush_error = 0;
1163
1164         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1165         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1166         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1167         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1168         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1169 }
1170
1171 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1172 {
1173         struct btrfs_device *device, *tmp;
1174
1175         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1176
1177         if (--fs_devices->opened > 0)
1178                 return;
1179
1180         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1181                 btrfs_close_one_device(device);
1182
1183         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1184         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1185         fs_devices->opened = 0;
1186         fs_devices->seeding = false;
1187         fs_devices->fs_info = NULL;
1188 }
1189
1190 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1191 {
1192         LIST_HEAD(list);
1193         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1194
1195         mutex_lock(&uuid_mutex);
1196         close_fs_devices(fs_devices);
1197         if (!fs_devices->opened) {
1198                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1199
1200                 /*
1201                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1202                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1203                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1204                  * fully freed.
1205                  */
1206                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1207                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1208                         free_fs_devices(fs_devices);
1209                 }
1210         }
1211
1212
1213         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1214                 close_fs_devices(fs_devices);
1215                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1216                 free_fs_devices(fs_devices);
1217         }
1218         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1219 }
1220
1221 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1222                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1223 {
1224         struct btrfs_device *device;
1225         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1226         struct btrfs_device *tmp_device;
1227
1228         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1229                                  dev_list) {
1230                 int ret;
1231
1232                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1233                 if (ret == 0 &&
1234                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1235                         latest_dev = device;
1236                 } else if (ret == -ENODATA) {
1237                         fs_devices->num_devices--;
1238                         list_del(&device->dev_list);
1239                         btrfs_free_device(device);
1240                 }
1241         }
1242         if (fs_devices->open_devices == 0)
1243                 return -EINVAL;
1244
1245         fs_devices->opened = 1;
1246         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1247         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1248         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1249         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1250
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1255                      const struct list_head *b)
1256 {
1257         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1258
1259         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1260         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1261
1262         if (dev1->devid < dev2->devid)
1263                 return -1;
1264         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1265                 return 1;
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1270                        blk_mode_t flags, void *holder)
1271 {
1272         int ret;
1273
1274         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1275         /*
1276          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1277          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1278          *
1279          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1280          * exclusion is provided by uuid_mutex
1281          */
1282
1283         if (fs_devices->opened) {
1284                 fs_devices->opened++;
1285                 ret = 0;
1286         } else {
1287                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1288                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1289         }
1290
1291         return ret;
1292 }
1293
1294 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1295 {
1296         struct page *page = virt_to_page(super);
1297
1298         put_page(page);
1299 }
1300
1301 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1302                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1303 {
1304         struct btrfs_super_block *disk_super;
1305         struct page *page;
1306         void *p;
1307         pgoff_t index;
1308
1309         /* make sure our super fits in the device */
1310         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1311                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1312
1313         /* make sure our super fits in the page */
1314         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1315                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1316
1317         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1318         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1319         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1320                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1321
1322         /* pull in the page with our super */
1323         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1324
1325         if (IS_ERR(page))
1326                 return ERR_CAST(page);
1327
1328         p = page_address(page);
1329
1330         /* align our pointer to the offset of the super block */
1331         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1332
1333         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1334             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1335                 btrfs_release_disk_super(p);
1336                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1337         }
1338
1339         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1340                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1341
1342         return disk_super;
1343 }
1344
1345 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1346 {
1347         int ret;
1348
1349         mutex_lock(&uuid_mutex);
1350         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1351         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1352
1353         return ret;
1354 }
1355
1356 /*
1357  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1358  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1359  * is read via pagecache
1360  */
1361 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags)
1362 {
1363         struct btrfs_super_block *disk_super;
1364         bool new_device_added = false;
1365         struct btrfs_device *device = NULL;
1366         struct block_device *bdev;
1367         u64 bytenr, bytenr_orig;
1368         int ret;
1369
1370         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1371
1372         /*
1373          * we would like to check all the supers, but that would make
1374          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1375          * So, we need to add a special mount option to scan for
1376          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1377          */
1378
1379         /*
1380          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1381          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1382          * resulting in failure.
1383          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1384          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1385          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1386          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1387          * required information for assembling the volume.
1388          */
1389         bdev = blkdev_get_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1390         if (IS_ERR(bdev))
1391                 return ERR_CAST(bdev);
1392
1393         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1394         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev, 0, READ, &bytenr);
1395         if (ret) {
1396                 device = ERR_PTR(ret);
1397                 goto error_bdev_put;
1398         }
1399
1400         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr_orig);
1401         if (IS_ERR(disk_super)) {
1402                 device = ERR_CAST(disk_super);
1403                 goto error_bdev_put;
1404         }
1405
1406         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1407         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1408                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1409
1410         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1411
1412 error_bdev_put:
1413         blkdev_put(bdev, NULL);
1414
1415         return device;
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1420  * such is found, record the end of it in *start
1421  */
1422 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1423                                     u64 len)
1424 {
1425         u64 physical_start, physical_end;
1426
1427         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1428
1429         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1430                                   &physical_start, &physical_end,
1431                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1432
1433                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1434                     in_range(*start, physical_start,
1435                              physical_end - physical_start)) {
1436                         *start = physical_end + 1;
1437                         return true;
1438                 }
1439         }
1440         return false;
1441 }
1442
1443 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1444 {
1445         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1446         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1447                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1448         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1449                 /*
1450                  * We don't care about the starting region like regular
1451                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1452                  * for superblock logging.
1453                  */
1454                 return 0;
1455         default:
1456                 BUG();
1457         }
1458 }
1459
1460 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1461                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1462                                         u64 num_bytes)
1463 {
1464         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1465         u64 pos;
1466         int ret;
1467         bool changed = false;
1468
1469         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1470
1471         while (*hole_size > 0) {
1472                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1473                                                    *hole_start + *hole_size,
1474                                                    num_bytes);
1475                 if (pos != *hole_start) {
1476                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1477                         *hole_start = pos;
1478                         changed = true;
1479                         if (*hole_size < num_bytes)
1480                                 break;
1481                 }
1482
1483                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1484
1485                 /* Range is ensured to be empty */
1486                 if (!ret)
1487                         return changed;
1488
1489                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1490                 if (ret == -ERANGE) {
1491                         *hole_start += *hole_size;
1492                         *hole_size = 0;
1493                         return true;
1494                 }
1495
1496                 *hole_start += zone_size;
1497                 *hole_size -= zone_size;
1498                 changed = true;
1499         }
1500
1501         return changed;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1506  *
1507  * @device:     the device which we have the hole
1508  * @hole_start: starting position of the hole
1509  * @hole_size:  the size of the hole
1510  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1511  *
1512  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1513  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1514  */
1515 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1516                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1517 {
1518         bool changed = false;
1519         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1520
1521         for (;;) {
1522                 /*
1523                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1524                  * sending back this offset anyway.
1525                  */
1526                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1527                         if (hole_end >= *hole_start)
1528                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1529                         else
1530                                 *hole_size = 0;
1531                         changed = true;
1532                 }
1533
1534                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1535                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1536                         /* No extra check */
1537                         break;
1538                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1539                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1540                                                         hole_size, num_bytes)) {
1541                                 changed = true;
1542                                 /*
1543                                  * The changed hole can contain pending extent.
1544                                  * Loop again to check that.
1545                                  */
1546                                 continue;
1547                         }
1548                         break;
1549                 default:
1550                         BUG();
1551                 }
1552
1553                 break;
1554         }
1555
1556         return changed;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Find free space in the specified device.
1561  *
1562  * @device:       the device which we search the free space in
1563  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1564  * @search_start: the position from which to begin the search
1565  * @start:        store the start of the free space.
1566  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1567  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1568  *
1569  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1570  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1571  *
1572  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1573  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1574  * of the max free space.
1575  *
1576  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1577  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1578  * the max free space.
1579  *
1580  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1581  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1582  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1583  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1584  * is not reported as available.
1585  */
1586 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1587                                 u64 *start, u64 *len)
1588 {
1589         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1590         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1591         struct btrfs_key key;
1592         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1593         struct btrfs_path *path;
1594         u64 search_start;
1595         u64 hole_size;
1596         u64 max_hole_start;
1597         u64 max_hole_size = 0;
1598         u64 extent_end;
1599         u64 search_end = device->total_bytes;
1600         int ret;
1601         int slot;
1602         struct extent_buffer *l;
1603
1604         search_start = dev_extent_search_start(device);
1605         max_hole_start = search_start;
1606
1607         WARN_ON(device->zone_info &&
1608                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1609
1610         path = btrfs_alloc_path();
1611         if (!path) {
1612                 ret = -ENOMEM;
1613                 goto out;
1614         }
1615 again:
1616         if (search_start >= search_end ||
1617                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1618                 ret = -ENOSPC;
1619                 goto out;
1620         }
1621
1622         path->reada = READA_FORWARD;
1623         path->search_commit_root = 1;
1624         path->skip_locking = 1;
1625
1626         key.objectid = device->devid;
1627         key.offset = search_start;
1628         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1629
1630         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1631         if (ret < 0)
1632                 goto out;
1633
1634         while (search_start < search_end) {
1635                 l = path->nodes[0];
1636                 slot = path->slots[0];
1637                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1638                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1639                         if (ret == 0)
1640                                 continue;
1641                         if (ret < 0)
1642                                 goto out;
1643
1644                         break;
1645                 }
1646                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1647
1648                 if (key.objectid < device->devid)
1649                         goto next;
1650
1651                 if (key.objectid > device->devid)
1652                         break;
1653
1654                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1655                         goto next;
1656
1657                 if (key.offset > search_end)
1658                         break;
1659
1660                 if (key.offset > search_start) {
1661                         hole_size = key.offset - search_start;
1662                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1663                                               num_bytes);
1664
1665                         if (hole_size > max_hole_size) {
1666                                 max_hole_start = search_start;
1667                                 max_hole_size = hole_size;
1668                         }
1669
1670                         /*
1671                          * If this free space is greater than which we need,
1672                          * it must be the max free space that we have found
1673                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1674                          * of this free space and the length of this free space
1675                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1676                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1677                          * caller.
1678                          */
1679                         if (hole_size >= num_bytes) {
1680                                 ret = 0;
1681                                 goto out;
1682                         }
1683                 }
1684
1685                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1686                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1687                                                                   dev_extent);
1688                 if (extent_end > search_start)
1689                         search_start = extent_end;
1690 next:
1691                 path->slots[0]++;
1692                 cond_resched();
1693         }
1694
1695         /*
1696          * At this point, search_start should be the end of
1697          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1698          * search_end may be smaller than search_start.
1699          */
1700         if (search_end > search_start) {
1701                 hole_size = search_end - search_start;
1702                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1703                                           num_bytes)) {
1704                         btrfs_release_path(path);
1705                         goto again;
1706                 }
1707
1708                 if (hole_size > max_hole_size) {
1709                         max_hole_start = search_start;
1710                         max_hole_size = hole_size;
1711                 }
1712         }
1713
1714         /* See above. */
1715         if (max_hole_size < num_bytes)
1716                 ret = -ENOSPC;
1717         else
1718                 ret = 0;
1719
1720         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1721 out:
1722         btrfs_free_path(path);
1723         *start = max_hole_start;
1724         if (len)
1725                 *len = max_hole_size;
1726         return ret;
1727 }
1728
1729 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1730                           struct btrfs_device *device,
1731                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1732 {
1733         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1734         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1735         int ret;
1736         struct btrfs_path *path;
1737         struct btrfs_key key;
1738         struct btrfs_key found_key;
1739         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1740         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1741
1742         path = btrfs_alloc_path();
1743         if (!path)
1744                 return -ENOMEM;
1745
1746         key.objectid = device->devid;
1747         key.offset = start;
1748         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1749 again:
1750         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1751         if (ret > 0) {
1752                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1753                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1754                 if (ret)
1755                         goto out;
1756                 leaf = path->nodes[0];
1757                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1758                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1759                                         struct btrfs_dev_extent);
1760                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1761                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1762                 key = found_key;
1763                 btrfs_release_path(path);
1764                 goto again;
1765         } else if (ret == 0) {
1766                 leaf = path->nodes[0];
1767                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1768                                         struct btrfs_dev_extent);
1769         } else {
1770                 goto out;
1771         }
1772
1773         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1774
1775         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1776         if (ret == 0)
1777                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1778 out:
1779         btrfs_free_path(path);
1780         return ret;
1781 }
1782
1783 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1784 {
1785         struct extent_map_tree *em_tree;
1786         struct extent_map *em;
1787         struct rb_node *n;
1788         u64 ret = 0;
1789
1790         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1791         read_lock(&em_tree->lock);
1792         n = rb_last(&em_tree->map.rb_root);
1793         if (n) {
1794                 em = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
1795                 ret = em->start + em->len;
1796         }
1797         read_unlock(&em_tree->lock);
1798
1799         return ret;
1800 }
1801
1802 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1803                                     u64 *devid_ret)
1804 {
1805         int ret;
1806         struct btrfs_key key;
1807         struct btrfs_key found_key;
1808         struct btrfs_path *path;
1809
1810         path = btrfs_alloc_path();
1811         if (!path)
1812                 return -ENOMEM;
1813
1814         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1815         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1816         key.offset = (u64)-1;
1817
1818         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1819         if (ret < 0)
1820                 goto error;
1821
1822         if (ret == 0) {
1823                 /* Corruption */
1824                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1825                 ret = -EUCLEAN;
1826                 goto error;
1827         }
1828
1829         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1830                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1831                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1832         if (ret) {
1833                 *devid_ret = 1;
1834         } else {
1835                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1836                                       path->slots[0]);
1837                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1838         }
1839         ret = 0;
1840 error:
1841         btrfs_free_path(path);
1842         return ret;
1843 }
1844
1845 /*
1846  * the device information is stored in the chunk root
1847  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1848  */
1849 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1850                             struct btrfs_device *device)
1851 {
1852         int ret;
1853         struct btrfs_path *path;
1854         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1855         struct extent_buffer *leaf;
1856         struct btrfs_key key;
1857         unsigned long ptr;
1858
1859         path = btrfs_alloc_path();
1860         if (!path)
1861                 return -ENOMEM;
1862
1863         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1864         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1865         key.offset = device->devid;
1866
1867         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1868         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1869                                       &key, sizeof(*dev_item));
1870         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1871         if (ret)
1872                 goto out;
1873
1874         leaf = path->nodes[0];
1875         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1876
1877         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1878         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1879         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1880         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1881         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1882         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1883         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1884                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1885         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1886                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1887         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1888         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1889         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1890         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1891
1892         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1893         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1894         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1895         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1896                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1897         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
1898
1899         ret = 0;
1900 out:
1901         btrfs_free_path(path);
1902         return ret;
1903 }
1904
1905 /*
1906  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1907  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1908  *
1909  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1910  */
1911 static void update_dev_time(const char *device_path)
1912 {
1913         struct path path;
1914         int ret;
1915
1916         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1917         if (ret)
1918                 return;
1919
1920         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1921         path_put(&path);
1922 }
1923
1924 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1925                              struct btrfs_device *device)
1926 {
1927         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1928         int ret;
1929         struct btrfs_path *path;
1930         struct btrfs_key key;
1931
1932         path = btrfs_alloc_path();
1933         if (!path)
1934                 return -ENOMEM;
1935
1936         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1937         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1938         key.offset = device->devid;
1939
1940         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1941         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1942         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1943         if (ret) {
1944                 if (ret > 0)
1945                         ret = -ENOENT;
1946                 goto out;
1947         }
1948
1949         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1950 out:
1951         btrfs_free_path(path);
1952         return ret;
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1957  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1958  * replace.
1959  */
1960 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1961                 u64 num_devices)
1962 {
1963         u64 all_avail;
1964         unsigned seq;
1965         int i;
1966
1967         do {
1968                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1969
1970                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1971                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1972                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1973         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1974
1975         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1976                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1977                         continue;
1978
1979                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1980                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1981         }
1982
1983         return 0;
1984 }
1985
1986 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1987                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1988 {
1989         struct btrfs_device *next_device;
1990
1991         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1992                 if (next_device != device &&
1993                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
1994                     && next_device->bdev)
1995                         return next_device;
1996         }
1997
1998         return NULL;
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2003  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2004  * where this function called, there should be always be another device (or
2005  * this_dev) which is active.
2006  */
2007 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2008                                             struct btrfs_device *next_device)
2009 {
2010         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2011
2012         if (!next_device)
2013                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2014                                                             device);
2015         ASSERT(next_device);
2016
2017         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2018                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2019                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2020
2021         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2022                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2027  * currently replaced.
2028  */
2029 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2030 {
2031         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2032
2033         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2034         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2035                 ASSERT(num_devices > 1);
2036                 num_devices--;
2037         }
2038         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2039
2040         return num_devices;
2041 }
2042
2043 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2044                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2045 {
2046         struct btrfs_super_block *disk_super;
2047         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2048         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2049         int ret;
2050
2051         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2052         if (IS_ERR(disk_super))
2053                 return;
2054
2055         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2056         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2057         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2058
2059         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2060         if (ret)
2061                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2062                         copy_num, ret);
2063 }
2064
2065 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2066                                struct block_device *bdev,
2067                                const char *device_path)
2068 {
2069         int copy_num;
2070
2071         if (!bdev)
2072                 return;
2073
2074         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2075                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2076                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2077                 else
2078                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2079         }
2080
2081         /* Notify udev that device has changed */
2082         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2083
2084         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2085         update_dev_time(device_path);
2086 }
2087
2088 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2089                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2090                     struct block_device **bdev, void **holder)
2091 {
2092         struct btrfs_trans_handle *trans;
2093         struct btrfs_device *device;
2094         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2095         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2096         u64 num_devices;
2097         int ret = 0;
2098
2099         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2100                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2101                 return -EINVAL;
2102         }
2103
2104         /*
2105          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2106          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2107          * filesystem and another device rm cannot run.
2108          */
2109         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2110
2111         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2112         if (ret)
2113                 return ret;
2114
2115         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2116         if (!device) {
2117                 if (args->missing)
2118                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2119                 else
2120                         ret = -ENOENT;
2121                 return ret;
2122         }
2123
2124         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2125                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2126                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2127                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2128                 return -ETXTBSY;
2129         }
2130
2131         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2132                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2133
2134         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2135             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2136                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2137
2138         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2139                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2140                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2141                 device->fs_devices->rw_devices--;
2142                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2143         }
2144
2145         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2146         if (ret)
2147                 goto error_undo;
2148
2149         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2150         if (IS_ERR(trans)) {
2151                 ret = PTR_ERR(trans);
2152                 goto error_undo;
2153         }
2154
2155         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2156         if (ret) {
2157                 /* Any error in dev item removal is critical */
2158                 btrfs_crit(fs_info,
2159                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2160                            device->devid, ret);
2161                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2162                 btrfs_end_transaction(trans);
2163                 return ret;
2164         }
2165
2166         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2167         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2168
2169         /*
2170          * the device list mutex makes sure that we don't change
2171          * the device list while someone else is writing out all
2172          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2173          * lock the device list mutex before getting the number of
2174          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2175          * whoever updates the number of devices in the super block
2176          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2177          */
2178
2179         /*
2180          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2181          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2182          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2183          */
2184         cur_devices = device->fs_devices;
2185         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2186         list_del_rcu(&device->dev_list);
2187
2188         cur_devices->num_devices--;
2189         cur_devices->total_devices--;
2190         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2191         if (cur_devices != fs_devices)
2192                 fs_devices->total_devices--;
2193
2194         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2195                 cur_devices->missing_devices--;
2196
2197         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2198
2199         if (device->bdev) {
2200                 cur_devices->open_devices--;
2201                 /* remove sysfs entry */
2202                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2203         }
2204
2205         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2206         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2207         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2208
2209         /*
2210          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2211          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2212          * free the device.
2213          *
2214          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2215          * write lock, and blkdev_put() will pull in the ->open_mutex on the
2216          * block device and it's dependencies.  Instead just flush the device
2217          * and let the caller do the final blkdev_put.
2218          */
2219         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2220                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2221                                           device->name->str);
2222                 if (device->bdev) {
2223                         sync_blockdev(device->bdev);
2224                         invalidate_bdev(device->bdev);
2225                 }
2226         }
2227
2228         *bdev = device->bdev;
2229         *holder = device->holder;
2230         synchronize_rcu();
2231         btrfs_free_device(device);
2232
2233         /*
2234          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2235          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2236          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2237          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2238          * remove it from our list and free the fs_devices.
2239          */
2240         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2241                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2242                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2243                 cur_devices->opened--;
2244                 free_fs_devices(cur_devices);
2245         }
2246
2247         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2248
2249         return ret;
2250
2251 error_undo:
2252         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2253                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2254                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2255                          &fs_devices->alloc_list);
2256                 device->fs_devices->rw_devices++;
2257                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2258         }
2259         return ret;
2260 }
2261
2262 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2263 {
2264         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2265
2266         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2267
2268         /*
2269          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2270          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2271          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2272          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2273          */
2274         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2275
2276         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2277         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2278         fs_devices->num_devices--;
2279         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2280                 fs_devices->missing_devices--;
2281
2282         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2283                 fs_devices->rw_devices--;
2284
2285         if (srcdev->bdev)
2286                 fs_devices->open_devices--;
2287 }
2288
2289 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2290 {
2291         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2292
2293         mutex_lock(&uuid_mutex);
2294
2295         btrfs_close_bdev(srcdev);
2296         synchronize_rcu();
2297         btrfs_free_device(srcdev);
2298
2299         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2300         if (!fs_devices->num_devices) {
2301                 /*
2302                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2303                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2304                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2305                  * device left under the seed FS.
2306                  */
2307                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2308
2309                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2310                 close_fs_devices(fs_devices);
2311                 free_fs_devices(fs_devices);
2312         }
2313         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2314 }
2315
2316 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2317 {
2318         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2319
2320         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2321
2322         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2323
2324         if (tgtdev->bdev)
2325                 fs_devices->open_devices--;
2326
2327         fs_devices->num_devices--;
2328
2329         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2330
2331         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2332
2333         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2334
2335         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2336                                   tgtdev->name->str);
2337
2338         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2339         synchronize_rcu();
2340         btrfs_free_device(tgtdev);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Populate args from device at path.
2345  *
2346  * @fs_info:    the filesystem
2347  * @args:       the args to populate
2348  * @path:       the path to the device
2349  *
2350  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2351  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2352  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2353  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2354  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2355  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2356  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2357  * uuid buffers.
2358  *
2359  * Return: 0 for success, -errno for failure
2360  */
2361 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2362                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2363                                  const char *path)
2364 {
2365         struct btrfs_super_block *disk_super;
2366         struct block_device *bdev;
2367         int ret;
2368
2369         if (!path || !path[0])
2370                 return -EINVAL;
2371         if (!strcmp(path, "missing")) {
2372                 args->missing = true;
2373                 return 0;
2374         }
2375
2376         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2377         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2378         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2379                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2380                 return -ENOMEM;
2381         }
2382
2383         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2384                                     &bdev, &disk_super);
2385         if (ret) {
2386                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2387                 return ret;
2388         }
2389
2390         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2391         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2392         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2393                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2394         else
2395                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2396         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2397         blkdev_put(bdev, NULL);
2398         return 0;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2403  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2404  * that don't need to be freed.
2405  */
2406 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2407 {
2408         kfree(args->uuid);
2409         kfree(args->fsid);
2410         args->uuid = NULL;
2411         args->fsid = NULL;
2412 }
2413
2414 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2415                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2416                 const char *device_path)
2417 {
2418         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2419         struct btrfs_device *device;
2420         int ret;
2421
2422         if (devid) {
2423                 args.devid = devid;
2424                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2425                 if (!device)
2426                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2427                 return device;
2428         }
2429
2430         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2431         if (ret)
2432                 return ERR_PTR(ret);
2433         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2434         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2435         if (!device)
2436                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2437         return device;
2438 }
2439
2440 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2441 {
2442         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2443         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2444         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2445
2446         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2447         if (!fs_devices->seeding)
2448                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2449
2450         /*
2451          * Private copy of the seed devices, anchored at
2452          * fs_info->fs_devices->seed_list
2453          */
2454         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL, NULL);
2455         if (IS_ERR(seed_devices))
2456                 return seed_devices;
2457
2458         /*
2459          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2460          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2461          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2462          * multiple fs seed.
2463          */
2464         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2465         if (IS_ERR(old_devices)) {
2466                 kfree(seed_devices);
2467                 return old_devices;
2468         }
2469
2470         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2471
2472         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2473         seed_devices->opened = 1;
2474         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2475         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2476         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2477
2478         return seed_devices;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2483  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2484  */
2485 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2486                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2487 {
2488         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2489         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2490         struct btrfs_device *device;
2491         u64 super_flags;
2492
2493         /*
2494          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2495          * could race, so uuid_mutex is needed.
2496          */
2497         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2498
2499         /*
2500          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2501          * device_list_mutex:
2502          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2503          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2504          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2505          *
2506          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2507          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2508          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2509          * - btrfs_get_dev_stats()
2510          */
2511         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2512
2513         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2514                               synchronize_rcu);
2515         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2516                 device->fs_devices = seed_devices;
2517
2518         fs_devices->seeding = false;
2519         fs_devices->num_devices = 0;
2520         fs_devices->open_devices = 0;
2521         fs_devices->missing_devices = 0;
2522         fs_devices->rotating = false;
2523         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2524
2525         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2526         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2527         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2528
2529         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2530                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2531         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2532 }
2533
2534 /*
2535  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2536  */
2537 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2538 {
2539         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2540         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2541         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2542         struct btrfs_path *path;
2543         struct extent_buffer *leaf;
2544         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2545         struct btrfs_device *device;
2546         struct btrfs_key key;
2547         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2548         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2549         int ret;
2550
2551         path = btrfs_alloc_path();
2552         if (!path)
2553                 return -ENOMEM;
2554
2555         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2556         key.offset = 0;
2557         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2558
2559         while (1) {
2560                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2561                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2562                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2563                 if (ret < 0)
2564                         goto error;
2565
2566                 leaf = path->nodes[0];
2567 next_slot:
2568                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2569                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2570                         if (ret > 0)
2571                                 break;
2572                         if (ret < 0)
2573                                 goto error;
2574                         leaf = path->nodes[0];
2575                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2576                         btrfs_release_path(path);
2577                         continue;
2578                 }
2579
2580                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2581                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2582                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2583                         break;
2584
2585                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2586                                           struct btrfs_dev_item);
2587                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2588                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2589                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2590                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2591                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2592                 args.uuid = dev_uuid;
2593                 args.fsid = fs_uuid;
2594                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2595                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2596
2597                 if (device->fs_devices->seeding) {
2598                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2599                                                     device->generation);
2600                         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2601                 }
2602
2603                 path->slots[0]++;
2604                 goto next_slot;
2605         }
2606         ret = 0;
2607 error:
2608         btrfs_free_path(path);
2609         return ret;
2610 }
2611
2612 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2613 {
2614         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2615         struct btrfs_trans_handle *trans;
2616         struct btrfs_device *device;
2617         struct block_device *bdev;
2618         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2619         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2620         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2621         u64 orig_super_total_bytes;
2622         u64 orig_super_num_devices;
2623         int ret = 0;
2624         bool seeding_dev = false;
2625         bool locked = false;
2626
2627         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2628                 return -EROFS;
2629
2630         bdev = blkdev_get_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2631                                   fs_info->bdev_holder, NULL);
2632         if (IS_ERR(bdev))
2633                 return PTR_ERR(bdev);
2634
2635         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev)) {
2636                 ret = -EINVAL;
2637                 goto error;
2638         }
2639
2640         if (fs_devices->seeding) {
2641                 seeding_dev = true;
2642                 down_write(&sb->s_umount);
2643                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2644                 locked = true;
2645         }
2646
2647         sync_blockdev(bdev);
2648
2649         rcu_read_lock();
2650         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2651                 if (device->bdev == bdev) {
2652                         ret = -EEXIST;
2653                         rcu_read_unlock();
2654                         goto error;
2655                 }
2656         }
2657         rcu_read_unlock();
2658
2659         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2660         if (IS_ERR(device)) {
2661                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2662                 ret = PTR_ERR(device);
2663                 goto error;
2664         }
2665
2666         device->fs_info = fs_info;
2667         device->bdev = bdev;
2668         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2669         if (ret)
2670                 goto error_free_device;
2671
2672         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2673         if (ret)
2674                 goto error_free_device;
2675
2676         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2677         if (IS_ERR(trans)) {
2678                 ret = PTR_ERR(trans);
2679                 goto error_free_zone;
2680         }
2681
2682         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2683         device->generation = trans->transid;
2684         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2685         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2686         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2687         device->total_bytes =
2688                 round_down(bdev_nr_bytes(bdev), fs_info->sectorsize);
2689         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2690         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2691         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2692         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2693         device->holder = fs_info->bdev_holder;
2694         device->dev_stats_valid = 1;
2695         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2696
2697         if (seeding_dev) {
2698                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2699
2700                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2701                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2702                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2703                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2704                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2705                         goto error_trans;
2706                 }
2707         }
2708
2709         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2710         if (seeding_dev) {
2711                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2712                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2713                                                 device);
2714         }
2715
2716         device->fs_devices = fs_devices;
2717
2718         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2719         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2720         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2721         fs_devices->num_devices++;
2722         fs_devices->open_devices++;
2723         fs_devices->rw_devices++;
2724         fs_devices->total_devices++;
2725         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2726
2727         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2728
2729         if (!bdev_nonrot(bdev))
2730                 fs_devices->rotating = true;
2731
2732         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2733         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2734                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2735                            fs_info->sectorsize));
2736
2737         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2738         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2739                                     orig_super_num_devices + 1);
2740
2741         /*
2742          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2743          * infos
2744          */
2745         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2746
2747         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2748
2749         /* Add sysfs device entry */
2750         btrfs_sysfs_add_device(device);
2751
2752         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2753
2754         if (seeding_dev) {
2755                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2756                 ret = init_first_rw_device(trans);
2757                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2758                 if (ret) {
2759                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2760                         goto error_sysfs;
2761                 }
2762         }
2763
2764         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2765         if (ret) {
2766                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2767                 goto error_sysfs;
2768         }
2769
2770         if (seeding_dev) {
2771                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2772                 if (ret) {
2773                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2774                         goto error_sysfs;
2775                 }
2776
2777                 /*
2778                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2779                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2780                  */
2781                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2782         }
2783
2784         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2785
2786         if (seeding_dev) {
2787                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2788                 up_write(&sb->s_umount);
2789                 locked = false;
2790
2791                 if (ret) /* transaction commit */
2792                         return ret;
2793
2794                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2795                 if (ret < 0)
2796                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2797                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2798                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2799                 if (IS_ERR(trans)) {
2800                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2801                                 return 0;
2802                         ret = PTR_ERR(trans);
2803                         trans = NULL;
2804                         goto error_sysfs;
2805                 }
2806                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2807         }
2808
2809         /*
2810          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2811          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2812          * device.
2813          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2814          * only succeeds if the device was an alien.
2815          */
2816         btrfs_forget_devices(device->devt);
2817
2818         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2819         update_dev_time(device_path);
2820
2821         return ret;
2822
2823 error_sysfs:
2824         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2825         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2826         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2827         list_del_rcu(&device->dev_list);
2828         list_del(&device->dev_alloc_list);
2829         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2830         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2831         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2832         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2833         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2834         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2835         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2836                                     orig_super_total_bytes);
2837         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2838                                     orig_super_num_devices);
2839         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2840         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2841 error_trans:
2842         if (seeding_dev)
2843                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2844         if (trans)
2845                 btrfs_end_transaction(trans);
2846 error_free_zone:
2847         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2848 error_free_device:
2849         btrfs_free_device(device);
2850 error:
2851         blkdev_put(bdev, fs_info->bdev_holder);
2852         if (locked) {
2853                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2854                 up_write(&sb->s_umount);
2855         }
2856         return ret;
2857 }
2858
2859 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2860                                         struct btrfs_device *device)
2861 {
2862         int ret;
2863         struct btrfs_path *path;
2864         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2865         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2866         struct extent_buffer *leaf;
2867         struct btrfs_key key;
2868
2869         path = btrfs_alloc_path();
2870         if (!path)
2871                 return -ENOMEM;
2872
2873         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2874         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2875         key.offset = device->devid;
2876
2877         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2878         if (ret < 0)
2879                 goto out;
2880
2881         if (ret > 0) {
2882                 ret = -ENOENT;
2883                 goto out;
2884         }
2885
2886         leaf = path->nodes[0];
2887         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2888
2889         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2890         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2891         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2892         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2893         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2894         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2895                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2896         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2897                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2898         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2899
2900 out:
2901         btrfs_free_path(path);
2902         return ret;
2903 }
2904
2905 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2906                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2907 {
2908         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2909         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2910         u64 old_total;
2911         u64 diff;
2912         int ret;
2913
2914         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2915                 return -EACCES;
2916
2917         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2918
2919         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2920         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2921         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2922
2923         if (new_size <= device->total_bytes ||
2924             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2925                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2926                 return -EINVAL;
2927         }
2928
2929         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2930                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2931         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2932
2933         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2934         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2935         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2936         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2937                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2938                               &trans->transaction->dev_update_list);
2939         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2940
2941         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2942         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2943         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2944
2945         return ret;
2946 }
2947
2948 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2949 {
2950         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2951         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2952         int ret;
2953         struct btrfs_path *path;
2954         struct btrfs_key key;
2955
2956         path = btrfs_alloc_path();
2957         if (!path)
2958                 return -ENOMEM;
2959
2960         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2961         key.offset = chunk_offset;
2962         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2963
2964         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2965         if (ret < 0)
2966                 goto out;
2967         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2968                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2969                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2970                 ret = -ENOENT;
2971                 goto out;
2972         }
2973
2974         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2975         if (ret < 0)
2976                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2977                                       "Failed to delete chunk item.");
2978 out:
2979         btrfs_free_path(path);
2980         return ret;
2981 }
2982
2983 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2984 {
2985         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2986         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2987         struct btrfs_chunk *chunk;
2988         u8 *ptr;
2989         int ret = 0;
2990         u32 num_stripes;
2991         u32 array_size;
2992         u32 len = 0;
2993         u32 cur;
2994         struct btrfs_key key;
2995
2996         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2997         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2998
2999         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3000         cur = 0;
3001
3002         while (cur < array_size) {
3003                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3004                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3005
3006                 len = sizeof(*disk_key);
3007
3008                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3009                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3010                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3011                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3012                 } else {
3013                         ret = -EIO;
3014                         break;
3015                 }
3016                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3017                     key.offset == chunk_offset) {
3018                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3019                         array_size -= len;
3020                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3021                 } else {
3022                         ptr += len;
3023                         cur += len;
3024                 }
3025         }
3026         return ret;
3027 }
3028
3029 /*
3030  * btrfs_get_chunk_map() - Find the mapping containing the given logical extent.
3031  * @logical: Logical block offset in bytes.
3032  * @length: Length of extent in bytes.
3033  *
3034  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3035  */
3036 struct extent_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3037                                        u64 logical, u64 length)
3038 {
3039         struct extent_map_tree *em_tree;
3040         struct extent_map *em;
3041
3042         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
3043         read_lock(&em_tree->lock);
3044         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
3045         read_unlock(&em_tree->lock);
3046
3047         if (!em) {
3048                 btrfs_crit(fs_info, "unable to find logical %llu length %llu",
3049                            logical, length);
3050                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3051         }
3052
3053         if (em->start > logical || em->start + em->len < logical) {
3054                 btrfs_crit(fs_info,
3055                            "found a bad mapping, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3056                            logical, length, em->start, em->start + em->len);
3057                 free_extent_map(em);
3058                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3059         }
3060
3061         /* callers are responsible for dropping em's ref. */
3062         return em;
3063 }
3064
3065 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3066                              struct map_lookup *map, u64 chunk_offset)
3067 {
3068         int i;
3069
3070         /*
3071          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3072          * requires holding the chunk_mutex.
3073          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3074          */
3075         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3076
3077         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3078                 int ret;
3079
3080                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3081                 if (ret)
3082                         return ret;
3083         }
3084
3085         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3086 }
3087
3088 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3089 {
3090         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3091         struct extent_map *em;
3092         struct map_lookup *map;
3093         u64 dev_extent_len = 0;
3094         int i, ret = 0;
3095         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3096
3097         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3098         if (IS_ERR(em)) {
3099                 /*
3100                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3101                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3102                  * do anything we still error out.
3103                  */
3104                 ASSERT(0);
3105                 return PTR_ERR(em);
3106         }
3107         map = em->map_lookup;
3108
3109         /*
3110          * First delete the device extent items from the devices btree.
3111          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3112          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3113          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3114          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3115          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3116          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3117          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3118          */
3119         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3120         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3121                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3122                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3123                                             map->stripes[i].physical,
3124                                             &dev_extent_len);
3125                 if (ret) {
3126                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3127                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3128                         goto out;
3129                 }
3130
3131                 if (device->bytes_used > 0) {
3132                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3133                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3134                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3135                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3136                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3137                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3138                 }
3139         }
3140         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3141
3142         /*
3143          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3144          *
3145          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3146          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3147          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3148          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3149          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3150          *
3151          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3152          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3153          *    because the device object's id can change at any time during that
3154          *    final phase of the device replace operation
3155          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3156          *    replaced device and then see it with an ID of
3157          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3158          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3159          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3160          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3161          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3162          */
3163         trans->removing_chunk = true;
3164         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3165
3166         check_system_chunk(trans, map->type);
3167
3168         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3169         /*
3170          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3171          * through the call to check_system_chunk().
3172          *
3173          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3174          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3175          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3176          * block group with the right profile, or right after we called
3177          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3178          * with enough free space into RO mode.
3179          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3180          *
3181          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3182          */
3183         if (ret == -ENOSPC) {
3184                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3185                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3186
3187                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3188                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3189                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3190                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3191                         goto out;
3192                 }
3193
3194                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3195                 if (ret) {
3196                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3197                         goto out;
3198                 }
3199
3200                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3201                 if (ret) {
3202                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3203                         goto out;
3204                 }
3205         } else if (ret) {
3206                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3207                 goto out;
3208         }
3209
3210         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, em->len);
3211
3212         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3213                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3214                 if (ret) {
3215                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3216                         goto out;
3217                 }
3218         }
3219
3220         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3221         trans->removing_chunk = false;
3222
3223         /*
3224          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3225          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3226          */
3227         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3228
3229         ret = btrfs_remove_block_group(trans, chunk_offset, em);
3230         if (ret) {
3231                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3232                 goto out;
3233         }
3234
3235 out:
3236         if (trans->removing_chunk) {
3237                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3238                 trans->removing_chunk = false;
3239         }
3240         /* once for us */
3241         free_extent_map(em);
3242         return ret;
3243 }
3244
3245 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3246 {
3247         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3248         struct btrfs_trans_handle *trans;
3249         struct btrfs_block_group *block_group;
3250         u64 length;
3251         int ret;
3252
3253         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3254                 btrfs_err(fs_info,
3255                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3256                 return -EINVAL;
3257         }
3258
3259         /*
3260          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3261          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3262          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3263          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3264          *
3265          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3266          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3267          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3268          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3269          * the current task acquires this mutex and calls us.
3270          */
3271         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3272
3273         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3274         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3275         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3276         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3277         if (ret) {
3278                 /*
3279                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3280                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3281                  */
3282                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3283                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3284                 return ret;
3285         }
3286
3287         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3288         if (!block_group)
3289                 return -ENOENT;
3290         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3291         length = block_group->length;
3292         btrfs_put_block_group(block_group);
3293
3294         /*
3295          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3296          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3297          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3298          * filesystem's point of view.
3299          */
3300         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3301                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3302                 if (ret)
3303                         btrfs_info(fs_info,
3304                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3305                                 chunk_offset);
3306         }
3307
3308         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3309                                                      chunk_offset);
3310         if (IS_ERR(trans)) {
3311                 ret = PTR_ERR(trans);
3312                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3313                 return ret;
3314         }
3315
3316         /*
3317          * step two, delete the device extents and the
3318          * chunk tree entries
3319          */
3320         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3321         btrfs_end_transaction(trans);
3322         return ret;
3323 }
3324
3325 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3326 {
3327         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3328         struct btrfs_path *path;
3329         struct extent_buffer *leaf;
3330         struct btrfs_chunk *chunk;
3331         struct btrfs_key key;
3332         struct btrfs_key found_key;
3333         u64 chunk_type;
3334         bool retried = false;
3335         int failed = 0;
3336         int ret;
3337
3338         path = btrfs_alloc_path();
3339         if (!path)
3340                 return -ENOMEM;
3341
3342 again:
3343         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3344         key.offset = (u64)-1;
3345         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3346
3347         while (1) {
3348                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3349                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3350                 if (ret < 0) {
3351                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3352                         goto error;
3353                 }
3354                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3355
3356                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3357                                           key.type);
3358                 if (ret)
3359                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3360                 if (ret < 0)
3361                         goto error;
3362                 if (ret > 0)
3363                         break;
3364
3365                 leaf = path->nodes[0];
3366                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3367
3368                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3369                                        struct btrfs_chunk);
3370                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3371                 btrfs_release_path(path);
3372
3373                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3374                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3375                         if (ret == -ENOSPC)
3376                                 failed++;
3377                         else
3378                                 BUG_ON(ret);
3379                 }
3380                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3381
3382                 if (found_key.offset == 0)
3383                         break;
3384                 key.offset = found_key.offset - 1;
3385         }
3386         ret = 0;
3387         if (failed && !retried) {
3388                 failed = 0;
3389                 retried = true;
3390                 goto again;
3391         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3392                 ret = -ENOSPC;
3393         }
3394 error:
3395         btrfs_free_path(path);
3396         return ret;
3397 }
3398
3399 /*
3400  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3401  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3402  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3403  */
3404 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3405                                       u64 chunk_offset)
3406 {
3407         struct btrfs_block_group *cache;
3408         u64 bytes_used;
3409         u64 chunk_type;
3410
3411         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3412         ASSERT(cache);
3413         chunk_type = cache->flags;
3414         btrfs_put_block_group(cache);
3415
3416         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3417                 return 0;
3418
3419         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3420         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3421         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3422
3423         if (!bytes_used) {
3424                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3425                 int ret;
3426
3427                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3428                 if (IS_ERR(trans))
3429                         return PTR_ERR(trans);
3430
3431                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3432                 btrfs_end_transaction(trans);
3433                 if (ret < 0)
3434                         return ret;
3435                 return 1;
3436         }
3437
3438         return 0;
3439 }
3440
3441 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3442                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3443 {
3444         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3445         struct btrfs_trans_handle *trans;
3446         struct btrfs_balance_item *item;
3447         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3448         struct btrfs_path *path;
3449         struct extent_buffer *leaf;
3450         struct btrfs_key key;
3451         int ret, err;
3452
3453         path = btrfs_alloc_path();
3454         if (!path)
3455                 return -ENOMEM;
3456
3457         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3458         if (IS_ERR(trans)) {
3459                 btrfs_free_path(path);
3460                 return PTR_ERR(trans);
3461         }
3462
3463         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3464         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3465         key.offset = 0;
3466
3467         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3468                                       sizeof(*item));
3469         if (ret)
3470                 goto out;
3471
3472         leaf = path->nodes[0];
3473         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3474
3475         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3476
3477         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3478         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3479         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3480         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3481         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3482         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3483
3484         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3485
3486         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3487 out:
3488         btrfs_free_path(path);
3489         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3490         if (err && !ret)
3491                 ret = err;
3492         return ret;
3493 }
3494
3495 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3496 {
3497         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3498         struct btrfs_trans_handle *trans;
3499         struct btrfs_path *path;
3500         struct btrfs_key key;
3501         int ret, err;
3502
3503         path = btrfs_alloc_path();
3504         if (!path)
3505                 return -ENOMEM;
3506
3507         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3508         if (IS_ERR(trans)) {
3509                 btrfs_free_path(path);
3510                 return PTR_ERR(trans);
3511         }
3512
3513         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3514         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3515         key.offset = 0;
3516
3517         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3518         if (ret < 0)
3519                 goto out;
3520         if (ret > 0) {
3521                 ret = -ENOENT;
3522                 goto out;
3523         }
3524
3525         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3526 out:
3527         btrfs_free_path(path);
3528         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3529         if (err && !ret)
3530                 ret = err;
3531         return ret;
3532 }
3533
3534 /*
3535  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3536  * resume after balance was interrupted.
3537  */
3538 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3539 {
3540         /*
3541          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3542          */
3543         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3544                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3545         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3546                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3547         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3548                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3549
3550         /*
3551          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3552          * that chunks that we have already balanced should be
3553          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3554          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3555          * (albeit full) chunks.
3556          */
3557         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3558             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3559             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3560                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3561                 bctl->data.usage = 90;
3562         }
3563         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3564             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3565             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3566                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3567                 bctl->sys.usage = 90;
3568         }
3569         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3570             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3571             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3572                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3573                 bctl->meta.usage = 90;
3574         }
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3579  */
3580 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3581 {
3582         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3583         int ret;
3584
3585         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3586
3587         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3588         fs_info->balance_ctl = NULL;
3589         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3590
3591         kfree(bctl);
3592         ret = del_balance_item(fs_info);
3593         if (ret)
3594                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3595 }
3596
3597 /*
3598  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3599  * (should not be balanced).
3600  */
3601 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3602                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3603 {
3604         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3605                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3606
3607         if (bargs->profiles & chunk_type)
3608                 return 0;
3609
3610         return 1;
3611 }
3612
3613 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3614                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3615 {
3616         struct btrfs_block_group *cache;
3617         u64 chunk_used;
3618         u64 user_thresh_min;
3619         u64 user_thresh_max;
3620         int ret = 1;
3621
3622         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3623         chunk_used = cache->used;
3624
3625         if (bargs->usage_min == 0)
3626                 user_thresh_min = 0;
3627         else
3628                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3629
3630         if (bargs->usage_max == 0)
3631                 user_thresh_max = 1;
3632         else if (bargs->usage_max > 100)
3633                 user_thresh_max = cache->length;
3634         else
3635                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3636
3637         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3638                 ret = 0;
3639
3640         btrfs_put_block_group(cache);
3641         return ret;
3642 }
3643
3644 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3645                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3646 {
3647         struct btrfs_block_group *cache;
3648         u64 chunk_used, user_thresh;
3649         int ret = 1;
3650
3651         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3652         chunk_used = cache->used;
3653
3654         if (bargs->usage_min == 0)
3655                 user_thresh = 1;
3656         else if (bargs->usage > 100)
3657                 user_thresh = cache->length;
3658         else
3659                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3660
3661         if (chunk_used < user_thresh)
3662                 ret = 0;
3663
3664         btrfs_put_block_group(cache);
3665         return ret;
3666 }
3667
3668 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3669                               struct btrfs_chunk *chunk,
3670                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3671 {
3672         struct btrfs_stripe *stripe;
3673         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3674         int i;
3675
3676         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3677                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3678                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3679                         return 0;
3680         }
3681
3682         return 1;
3683 }
3684
3685 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3686 {
3687         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3688         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3689         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3690
3691         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3692 }
3693
3694 /* [pstart, pend) */
3695 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3696                                struct btrfs_chunk *chunk,
3697                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3698 {
3699         struct btrfs_stripe *stripe;
3700         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3701         u64 stripe_offset;
3702         u64 stripe_length;
3703         u64 type;
3704         int factor;
3705         int i;
3706
3707         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3708                 return 0;
3709
3710         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3711         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3712
3713         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3714                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3715                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3716                         continue;
3717
3718                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3719                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3720                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3721
3722                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3723                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3724                         return 0;
3725         }
3726
3727         return 1;
3728 }
3729
3730 /* [vstart, vend) */
3731 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3732                                struct btrfs_chunk *chunk,
3733                                u64 chunk_offset,
3734                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3735 {
3736         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3737             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3738                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3739                 return 0;
3740
3741         return 1;
3742 }
3743
3744 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3745                                struct btrfs_chunk *chunk,
3746                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3747 {
3748         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3749
3750         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3751                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3752                 return 0;
3753
3754         return 1;
3755 }
3756
3757 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3758                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3759 {
3760         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3761                 return 0;
3762
3763         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3764                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3765
3766         if (bargs->target == chunk_type)
3767                 return 1;
3768
3769         return 0;
3770 }
3771
3772 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3773                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3774 {
3775         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3776         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3777         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3778         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3779
3780         /* type filter */
3781         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3782               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3783                 return 0;
3784         }
3785
3786         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3787                 bargs = &bctl->data;
3788         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3789                 bargs = &bctl->sys;
3790         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3791                 bargs = &bctl->meta;
3792
3793         /* profiles filter */
3794         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3795             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3796                 return 0;
3797         }
3798
3799         /* usage filter */
3800         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3801             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3802                 return 0;
3803         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3804             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3805                 return 0;
3806         }
3807
3808         /* devid filter */
3809         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3810             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3811                 return 0;
3812         }
3813
3814         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3815         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3816             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3817                 return 0;
3818         }
3819
3820         /* vrange filter */
3821         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3822             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3823                 return 0;
3824         }
3825
3826         /* stripes filter */
3827         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3828             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3829                 return 0;
3830         }
3831
3832         /* soft profile changing mode */
3833         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3834             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3835                 return 0;
3836         }
3837
3838         /*
3839          * limited by count, must be the last filter
3840          */
3841         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3842                 if (bargs->limit == 0)
3843                         return 0;
3844                 else
3845                         bargs->limit--;
3846         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3847                 /*
3848                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3849                  * determined here because we do not have the global information
3850                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3851                  */
3852                 if (bargs->limit_max == 0)
3853                         return 0;
3854                 else
3855                         bargs->limit_max--;
3856         }
3857
3858         return 1;
3859 }
3860
3861 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3862 {
3863         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3864         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3865         u64 chunk_type;
3866         struct btrfs_chunk *chunk;
3867         struct btrfs_path *path = NULL;
3868         struct btrfs_key key;
3869         struct btrfs_key found_key;
3870         struct extent_buffer *leaf;
3871         int slot;
3872         int ret;
3873         int enospc_errors = 0;
3874         bool counting = true;
3875         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3876         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3877         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3878         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3879         u32 count_data = 0;
3880         u32 count_meta = 0;
3881         u32 count_sys = 0;
3882         int chunk_reserved = 0;
3883
3884         path = btrfs_alloc_path();
3885         if (!path) {
3886                 ret = -ENOMEM;
3887                 goto error;
3888         }
3889
3890         /* zero out stat counters */
3891         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3892         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3893         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3894 again:
3895         if (!counting) {
3896                 /*
3897                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3898                  * in the
3899                  */
3900                 bctl->data.limit = limit_data;
3901                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3902                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3903         }
3904         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3905         key.offset = (u64)-1;
3906         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3907
3908         while (1) {
3909                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3910                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3911                         ret = -ECANCELED;
3912                         goto error;
3913                 }
3914
3915                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3916                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3917                 if (ret < 0) {
3918                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3919                         goto error;
3920                 }
3921
3922                 /*
3923                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3924                  * failed
3925                  */
3926                 if (ret == 0)
3927                         BUG(); /* FIXME break ? */
3928
3929                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3930                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3931                 if (ret) {
3932                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3933                         ret = 0;
3934                         break;
3935                 }
3936
3937                 leaf = path->nodes[0];
3938                 slot = path->slots[0];
3939                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3940
3941                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3942                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3943                         break;
3944                 }
3945
3946                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3947                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3948
3949                 if (!counting) {
3950                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3951                         bctl->stat.considered++;
3952                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3953                 }
3954
3955                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3956
3957                 btrfs_release_path(path);
3958                 if (!ret) {
3959                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3960                         goto loop;
3961                 }
3962
3963                 if (counting) {
3964                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3965                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3966                         bctl->stat.expected++;
3967                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3968
3969                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3970                                 count_data++;
3971                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3972                                 count_sys++;
3973                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3974                                 count_meta++;
3975
3976                         goto loop;
3977                 }
3978
3979                 /*
3980                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
3981                  * filter is used, limit_min is 0 by default
3982                  */
3983                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
3984                                         count_data < bctl->data.limit_min)
3985                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
3986                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
3987                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
3988                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
3989                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3990                         goto loop;
3991                 }
3992
3993                 if (!chunk_reserved) {
3994                         /*
3995                          * We may be relocating the only data chunk we have,
3996                          * which could potentially end up with losing data's
3997                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
3998                          * advance.
3999                          */
4000                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4001                                                          found_key.offset);
4002                         if (ret < 0) {
4003                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4004                                 goto error;
4005                         } else if (ret == 1) {
4006                                 chunk_reserved = 1;
4007                         }
4008                 }
4009
4010                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4011                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4012                 if (ret == -ENOSPC) {
4013                         enospc_errors++;
4014                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4015                         btrfs_info(fs_info,
4016            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4017                                    found_key.offset);
4018                         ret = 0;
4019                 } else if (ret) {
4020                         goto error;
4021                 } else {
4022                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4023                         bctl->stat.completed++;
4024                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4025                 }
4026 loop:
4027                 if (found_key.offset == 0)
4028                         break;
4029                 key.offset = found_key.offset - 1;
4030         }
4031
4032         if (counting) {
4033                 btrfs_release_path(path);
4034                 counting = false;
4035                 goto again;
4036         }
4037 error:
4038         btrfs_free_path(path);
4039         if (enospc_errors) {
4040                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4041                            enospc_errors);
4042                 if (!ret)
4043                         ret = -ENOSPC;
4044         }
4045
4046         return ret;
4047 }
4048
4049 /*
4050  * See if a given profile is valid and reduced.
4051  *
4052  * @flags:     profile to validate
4053  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4054  */
4055 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4056 {
4057         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4058                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4059
4060         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4061
4062         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4063         if (flags & ~mask)
4064                 return 0;
4065
4066         /* 2) see if profile is reduced */
4067         if (flags == 0)
4068                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4069
4070         return has_single_bit_set(flags);
4071 }
4072
4073 /*
4074  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4075  * Otherwise print the error message and return false.
4076  */
4077 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4078                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4079                 u64 allowed, const char *type)
4080 {
4081         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4082                 return true;
4083
4084         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4085         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4086             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4087                 return true;
4088
4089         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4090                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4091         return false;
4092 }
4093
4094 /*
4095  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4096  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4097  * does not fit into the provided buffer.
4098  */
4099 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4100                                  u32 size_buf)
4101 {
4102         int ret;
4103         u32 size_bp = size_buf;
4104         char *bp = buf;
4105         u64 flags = bargs->flags;
4106         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4107
4108         if (!flags)
4109                 return;
4110
4111 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4112         do {                                                            \
4113                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4114                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4115                         goto out_overflow;                              \
4116                 size_bp -= ret;                                         \
4117                 bp += ret;                                              \
4118         } while (0)
4119
4120 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4121         do {                                                            \
4122                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4123                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4124                         goto out_overflow;                              \
4125                 size_bp -= ret;                                         \
4126                 bp += ret;                                              \
4127         } while (0)
4128
4129 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4130         do {                                                            \
4131                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4132                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4133                         goto out_overflow;                              \
4134                 size_bp -= ret;                                         \
4135                 bp += ret;                                              \
4136         } while (0)
4137
4138         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4139                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4140                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4141
4142         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4143                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4144
4145         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4146                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4147                                             sizeof(tmp_buf));
4148                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4149         }
4150
4151         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4152                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4153
4154         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4155                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4156                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4157
4158         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4159                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4160
4161         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4162                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4163                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4164
4165         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4166                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4167                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4168
4169         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4170                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4171
4172         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4173                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4174                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4175
4176         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4177                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4178                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4179
4180 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4181 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4182 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4183
4184 out_overflow:
4185
4186         if (size_bp < size_buf)
4187                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4188         else
4189                 buf[0] = '\0';
4190 }
4191
4192 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4193 {
4194         u32 size_buf = 1024;
4195         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4196         char *buf;
4197         char *bp;
4198         u32 size_bp = size_buf;
4199         int ret;
4200         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4201
4202         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4203         if (!buf)
4204                 return;
4205
4206         bp = buf;
4207
4208 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4209         do {                                                            \
4210                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4211                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4212                         goto out_overflow;                              \
4213                 size_bp -= ret;                                         \
4214                 bp += ret;                                              \
4215         } while (0)
4216
4217         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4218                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4219
4220         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4221                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4222                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4223         }
4224
4225         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4226                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4227                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4228         }
4229
4230         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4231                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4232                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4233         }
4234
4235 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4236
4237 out_overflow:
4238
4239         if (size_bp < size_buf)
4240                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4241         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4242                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4243                    "resume" : "start", buf);
4244
4245         kfree(buf);
4246 }
4247
4248 /*
4249  * Should be called with balance mutexe held
4250  */
4251 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4252                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4253                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4254 {
4255         u64 meta_target, data_target;
4256         u64 allowed;
4257         int mixed = 0;
4258         int ret;
4259         u64 num_devices;
4260         unsigned seq;
4261         bool reducing_redundancy;
4262         bool paused = false;
4263         int i;
4264
4265         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4266             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4267             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4268                 ret = -EINVAL;
4269                 goto out;
4270         }
4271
4272         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4273         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4274                 mixed = 1;
4275
4276         /*
4277          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4278          * and identical options should be given for both of them.
4279          */
4280         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4281         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4282                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4283                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4284                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4285                         btrfs_err(fs_info,
4286           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4287                         ret = -EINVAL;
4288                         goto out;
4289                 }
4290         }
4291
4292         /*
4293          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4294          * are exclusive
4295          */
4296         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4297
4298         /*
4299          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4300          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4301          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4302          */
4303         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4304         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4305                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4306                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4307
4308         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4309             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4310             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4311                 ret = -EINVAL;
4312                 goto out;
4313         }
4314
4315         /*
4316          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4317          * profiles with redundancy (copies, parity)
4318          */
4319         allowed = 0;
4320         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4321                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4322                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4323                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4324         }
4325         do {
4326                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4327
4328                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4329                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4330                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4331                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4332                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4333                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4334                         reducing_redundancy = true;
4335                 else
4336                         reducing_redundancy = false;
4337
4338                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4339                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4340                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4341                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4342                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4343         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4344
4345         if (reducing_redundancy) {
4346                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4347                         btrfs_info(fs_info,
4348                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4349                 } else {
4350                         btrfs_err(fs_info,
4351         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4352                         ret = -EINVAL;
4353                         goto out;
4354                 }
4355         }
4356
4357         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4358                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4359                 btrfs_warn(fs_info,
4360         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4361                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4362                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4363         }
4364
4365         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4366         if (ret && ret != -EEXIST)
4367                 goto out;
4368
4369         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4370                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4371                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4372                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4373                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4374                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4375         } else {
4376                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4377                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4378                 update_balance_args(bctl);
4379                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4380         }
4381
4382         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4383         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4384         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4385         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4386
4387         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4388
4389         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4390         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4391                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4392                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4393                 paused = true;
4394         }
4395         /*
4396          * Balance can be canceled by:
4397          *
4398          * - Regular cancel request
4399          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4400          *
4401          * - Fatal signal to "btrfs" process
4402          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4403          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4404          *   got -ECANCELED.
4405          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4406          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4407          *
4408          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4409          */
4410         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4411                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4412         else
4413                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4414
4415         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4416
4417         if (bargs) {
4418                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4419                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4420         }
4421
4422         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4423         if (!paused) {
4424                 reset_balance_state(fs_info);
4425                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4426         }
4427
4428         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4429
4430         return ret;
4431 out:
4432         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4433                 reset_balance_state(fs_info);
4434         else
4435                 kfree(bctl);
4436         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4437
4438         return ret;
4439 }
4440
4441 static int balance_kthread(void *data)
4442 {
4443         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4444         int ret = 0;
4445
4446         sb_start_write(fs_info->sb);
4447         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4448         if (fs_info->balance_ctl)
4449                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4450         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4451         sb_end_write(fs_info->sb);
4452
4453         return ret;
4454 }
4455
4456 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4457 {
4458         struct task_struct *tsk;
4459
4460         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4461         if (!fs_info->balance_ctl) {
4462                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4463                 return 0;
4464         }
4465         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4466
4467         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4468                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4469                 return 0;
4470         }
4471
4472         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4473         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4474         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4475         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4476         /*
4477          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4478          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4479          * the resume flag.
4480          */
4481         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4482         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4483         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4484
4485         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4486         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4487 }
4488
4489 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4490 {
4491         struct btrfs_balance_control *bctl;
4492         struct btrfs_balance_item *item;
4493         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4494         struct btrfs_path *path;
4495         struct extent_buffer *leaf;
4496         struct btrfs_key key;
4497         int ret;
4498
4499         path = btrfs_alloc_path();
4500         if (!path)
4501                 return -ENOMEM;
4502
4503         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4504         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4505         key.offset = 0;
4506
4507         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4508         if (ret < 0)
4509                 goto out;
4510         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4511                 ret = 0;
4512                 goto out;
4513         }
4514
4515         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4516         if (!bctl) {
4517                 ret = -ENOMEM;
4518                 goto out;
4519         }
4520
4521         leaf = path->nodes[0];
4522         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4523
4524         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4525         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4526
4527         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4528         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4529         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4530         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4531         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4532         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4533
4534         /*
4535          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4536          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4537          *
4538          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4539          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4540          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4541          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4542          * set up.
4543          */
4544         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4545                 btrfs_warn(fs_info,
4546         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4547
4548         btrfs_release_path(path);
4549
4550         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4551         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4552         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4553         fs_info->balance_ctl = bctl;
4554         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4555         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4556 out:
4557         btrfs_free_path(path);
4558         return ret;
4559 }
4560
4561 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4562 {
4563         int ret = 0;
4564
4565         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4566         if (!fs_info->balance_ctl) {
4567                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4568                 return -ENOTCONN;
4569         }
4570
4571         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4572                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4573                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4574
4575                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4576                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4577
4578                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4579                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4580                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4581                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4582         } else {
4583                 ret = -ENOTCONN;
4584         }
4585
4586         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4587         return ret;
4588 }
4589
4590 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4591 {
4592         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4593         if (!fs_info->balance_ctl) {
4594                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4595                 return -ENOTCONN;
4596         }
4597
4598         /*
4599          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4600          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4601          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4602          */
4603         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4604                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4605                 return -EROFS;
4606         }
4607
4608         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4609         /*
4610          * if we are running just wait and return, balance item is
4611          * deleted in btrfs_balance in this case
4612          */
4613         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4614                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4615                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4616                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4617                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4618         } else {
4619                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4620                 /*
4621                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4622                  * reexamine the status again.
4623                  */
4624                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4625
4626                 if (fs_info->balance_ctl) {
4627                         reset_balance_state(fs_info);
4628                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4629                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4630                 }
4631         }
4632
4633         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4634         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4635         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4636         return 0;
4637 }
4638
4639 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4640 {
4641         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4642         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4643         struct btrfs_key key;
4644         struct btrfs_path *path = NULL;
4645         int ret = 0;
4646         struct extent_buffer *eb;
4647         int slot;
4648         struct btrfs_root_item root_item;
4649         u32 item_size;
4650         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4651         bool closing = false;
4652
4653         path = btrfs_alloc_path();
4654         if (!path) {
4655                 ret = -ENOMEM;
4656                 goto out;
4657         }
4658
4659         key.objectid = 0;
4660         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4661         key.offset = 0;
4662
4663         while (1) {
4664                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4665                         closing = true;
4666                         break;
4667                 }
4668                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4669                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4670                 if (ret) {
4671                         if (ret > 0)
4672                                 ret = 0;
4673                         break;
4674                 }
4675
4676                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4677                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4678                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4679                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4680                         goto skip;
4681
4682                 eb = path->nodes[0];
4683                 slot = path->slots[0];
4684                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4685                 if (item_size < sizeof(root_item))
4686                         goto skip;
4687
4688                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4689                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4690                                    (int)sizeof(root_item));
4691                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4692                         goto skip;
4693
4694                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4695                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4696                         if (trans)
4697                                 goto update_tree;
4698
4699                         btrfs_release_path(path);
4700                         /*
4701                          * 1 - subvol uuid item
4702                          * 1 - received_subvol uuid item
4703                          */
4704                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4705                         if (IS_ERR(trans)) {
4706                                 ret = PTR_ERR(trans);
4707                                 break;
4708                         }
4709                         continue;
4710                 } else {
4711                         goto skip;
4712                 }
4713 update_tree:
4714                 btrfs_release_path(path);
4715                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4716                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4717                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4718                                                   key.objectid);
4719                         if (ret < 0) {
4720                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4721                                         ret);
4722                                 break;
4723                         }
4724                 }
4725
4726                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4727                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4728                                                   root_item.received_uuid,
4729                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4730                                                   key.objectid);
4731                         if (ret < 0) {
4732                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4733                                         ret);
4734                                 break;
4735                         }
4736                 }
4737
4738 skip:
4739                 btrfs_release_path(path);
4740                 if (trans) {
4741                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4742                         trans = NULL;
4743                         if (ret)
4744                                 break;
4745                 }
4746
4747                 if (key.offset < (u64)-1) {
4748                         key.offset++;
4749                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4750                         key.offset = 0;
4751                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4752                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4753                         key.offset = 0;
4754                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4755                         key.objectid++;
4756                 } else {
4757                         break;
4758                 }
4759                 cond_resched();
4760         }
4761
4762 out:
4763         btrfs_free_path(path);
4764         if (trans && !IS_ERR(trans))
4765                 btrfs_end_transaction(trans);
4766         if (ret)
4767                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4768         else if (!closing)
4769                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4770         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4771         return 0;
4772 }
4773
4774 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4775 {
4776         struct btrfs_trans_handle *trans;
4777         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4778         struct btrfs_root *uuid_root;
4779         struct task_struct *task;
4780         int ret;
4781
4782         /*
4783          * 1 - root node
4784          * 1 - root item
4785          */
4786         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4787         if (IS_ERR(trans))
4788                 return PTR_ERR(trans);
4789
4790         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4791         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4792                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4793                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4794                 btrfs_end_transaction(trans);
4795                 return ret;
4796         }
4797
4798         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4799
4800         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4801         if (ret)
4802                 return ret;
4803
4804         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4805         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4806         if (IS_ERR(task)) {
4807                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4808                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4809                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4810                 return PTR_ERR(task);
4811         }
4812
4813         return 0;
4814 }
4815
4816 /*
4817  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4818  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4819  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4820  */
4821 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4822 {
4823         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4824         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4825         struct btrfs_trans_handle *trans;
4826         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4827         struct btrfs_path *path;
4828         u64 length;
4829         u64 chunk_offset;
4830         int ret;
4831         int slot;
4832         int failed = 0;
4833         bool retried = false;
4834         struct extent_buffer *l;
4835         struct btrfs_key key;
4836         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4837         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4838         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4839         u64 diff;
4840         u64 start;
4841
4842         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4843         start = new_size;
4844         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4845
4846         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4847                 return -EINVAL;
4848
4849         path = btrfs_alloc_path();
4850         if (!path)
4851                 return -ENOMEM;
4852
4853         path->reada = READA_BACK;
4854
4855         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4856         if (IS_ERR(trans)) {
4857                 btrfs_free_path(path);
4858                 return PTR_ERR(trans);
4859         }
4860
4861         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4862
4863         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4864         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4865                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4866                 atomic64_sub(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4867         }
4868
4869         /*
4870          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4871          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4872          * and relocates them accordingly.
4873          */
4874         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4875                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4876                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4877                 if (ret)
4878                         goto done;
4879         } else {
4880                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4881                 btrfs_end_transaction(trans);
4882         }
4883
4884 again:
4885         key.objectid = device->devid;
4886         key.offset = (u64)-1;
4887         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4888
4889         do {
4890                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4891                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4892                 if (ret < 0) {
4893                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4894                         goto done;
4895                 }
4896
4897                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4898                 if (ret) {
4899                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4900                         if (ret < 0)
4901                                 goto done;
4902                         ret = 0;
4903                         btrfs_release_path(path);
4904                         break;
4905                 }
4906
4907                 l = path->nodes[0];
4908                 slot = path->slots[0];
4909                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4910
4911                 if (key.objectid != device->devid) {
4912                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4913                         btrfs_release_path(path);
4914                         break;
4915                 }
4916
4917                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4918                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4919
4920                 if (key.offset + length <= new_size) {
4921                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4922                         btrfs_release_path(path);
4923                         break;
4924                 }
4925
4926                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4927                 btrfs_release_path(path);
4928
4929                 /*
4930                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4931                  * which could potentially end up with losing data's
4932                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4933                  * advance.
4934                  */
4935                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4936                 if (ret < 0) {
4937                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4938                         goto done;
4939                 }
4940
4941                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4942                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4943                 if (ret == -ENOSPC) {
4944                         failed++;
4945                 } else if (ret) {
4946                         if (ret == -ETXTBSY) {
4947                                 btrfs_warn(fs_info,
4948                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
4949                                            chunk_offset);
4950                         }
4951                         goto done;
4952                 }
4953         } while (key.offset-- > 0);
4954
4955         if (failed && !retried) {
4956                 failed = 0;
4957                 retried = true;
4958                 goto again;
4959         } else if (failed && retried) {
4960                 ret = -ENOSPC;
4961                 goto done;
4962         }
4963
4964         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
4965         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4966         if (IS_ERR(trans)) {
4967                 ret = PTR_ERR(trans);
4968                 goto done;
4969         }
4970
4971         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4972         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
4973         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
4974                           CHUNK_STATE_MASK);
4975
4976         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
4977         if (list_empty(&device->post_commit_list))
4978                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
4979                               &trans->transaction->dev_update_list);
4980
4981         WARN_ON(diff > old_total);
4982         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
4983                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
4984         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4985
4986         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
4987         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
4988         ret = btrfs_update_device(trans, device);
4989         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
4990         if (ret < 0) {
4991                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4992                 btrfs_end_transaction(trans);
4993         } else {
4994                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4995         }
4996 done:
4997         btrfs_free_path(path);
4998         if (ret) {
4999                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5000                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5001                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
5002                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5003                 atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
5004                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5005         }
5006         return ret;
5007 }
5008
5009 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5010                            struct btrfs_key *key,
5011                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5012 {
5013         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5014         struct btrfs_disk_key disk_key;
5015         u32 array_size;
5016         u8 *ptr;
5017
5018         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5019
5020         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5021         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5022                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5023                 return -EFBIG;
5024
5025         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5026         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5027         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5028         ptr += sizeof(disk_key);
5029         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5030         item_size += sizeof(disk_key);
5031         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5032
5033         return 0;
5034 }
5035
5036 /*
5037  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5038  */
5039 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5040 {
5041         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5042         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5043
5044         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5045                 return -1;
5046         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5047                 return 1;
5048         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5049                 return -1;
5050         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5051                 return 1;
5052         return 0;
5053 }
5054
5055 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5056 {
5057         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5058                 return;
5059
5060         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5061 }
5062
5063 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5064 {
5065         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5066                 return;
5067
5068         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5069 }
5070
5071 /*
5072  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5073  * Wraps needed parameters.
5074  */
5075 struct alloc_chunk_ctl {
5076         u64 start;
5077         u64 type;
5078         /* Total number of stripes to allocate */
5079         int num_stripes;
5080         /* sub_stripes info for map */
5081         int sub_stripes;
5082         /* Stripes per device */
5083         int dev_stripes;
5084         /* Maximum number of devices to use */
5085         int devs_max;
5086         /* Minimum number of devices to use */
5087         int devs_min;
5088         /* ndevs has to be a multiple of this */
5089         int devs_increment;
5090         /* Number of copies */
5091         int ncopies;
5092         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5093         int nparity;
5094         u64 max_stripe_size;
5095         u64 max_chunk_size;
5096         u64 dev_extent_min;
5097         u64 stripe_size;
5098         u64 chunk_size;
5099         int ndevs;
5100 };
5101
5102 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5103                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5104                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5105 {
5106         struct btrfs_space_info *space_info;
5107
5108         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5109         ASSERT(space_info);
5110
5111         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5112         ctl->max_stripe_size = ctl->max_chunk_size;
5113
5114         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5115                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5116
5117         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5118         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5119                                   ctl->max_chunk_size);
5120         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5121 }
5122
5123 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5124                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5125                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5126 {
5127         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5128         u64 limit;
5129         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5130         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5131         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5132         u64 type = ctl->type;
5133
5134         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5135         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5136                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5137                                                  zone_size);
5138         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5139                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5140         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5141                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5142                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5143                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5144         } else {
5145                 BUG();
5146         }
5147
5148         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5149         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5150                                zone_size),
5151                     min_chunk_size);
5152         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5153         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5154 }
5155
5156 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5157                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5158 {
5159         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5160
5161         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5162         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5163         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5164         if (!ctl->devs_max)
5165                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5166         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5167         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5168         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5169         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5170         ctl->ndevs = 0;
5171
5172         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5173         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5174                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5175                 break;
5176         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5177                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5178                 break;
5179         default:
5180                 BUG();
5181         }
5182 }
5183
5184 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5185                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5186                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5187 {
5188         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5189         struct btrfs_device *device;
5190         u64 total_avail;
5191         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5192         int ret;
5193         int ndevs = 0;
5194         u64 max_avail;
5195         u64 dev_offset;
5196
5197         /*
5198          * in the first pass through the devices list, we gather information
5199          * about the available holes on each device.
5200          */
5201         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5202                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5203                         WARN(1, KERN_ERR
5204                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5205                         continue;
5206                 }
5207
5208                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5209                                         &device->dev_state) ||
5210                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5211                         continue;
5212
5213                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5214                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5215                 else
5216                         total_avail = 0;
5217
5218                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5219                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5220                         continue;
5221
5222                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5223                                            &max_avail);
5224                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5225                         return ret;
5226
5227                 if (ret == 0)
5228                         max_avail = dev_extent_want;
5229
5230                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5231                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5232                                 btrfs_debug(info,
5233                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5234                                             __func__, device->devid, max_avail,
5235                                             ctl->dev_extent_min);
5236                         continue;
5237                 }
5238
5239                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5240                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5241                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5242                         break;
5243                 }
5244                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5245                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5246                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5247                 devices_info[ndevs].dev = device;
5248                 ++ndevs;
5249         }
5250         ctl->ndevs = ndevs;
5251
5252         /*
5253          * now sort the devices by hole size / available space
5254          */
5255         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5256              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5257
5258         return 0;
5259 }
5260
5261 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5262                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5263 {
5264         /* Number of stripes that count for block group size */
5265         int data_stripes;
5266
5267         /*
5268          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5269          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5270          *
5271          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5272          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5273          */
5274         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5275                                    ctl->dev_stripes);
5276         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5277
5278         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5279         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5280
5281         /*
5282          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5283          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5284          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5285          * reduce stripe_size.
5286          */
5287         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5288                 /*
5289                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5290                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5291                  * previous value we had already.
5292                  */
5293                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5294                                                         data_stripes), SZ_16M),
5295                                        ctl->stripe_size);
5296         }
5297
5298         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5299         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5300
5301         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5302         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5303         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5304
5305         return 0;
5306 }
5307
5308 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5309                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5310 {
5311         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5312         /* Number of stripes that count for block group size */
5313         int data_stripes;
5314
5315         /*
5316          * It should hold because:
5317          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5318          */
5319         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5320
5321         ctl->stripe_size = zone_size;
5322         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5323         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5324
5325         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5326         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5327                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5328                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5329                                      ctl->dev_stripes);
5330                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5331                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5332                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5333         }
5334
5335         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5336
5337         return 0;
5338 }
5339
5340 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5341                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5342                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5343 {
5344         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5345
5346         /*
5347          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5348          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5349          * rounddown is safe.
5350          */
5351         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5352
5353         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5354                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5355                         btrfs_debug(info,
5356         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5357                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5358                 }
5359                 return -ENOSPC;
5360         }
5361
5362         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5363
5364         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5365         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5366                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5367         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5368                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5369         default:
5370                 BUG();
5371         }
5372 }
5373
5374 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5375                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5376                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5377 {
5378         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5379         struct map_lookup *map = NULL;
5380         struct extent_map_tree *em_tree;
5381         struct btrfs_block_group *block_group;
5382         struct extent_map *em;
5383         u64 start = ctl->start;
5384         u64 type = ctl->type;
5385         int ret;
5386         int i;
5387         int j;
5388
5389         map = kmalloc(map_lookup_size(ctl->num_stripes), GFP_NOFS);
5390         if (!map)
5391                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5392         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5393
5394         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5395                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5396                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5397                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5398                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5399                                                    j * ctl->stripe_size;
5400                 }
5401         }
5402         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5403         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5404         map->type = type;
5405         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5406
5407         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5408
5409         em = alloc_extent_map();
5410         if (!em) {
5411                 kfree(map);
5412                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5413         }
5414         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
5415         em->map_lookup = map;
5416         em->start = start;
5417         em->len = ctl->chunk_size;
5418         em->block_start = 0;
5419         em->block_len = em->len;
5420         em->orig_block_len = ctl->stripe_size;
5421
5422         em_tree = &info->mapping_tree;
5423         write_lock(&em_tree->lock);
5424         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
5425         if (ret) {
5426                 write_unlock(&em_tree->lock);
5427                 free_extent_map(em);
5428                 return ERR_PTR(ret);
5429         }
5430         write_unlock(&em_tree->lock);
5431
5432         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5433         if (IS_ERR(block_group))
5434                 goto error_del_extent;
5435
5436         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5437                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5438
5439                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5440                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5441                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5442                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5443                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5444         }
5445
5446         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5447                      &info->free_chunk_space);
5448
5449         free_extent_map(em);
5450         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5451         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5452
5453         return block_group;
5454
5455 error_del_extent:
5456         write_lock(&em_tree->lock);
5457         remove_extent_mapping(em_tree, em);
5458         write_unlock(&em_tree->lock);
5459
5460         /* One for our allocation */
5461         free_extent_map(em);
5462         /* One for the tree reference */
5463         free_extent_map(em);
5464
5465         return block_group;
5466 }
5467
5468 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5469                                             u64 type)
5470 {
5471         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5472         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5473         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5474         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5475         struct btrfs_block_group *block_group;
5476         int ret;
5477
5478         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5479
5480         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5481                 ASSERT(0);
5482                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5483         }
5484
5485         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5486                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5487                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5488                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5489         }
5490
5491         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5492                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5493                 ASSERT(0);
5494                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5495         }
5496
5497         ctl.start = find_next_chunk(info);
5498         ctl.type = type;
5499         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5500
5501         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5502                                GFP_NOFS);
5503         if (!devices_info)
5504                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5505
5506         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5507         if (ret < 0) {
5508                 block_group = ERR_PTR(ret);
5509                 goto out;
5510         }
5511
5512         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5513         if (ret < 0) {
5514                 block_group = ERR_PTR(ret);
5515                 goto out;
5516         }
5517
5518         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5519
5520 out:
5521         kfree(devices_info);
5522         return block_group;
5523 }
5524
5525 /*
5526  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5527  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5528  * chunks.
5529  *
5530  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5531  * phases.
5532  */
5533 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5534                                      struct btrfs_block_group *bg)
5535 {
5536         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5537         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5538         struct btrfs_key key;
5539         struct btrfs_chunk *chunk;
5540         struct btrfs_stripe *stripe;
5541         struct extent_map *em;
5542         struct map_lookup *map;
5543         size_t item_size;
5544         int i;
5545         int ret;
5546
5547         /*
5548          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5549          *
5550          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5551          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5552          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5553          *    details;
5554          *
5555          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5556          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5557          *    because the device object's id can change at any time during that
5558          *    final phase of the device replace operation
5559          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5560          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5561          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5562          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5563          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5564          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5565          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5566          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5567          *    concurrent device replace.
5568          */
5569         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5570
5571         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5572         if (IS_ERR(em)) {
5573                 ret = PTR_ERR(em);
5574                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5575                 return ret;
5576         }
5577
5578         map = em->map_lookup;
5579         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5580
5581         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5582         if (!chunk) {
5583                 ret = -ENOMEM;
5584                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5585                 goto out;
5586         }
5587
5588         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5589                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5590
5591                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5592                 if (ret)
5593                         goto out;
5594         }
5595
5596         stripe = &chunk->stripe;
5597         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5598                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5599                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5600
5601                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5602                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5603                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5604                 stripe++;
5605         }
5606
5607         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5608         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5609         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5610         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5611         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5612         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5613         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5614         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5615         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5616
5617         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5618         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5619         key.offset = bg->start;
5620
5621         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5622         if (ret)
5623                 goto out;
5624
5625         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5626
5627         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5628                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5629                 if (ret)
5630                         goto out;
5631         }
5632
5633 out:
5634         kfree(chunk);
5635         free_extent_map(em);
5636         return ret;
5637 }
5638
5639 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5640 {
5641         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5642         u64 alloc_profile;
5643         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5644         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5645
5646         /*
5647          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5648          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5649          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5650          * we must first:
5651          *
5652          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5653          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5654          *    seed device are read-only;
5655          *
5656          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5657          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5658          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5659          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5660          *
5661          * After that we can add the block group items to their btrees:
5662          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5663          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5664          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5665          */
5666
5667         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5668         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5669         if (IS_ERR(meta_bg))
5670                 return PTR_ERR(meta_bg);
5671
5672         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5673         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5674         if (IS_ERR(sys_bg))
5675                 return PTR_ERR(sys_bg);
5676
5677         return 0;
5678 }
5679
5680 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct map_lookup *map)
5681 {
5682         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5683
5684         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5685 }
5686
5687 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5688 {
5689         struct extent_map *em;
5690         struct map_lookup *map;
5691         int miss_ndevs = 0;
5692         int i;
5693         bool ret = true;
5694
5695         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5696         if (IS_ERR(em))
5697                 return false;
5698
5699         map = em->map_lookup;
5700         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5701                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5702                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5703                         miss_ndevs++;
5704                         continue;
5705                 }
5706                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5707                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5708                         ret = false;
5709                         goto end;
5710                 }
5711         }
5712
5713         /*
5714          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5715          * not write the data into that chunk successfully.
5716          */
5717         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5718                 ret = false;
5719 end:
5720         free_extent_map(em);
5721         return ret;
5722 }
5723
5724 void btrfs_mapping_tree_free(struct extent_map_tree *tree)
5725 {
5726         struct extent_map *em;
5727
5728         while (1) {
5729                 write_lock(&tree->lock);
5730                 em = lookup_extent_mapping(tree, 0, (u64)-1);
5731                 if (em)
5732                         remove_extent_mapping(tree, em);
5733                 write_unlock(&tree->lock);
5734                 if (!em)
5735                         break;
5736                 /* once for us */
5737                 free_extent_map(em);
5738                 /* once for the tree */
5739                 free_extent_map(em);
5740         }
5741 }
5742
5743 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5744 {
5745         struct extent_map *em;
5746         struct map_lookup *map;
5747         enum btrfs_raid_types index;
5748         int ret = 1;
5749
5750         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5751         if (IS_ERR(em))
5752                 /*
5753                  * We could return errors for these cases, but that could get
5754                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5755                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5756                  * to use other copies.
5757                  */
5758                 return 1;
5759
5760         map = em->map_lookup;
5761         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5762
5763         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5764         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5765                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5766         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5767                 ret = 2;
5768         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5769                 /*
5770                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5771                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5772                  *
5773                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5774                  * stripe under reconstruction.
5775                  */
5776                 ret = map->num_stripes;
5777         free_extent_map(em);
5778         return ret;
5779 }
5780
5781 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5782                                     u64 logical)
5783 {
5784         struct extent_map *em;
5785         struct map_lookup *map;
5786         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5787
5788         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5789                 return len;
5790
5791         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5792
5793         if (!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5794                 map = em->map_lookup;
5795                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5796                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
5797                 free_extent_map(em);
5798         }
5799         return len;
5800 }
5801
5802 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5803 {
5804         struct extent_map *em;
5805         struct map_lookup *map;
5806         int ret = 0;
5807
5808         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5809                 return 0;
5810
5811         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5812
5813         if(!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5814                 map = em->map_lookup;
5815                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5816                         ret = 1;
5817                 free_extent_map(em);
5818         }
5819         return ret;
5820 }
5821
5822 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5823                             struct map_lookup *map, int first,
5824                             int dev_replace_is_ongoing)
5825 {
5826         int i;
5827         int num_stripes;
5828         int preferred_mirror;
5829         int tolerance;
5830         struct btrfs_device *srcdev;
5831
5832         ASSERT((map->type &
5833                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5834
5835         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5836                 num_stripes = map->sub_stripes;
5837         else
5838                 num_stripes = map->num_stripes;
5839
5840         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5841         default:
5842                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5843                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5844                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5845                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5846                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5847                 fallthrough;
5848         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5849                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5850                 break;
5851         }
5852
5853         if (dev_replace_is_ongoing &&
5854             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5855              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5856                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5857         else
5858                 srcdev = NULL;
5859
5860         /*
5861          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5862          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5863          * mirror is available
5864          */
5865         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5866                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5867                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5868                         return preferred_mirror;
5869                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5870                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5871                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5872                                 return i;
5873                 }
5874         }
5875
5876         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5877          * and the io error handling code will clean up eventually
5878          */
5879         return preferred_mirror;
5880 }
5881
5882 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5883                                                        u16 total_stripes)
5884 {
5885         struct btrfs_io_context *bioc;
5886
5887         bioc = kzalloc(
5888                  /* The size of btrfs_io_context */
5889                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
5890                 /* Plus the variable array for the stripes */
5891                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
5892                 GFP_NOFS);
5893
5894         if (!bioc)
5895                 return NULL;
5896
5897         refcount_set(&bioc->refs, 1);
5898
5899         bioc->fs_info = fs_info;
5900         bioc->replace_stripe_src = -1;
5901         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
5902
5903         return bioc;
5904 }
5905
5906 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5907 {
5908         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
5909         refcount_inc(&bioc->refs);
5910 }
5911
5912 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5913 {
5914         if (!bioc)
5915                 return;
5916         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
5917                 kfree(bioc);
5918 }
5919
5920 /*
5921  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
5922  * replace.
5923  */
5924 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5925                                                u64 logical, u64 *length_ret,
5926                                                u32 *num_stripes)
5927 {
5928         struct extent_map *em;
5929         struct map_lookup *map;
5930         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
5931         u64 length = *length_ret;
5932         u64 offset;
5933         u32 stripe_nr;
5934         u32 stripe_nr_end;
5935         u32 stripe_cnt;
5936         u64 stripe_end_offset;
5937         u64 stripe_offset;
5938         u32 stripe_index;
5939         u32 factor = 0;
5940         u32 sub_stripes = 0;
5941         u32 stripes_per_dev = 0;
5942         u32 remaining_stripes = 0;
5943         u32 last_stripe = 0;
5944         int ret;
5945         int i;
5946
5947         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
5948         if (IS_ERR(em))
5949                 return ERR_CAST(em);
5950
5951         map = em->map_lookup;
5952
5953         /* we don't discard raid56 yet */
5954         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
5955                 ret = -EOPNOTSUPP;
5956                 goto out_free_map;
5957         }
5958
5959         offset = logical - em->start;
5960         length = min_t(u64, em->start + em->len - logical, length);
5961         *length_ret = length;
5962
5963         /*
5964          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
5965          * to get to this block
5966          */
5967         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5968
5969         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
5970         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
5971
5972         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
5973                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5974         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
5975         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
5976                             (offset + length);
5977         /*
5978          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
5979          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
5980          * the number of our device in the stripe array
5981          */
5982         *num_stripes = 1;
5983         stripe_index = 0;
5984         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
5985                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
5986                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
5987                         sub_stripes = 1;
5988                 else
5989                         sub_stripes = map->sub_stripes;
5990
5991                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
5992                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
5993                                     sub_stripes * stripe_cnt);
5994                 stripe_index = stripe_nr % factor;
5995                 stripe_nr /= factor;
5996                 stripe_index *= sub_stripes;
5997
5998                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
5999                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6000                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6001         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6002                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6003                 *num_stripes = map->num_stripes;
6004         } else {
6005                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6006                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6007         }
6008
6009         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6010         if (!stripes) {
6011                 ret = -ENOMEM;
6012                 goto out_free_map;
6013         }
6014
6015         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6016                 stripes[i].physical =
6017                         map->stripes[stripe_index].physical +
6018                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6019                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6020
6021                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6022                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6023                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6024
6025                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6026                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6027
6028                         /*
6029                          * Special for the first stripe and
6030                          * the last stripe:
6031                          *
6032                          * |-------|...|-------|
6033                          *     |----------|
6034                          *    off     end_off
6035                          */
6036                         if (i < sub_stripes)
6037                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6038
6039                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6040                             stripe_index <= (last_stripe +
6041                                              sub_stripes - 1))
6042                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6043
6044                         if (i == sub_stripes - 1)
6045                                 stripe_offset = 0;
6046                 } else {
6047                         stripes[i].length = length;
6048                 }
6049
6050                 stripe_index++;
6051                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6052                         stripe_index = 0;
6053                         stripe_nr++;
6054                 }
6055         }
6056
6057         free_extent_map(em);
6058         return stripes;
6059 out_free_map:
6060         free_extent_map(em);
6061         return ERR_PTR(ret);
6062 }
6063
6064 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6065 {
6066         struct btrfs_block_group *cache;
6067         bool ret;
6068
6069         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6070         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6071                 return false;
6072
6073         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6074
6075         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6076
6077         btrfs_put_block_group(cache);
6078         return ret;
6079 }
6080
6081 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6082                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6083                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6084                                       u64 logical,
6085                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6086 {
6087         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6088         /*
6089          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6090          * excluding the duplicated stripes.
6091          */
6092         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6093         int nr_extra_stripes = 0;
6094         int max_errors = *max_errors_ret;
6095         int i;
6096
6097         /*
6098          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6099          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6100          */
6101         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6102                 return;
6103
6104         /*
6105          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6106          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6107          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6108          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6109          * to the new disk as well.
6110          *
6111          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6112          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6113          */
6114         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6115                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6116                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6117
6118                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6119                         continue;
6120
6121                 new->physical = old->physical;
6122                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6123                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6124                         bioc->replace_stripe_src = i;
6125                 nr_extra_stripes++;
6126         }
6127
6128         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6129         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6130         /*
6131          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6132          * replace.
6133          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6134          */
6135         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6136                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6137                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6138
6139                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6140                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6141
6142                 /*
6143                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6144                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6145                  */
6146                 if (first->physical > second->physical) {
6147                         swap(second->physical, first->physical);
6148                         swap(second->dev, first->dev);
6149                         nr_extra_stripes--;
6150                 }
6151         }
6152
6153         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6154         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6155         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6156 }
6157
6158 static u64 btrfs_max_io_len(struct map_lookup *map, enum btrfs_map_op op,
6159                             u64 offset, u32 *stripe_nr, u64 *stripe_offset,
6160                             u64 *full_stripe_start)
6161 {
6162         /*
6163          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6164          * the offset of this block in its stripe.
6165          */
6166         *stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6167         *stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6168         ASSERT(*stripe_offset < U32_MAX);
6169
6170         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6171                 unsigned long full_stripe_len =
6172                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6173
6174                 /*
6175                  * For full stripe start, we use previously calculated
6176                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6177                  * STRIPE_LEN.
6178                  *
6179                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6180                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6181                  * not ensured to be power of 2.
6182                  */
6183                 *full_stripe_start =
6184                         btrfs_stripe_nr_to_offset(
6185                                 rounddown(*stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6186
6187                 ASSERT(*full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6188                 ASSERT(*full_stripe_start <= offset);
6189                 /*
6190                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6191                  * no straddling of stripe sets.
6192                  */
6193                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6194                         return full_stripe_len - (offset - *full_stripe_start);
6195         }
6196
6197         /*
6198          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6199          * a single disk).
6200          */
6201         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6202                 return BTRFS_STRIPE_LEN - *stripe_offset;
6203         return U64_MAX;
6204 }
6205
6206 static void set_io_stripe(struct btrfs_io_stripe *dst, const struct map_lookup *map,
6207                           u32 stripe_index, u64 stripe_offset, u32 stripe_nr)
6208 {
6209         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6210         dst->physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6211                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6212 }
6213
6214 /*
6215  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6216  *
6217  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6218  *                      One logical range can be split into different segments
6219  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6220  *                      boundaries.
6221  *
6222  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6223  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6224  *                      recorded inside.
6225  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6226  *
6227  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6228  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6229  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6230  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6231  *                      updated.
6232  *
6233  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6234  *                      value is 0.
6235  *
6236  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6237  *
6238  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6239  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6240  *                      copy).
6241  *
6242  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6243  *                      the remaining data stripes.
6244  *
6245  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6246  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6247  *                      stripes..
6248  *
6249  * @need_raid_map:      (Used only for integrity checker) whether the map wants
6250  *                      a full stripe map (including all data and P/Q stripes)
6251  *                      for RAID56. Should always be 1 except integrity checker.
6252  */
6253 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6254                     u64 logical, u64 *length,
6255                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6256                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret,
6257                     int need_raid_map)
6258 {
6259         struct extent_map *em;
6260         struct map_lookup *map;
6261         u64 map_offset;
6262         u64 stripe_offset;
6263         u32 stripe_nr;
6264         u32 stripe_index;
6265         int data_stripes;
6266         int i;
6267         int ret = 0;
6268         int mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6269         int num_stripes;
6270         int num_copies;
6271         int max_errors = 0;
6272         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6273         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6274         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6275         u16 num_alloc_stripes;
6276         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6277         u64 max_len;
6278
6279         ASSERT(bioc_ret);
6280
6281         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6282         if (mirror_num > num_copies)
6283                 return -EINVAL;
6284
6285         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6286         if (IS_ERR(em))
6287                 return PTR_ERR(em);
6288
6289         map = em->map_lookup;
6290         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6291
6292         map_offset = logical - em->start;
6293         max_len = btrfs_max_io_len(map, op, map_offset, &stripe_nr,
6294                                    &stripe_offset, &raid56_full_stripe_start);
6295         *length = min_t(u64, em->len - map_offset, max_len);
6296
6297         down_read(&dev_replace->rwsem);
6298         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6299         /*
6300          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6301          * requested at commit time but must wait.
6302          */
6303         if (!dev_replace_is_ongoing)
6304                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6305
6306         num_stripes = 1;
6307         stripe_index = 0;
6308         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6309                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6310                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6311                 if (op == BTRFS_MAP_READ)
6312                         mirror_num = 1;
6313         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6314                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6315                         num_stripes = map->num_stripes;
6316                 } else if (mirror_num) {
6317                         stripe_index = mirror_num - 1;
6318                 } else {
6319                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6320                                             dev_replace_is_ongoing);
6321                         mirror_num = stripe_index + 1;
6322                 }
6323
6324         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6325                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6326                         num_stripes = map->num_stripes;
6327                 } else if (mirror_num) {
6328                         stripe_index = mirror_num - 1;
6329                 } else {
6330                         mirror_num = 1;
6331                 }
6332
6333         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6334                 u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6335
6336                 stripe_index = (stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6337                 stripe_nr /= factor;
6338
6339                 if (op != BTRFS_MAP_READ)
6340                         num_stripes = map->sub_stripes;
6341                 else if (mirror_num)
6342                         stripe_index += mirror_num - 1;
6343                 else {
6344                         int old_stripe_index = stripe_index;
6345                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6346                                               stripe_index,
6347                                               dev_replace_is_ongoing);
6348                         mirror_num = stripe_index - old_stripe_index + 1;
6349                 }
6350
6351         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6352                 if (need_raid_map && (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1)) {
6353                         /*
6354                          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe
6355                          * For those cases needing a full stripe, @stripe_nr
6356                          * is the full stripe number.
6357                          *
6358                          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len,
6359                          * but that can be expensive.  Here we just divide
6360                          * @stripe_nr with @data_stripes.
6361                          */
6362                         stripe_nr /= data_stripes;
6363
6364                         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6365                         num_stripes = map->num_stripes;
6366                         max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6367
6368                         /* Return the length to the full stripe end */
6369                         *length = min(logical + *length,
6370                                       raid56_full_stripe_start + em->start +
6371                                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6372                                   logical;
6373                         stripe_index = 0;
6374                         stripe_offset = 0;
6375                 } else {
6376                         /*
6377                          * Mirror #0 or #1 means the original data block.
6378                          * Mirror #2 is RAID5 parity block.
6379                          * Mirror #3 is RAID6 Q block.
6380                          */
6381                         stripe_index = stripe_nr % data_stripes;
6382                         stripe_nr /= data_stripes;
6383                         if (mirror_num > 1)
6384                                 stripe_index = data_stripes + mirror_num - 2;
6385
6386                         /* We distribute the parity blocks across stripes */
6387                         stripe_index = (stripe_nr + stripe_index) % map->num_stripes;
6388                         if (op == BTRFS_MAP_READ && mirror_num <= 1)
6389                                 mirror_num = 1;
6390                 }
6391         } else {
6392                 /*
6393                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6394                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6395                  * the number of our device in the stripe array
6396                  */
6397                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6398                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6399                 mirror_num = stripe_index + 1;
6400         }
6401         if (stripe_index >= map->num_stripes) {
6402                 btrfs_crit(fs_info,
6403                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6404                            stripe_index, map->num_stripes);
6405                 ret = -EINVAL;
6406                 goto out;
6407         }
6408
6409         num_alloc_stripes = num_stripes;
6410         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6411             op != BTRFS_MAP_READ)
6412                 /*
6413                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6414                  * duplicated stripes.
6415                  *
6416                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6417                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6418                  */
6419                 num_alloc_stripes += 2;
6420
6421         /*
6422          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6423          * physical block information on the stack instead of allocating an
6424          * I/O context structure.
6425          */
6426         if (smap && num_alloc_stripes == 1 &&
6427             !((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)) {
6428                 set_io_stripe(smap, map, stripe_index, stripe_offset, stripe_nr);
6429                 if (mirror_num_ret)
6430                         *mirror_num_ret = mirror_num;
6431                 *bioc_ret = NULL;
6432                 ret = 0;
6433                 goto out;
6434         }
6435
6436         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_alloc_stripes);
6437         if (!bioc) {
6438                 ret = -ENOMEM;
6439                 goto out;
6440         }
6441         bioc->map_type = map->type;
6442
6443         /*
6444          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6445          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6446          * (if we have).
6447          *
6448          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6449          */
6450         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK && need_raid_map &&
6451             (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1)) {
6452                 /*
6453                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6454                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6455                  * with num_stripes).
6456                  *
6457                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6458                  * modulo, to reduce one modulo call.
6459                  */
6460                 bioc->full_stripe_logical = em->start +
6461                         btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr * data_stripes);
6462                 for (i = 0; i < num_stripes; i++)
6463                         set_io_stripe(&bioc->stripes[i], map,
6464                                       (i + stripe_nr) % num_stripes,
6465                                       stripe_offset, stripe_nr);
6466         } else {
6467                 /*
6468                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6469                  * stripe into the bioc.
6470                  */
6471                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6472                         set_io_stripe(&bioc->stripes[i], map, stripe_index,
6473                                       stripe_offset, stripe_nr);
6474                         stripe_index++;
6475                 }
6476         }
6477
6478         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6479                 max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6480
6481         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6482             op != BTRFS_MAP_READ) {
6483                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6484                                           &num_stripes, &max_errors);
6485         }
6486
6487         *bioc_ret = bioc;
6488         bioc->num_stripes = num_stripes;
6489         bioc->max_errors = max_errors;
6490         bioc->mirror_num = mirror_num;
6491
6492 out:
6493         if (dev_replace_is_ongoing) {
6494                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6495                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6496                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6497         }
6498         free_extent_map(em);
6499         return ret;
6500 }
6501
6502 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6503                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6504 {
6505         if (args->fsid == NULL)
6506                 return true;
6507         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6508                 return true;
6509         return false;
6510 }
6511
6512 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6513                                   const struct btrfs_device *device)
6514 {
6515         if (args->missing) {
6516                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6517                     !device->bdev)
6518                         return true;
6519                 return false;
6520         }
6521
6522         if (device->devid != args->devid)
6523                 return false;
6524         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6525                 return false;
6526         return true;
6527 }
6528
6529 /*
6530  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6531  * return NULL.
6532  *
6533  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6534  * only devid is used.
6535  */
6536 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6537                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6538 {
6539         struct btrfs_device *device;
6540         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6541
6542         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6543                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6544                         if (dev_args_match_device(args, device))
6545                                 return device;
6546                 }
6547         }
6548
6549         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6550                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6551                         continue;
6552                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6553                         if (dev_args_match_device(args, device))
6554                                 return device;
6555                 }
6556         }
6557
6558         return NULL;
6559 }
6560
6561 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6562                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6563 {
6564         struct btrfs_device *device;
6565         unsigned int nofs_flag;
6566
6567         /*
6568          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6569          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6570          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6571          * places.
6572          */
6573
6574         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6575         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6576         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6577         if (IS_ERR(device))
6578                 return device;
6579
6580         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6581         device->fs_devices = fs_devices;
6582         fs_devices->num_devices++;
6583
6584         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6585         fs_devices->missing_devices++;
6586
6587         return device;
6588 }
6589
6590 /*
6591  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6592  *
6593  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6594  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6595  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6596  *              is generated.
6597  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6598  *              is generated.
6599  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6600  *
6601  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6602  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6603  * destroyed with btrfs_free_device.
6604  */
6605 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6606                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6607                                         const char *path)
6608 {
6609         struct btrfs_device *dev;
6610         u64 tmp;
6611
6612         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6613                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6614
6615         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6616         if (!dev)
6617                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6618
6619         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6620         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6621         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6622
6623         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6624         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6625         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6626
6627         if (devid)
6628                 tmp = *devid;
6629         else {
6630                 int ret;
6631
6632                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6633                 if (ret) {
6634                         btrfs_free_device(dev);
6635                         return ERR_PTR(ret);
6636                 }
6637         }
6638         dev->devid = tmp;
6639
6640         if (uuid)
6641                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6642         else
6643                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6644
6645         if (path) {
6646                 struct rcu_string *name;
6647
6648                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6649                 if (!name) {
6650                         btrfs_free_device(dev);
6651                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6652                 }
6653                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6654         }
6655
6656         return dev;
6657 }
6658
6659 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6660                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6661 {
6662         if (error)
6663                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6664                               devid, uuid);
6665         else
6666                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6667                               devid, uuid);
6668 }
6669
6670 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct extent_map *em)
6671 {
6672         const struct map_lookup *map = em->map_lookup;
6673         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6674
6675         return div_u64(em->len, data_stripes);
6676 }
6677
6678 #if BITS_PER_LONG == 32
6679 /*
6680  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6681  * can't be accessed on 32bit systems.
6682  *
6683  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6684  * metadata chunk beyond that limit.
6685  */
6686 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6687                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6688 {
6689         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6690                 return 0;
6691
6692         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6693                 return 0;
6694
6695         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6696         return -EOVERFLOW;
6697 }
6698
6699 /*
6700  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
6701  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
6702  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
6703  * once the limit is reached.
6704  */
6705 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6706                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6707 {
6708         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6709                 return;
6710
6711         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6712                 return;
6713
6714         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6715 }
6716 #endif
6717
6718 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6719                                                   u64 devid, u8 *uuid)
6720 {
6721         struct btrfs_device *dev;
6722
6723         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6724                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
6725                 return ERR_PTR(-ENOENT);
6726         }
6727
6728         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
6729         if (IS_ERR(dev)) {
6730                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
6731                           devid, PTR_ERR(dev));
6732                 return dev;
6733         }
6734         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
6735
6736         return dev;
6737 }
6738
6739 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
6740                           struct btrfs_chunk *chunk)
6741 {
6742         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6743         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6744         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
6745         struct map_lookup *map;
6746         struct extent_map *em;
6747         u64 logical;
6748         u64 length;
6749         u64 devid;
6750         u64 type;
6751         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6752         int index;
6753         int num_stripes;
6754         int ret;
6755         int i;
6756
6757         logical = key->offset;
6758         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
6759         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
6760         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
6761         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
6762
6763 #if BITS_PER_LONG == 32
6764         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6765         if (ret < 0)
6766                 return ret;
6767         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6768 #endif
6769
6770         /*
6771          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
6772          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
6773          */
6774         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
6775                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
6776                 if (ret)
6777                         return ret;
6778         }
6779
6780         read_lock(&map_tree->lock);
6781         em = lookup_extent_mapping(map_tree, logical, 1);
6782         read_unlock(&map_tree->lock);
6783
6784         /* already mapped? */
6785         if (em && em->start <= logical && em->start + em->len > logical) {
6786                 free_extent_map(em);
6787                 return 0;
6788         } else if (em) {
6789                 free_extent_map(em);
6790         }
6791
6792         em = alloc_extent_map();
6793         if (!em)
6794                 return -ENOMEM;
6795         map = kmalloc(map_lookup_size(num_stripes), GFP_NOFS);
6796         if (!map) {
6797                 free_extent_map(em);
6798                 return -ENOMEM;
6799         }
6800
6801         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
6802         em->map_lookup = map;
6803         em->start = logical;
6804         em->len = length;
6805         em->orig_start = 0;
6806         em->block_start = 0;
6807         em->block_len = em->len;
6808
6809         map->num_stripes = num_stripes;
6810         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
6811         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
6812         map->type = type;
6813         /*
6814          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
6815          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
6816          * older mkfs (<v5.4).
6817          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
6818          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
6819          * use the trusted value instead.
6820          */
6821         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
6822         map->verified_stripes = 0;
6823         em->orig_block_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
6824         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6825                 map->stripes[i].physical =
6826                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
6827                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
6828                 args.devid = devid;
6829                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
6830                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
6831                                    BTRFS_UUID_SIZE);
6832                 args.uuid = uuid;
6833                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6834                 if (!map->stripes[i].dev) {
6835                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
6836                                                                     devid, uuid);
6837                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
6838                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
6839                                 free_extent_map(em);
6840                                 return ret;
6841                         }
6842                 }
6843
6844                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
6845                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
6846         }
6847
6848         write_lock(&map_tree->lock);
6849         ret = add_extent_mapping(map_tree, em, 0);
6850         write_unlock(&map_tree->lock);
6851         if (ret < 0) {
6852                 btrfs_err(fs_info,
6853                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
6854                           em->start, em->len, ret);
6855         }
6856         free_extent_map(em);
6857
6858         return ret;
6859 }
6860
6861 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
6862                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
6863                                  struct btrfs_device *device)
6864 {
6865         unsigned long ptr;
6866
6867         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6868         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
6869         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
6870         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
6871         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
6872         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
6873         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
6874         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
6875         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
6876         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
6877         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
6878         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
6879
6880         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
6881         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
6882 }
6883
6884 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6885                                                   u8 *fsid)
6886 {
6887         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
6888         int ret;
6889
6890         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
6891         ASSERT(fsid);
6892
6893         /* This will match only for multi-device seed fs */
6894         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
6895                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
6896                         return fs_devices;
6897
6898
6899         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
6900         if (!fs_devices) {
6901                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
6902                         return ERR_PTR(-ENOENT);
6903
6904                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid, NULL);
6905                 if (IS_ERR(fs_devices))
6906                         return fs_devices;
6907
6908                 fs_devices->seeding = true;
6909                 fs_devices->opened = 1;
6910                 return fs_devices;
6911         }
6912
6913         /*
6914          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
6915          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
6916          */
6917         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
6918         if (IS_ERR(fs_devices))
6919                 return fs_devices;
6920
6921         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
6922         if (ret) {
6923                 free_fs_devices(fs_devices);
6924                 return ERR_PTR(ret);
6925         }
6926
6927         if (!fs_devices->seeding) {
6928                 close_fs_devices(fs_devices);
6929                 free_fs_devices(fs_devices);
6930                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6931         }
6932
6933         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
6934
6935         return fs_devices;
6936 }
6937
6938 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
6939                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
6940 {
6941         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6942         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6943         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
6944         struct btrfs_device *device;
6945         u64 devid;
6946         int ret;
6947         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
6948         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6949
6950         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6951         args.devid = devid;
6952         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
6953                            BTRFS_UUID_SIZE);
6954         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
6955                            BTRFS_FSID_SIZE);
6956         args.uuid = dev_uuid;
6957         args.fsid = fs_uuid;
6958
6959         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
6960                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
6961                 if (IS_ERR(fs_devices))
6962                         return PTR_ERR(fs_devices);
6963         }
6964
6965         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6966         if (!device) {
6967                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6968                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6969                                                         dev_uuid, true);
6970                         return -ENOENT;
6971                 }
6972
6973                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
6974                 if (IS_ERR(device)) {
6975                         btrfs_err(fs_info,
6976                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
6977                                 devid, PTR_ERR(device));
6978                         return PTR_ERR(device);
6979                 }
6980                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
6981         } else {
6982                 if (!device->bdev) {
6983                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6984                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
6985                                                 devid, dev_uuid, true);
6986                                 return -ENOENT;
6987                         }
6988                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6989                                                         dev_uuid, false);
6990                 }
6991
6992                 if (!device->bdev &&
6993                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
6994                         /*
6995                          * this happens when a device that was properly setup
6996                          * in the device info lists suddenly goes bad.
6997                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
6998                          * device->missing to one here
6999                          */
7000                         device->fs_devices->missing_devices++;
7001                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7002                 }
7003
7004                 /* Move the device to its own fs_devices */
7005                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7006                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7007                                                         &device->dev_state));
7008
7009                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7010                         device->fs_devices->num_devices--;
7011                         fs_devices->num_devices++;
7012
7013                         device->fs_devices->missing_devices--;
7014                         fs_devices->missing_devices++;
7015
7016                         device->fs_devices = fs_devices;
7017                 }
7018         }
7019
7020         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7021                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7022                 if (device->generation !=
7023                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7024                         return -EINVAL;
7025         }
7026
7027         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7028         if (device->bdev) {
7029                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7030
7031                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7032                         btrfs_err(fs_info,
7033                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7034                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7035                         return -EINVAL;
7036                 }
7037         }
7038         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7039         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7040            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7041                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7042                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7043                                 &fs_info->free_chunk_space);
7044         }
7045         ret = 0;
7046         return ret;
7047 }
7048
7049 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7050 {
7051         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7052         struct extent_buffer *sb;
7053         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7054         struct btrfs_chunk *chunk;
7055         u8 *array_ptr;
7056         unsigned long sb_array_offset;
7057         int ret = 0;
7058         u32 num_stripes;
7059         u32 array_size;
7060         u32 len = 0;
7061         u32 cur_offset;
7062         u64 type;
7063         struct btrfs_key key;
7064
7065         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7066
7067         /*
7068          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7069          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7070          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7071          */
7072         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7073         if (!sb)
7074                 return -ENOMEM;
7075         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7076
7077         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7078         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7079
7080         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7081         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7082         cur_offset = 0;
7083
7084         while (cur_offset < array_size) {
7085                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7086                 len = sizeof(*disk_key);
7087                 if (cur_offset + len > array_size)
7088                         goto out_short_read;
7089
7090                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7091
7092                 array_ptr += len;
7093                 sb_array_offset += len;
7094                 cur_offset += len;
7095
7096                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7097                         btrfs_err(fs_info,
7098                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7099                                   (u32)key.type, cur_offset);
7100                         ret = -EIO;
7101                         break;
7102                 }
7103
7104                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7105                 /*
7106                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7107                  * exact stripe count check comes afterwards
7108                  */
7109                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7110                 if (cur_offset + len > array_size)
7111                         goto out_short_read;
7112
7113                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7114                 if (!num_stripes) {
7115                         btrfs_err(fs_info,
7116                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7117                                   num_stripes, cur_offset);
7118                         ret = -EIO;
7119                         break;
7120                 }
7121
7122                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7123                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7124                         btrfs_err(fs_info,
7125                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7126                                   type, cur_offset);
7127                         ret = -EIO;
7128                         break;
7129                 }
7130
7131                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7132                 if (cur_offset + len > array_size)
7133                         goto out_short_read;
7134
7135                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7136                 if (ret)
7137                         break;
7138
7139                 array_ptr += len;
7140                 sb_array_offset += len;
7141                 cur_offset += len;
7142         }
7143         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7144         free_extent_buffer_stale(sb);
7145         return ret;
7146
7147 out_short_read:
7148         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7149                         len, cur_offset);
7150         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7151         free_extent_buffer_stale(sb);
7152         return -EIO;
7153 }
7154
7155 /*
7156  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7157  *
7158  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7159  *
7160  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7161  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7162  */
7163 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7164                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7165 {
7166         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7167         struct extent_map *em;
7168         u64 next_start = 0;
7169         bool ret = true;
7170
7171         read_lock(&map_tree->lock);
7172         em = lookup_extent_mapping(map_tree, 0, (u64)-1);
7173         read_unlock(&map_tree->lock);
7174         /* No chunk at all? Return false anyway */
7175         if (!em) {
7176                 ret = false;
7177                 goto out;
7178         }
7179         while (em) {
7180                 struct map_lookup *map;
7181                 int missing = 0;
7182                 int max_tolerated;
7183                 int i;
7184
7185                 map = em->map_lookup;
7186                 max_tolerated =
7187                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7188                                         map->type);
7189                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7190                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7191
7192                         if (!dev || !dev->bdev ||
7193                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7194                             dev->last_flush_error)
7195                                 missing++;
7196                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7197                                 missing++;
7198                 }
7199                 if (missing > max_tolerated) {
7200                         if (!failing_dev)
7201                                 btrfs_warn(fs_info,
7202         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7203                                    em->start, missing, max_tolerated);
7204                         free_extent_map(em);
7205                         ret = false;
7206                         goto out;
7207                 }
7208                 next_start = extent_map_end(em);
7209                 free_extent_map(em);
7210
7211                 read_lock(&map_tree->lock);
7212                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, next_start,
7213                                            (u64)(-1) - next_start);
7214                 read_unlock(&map_tree->lock);
7215         }
7216 out:
7217         return ret;
7218 }
7219
7220 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7221 {
7222         int i;
7223         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7224
7225         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7226                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7227 }
7228
7229 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7230 {
7231         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7232         struct btrfs_path *path;
7233         struct extent_buffer *leaf;
7234         struct btrfs_key key;
7235         struct btrfs_key found_key;
7236         int ret;
7237         int slot;
7238         int iter_ret = 0;
7239         u64 total_dev = 0;
7240         u64 last_ra_node = 0;
7241
7242         path = btrfs_alloc_path();
7243         if (!path)
7244                 return -ENOMEM;
7245
7246         /*
7247          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7248          * otherwise we don't need it.
7249          */
7250         mutex_lock(&uuid_mutex);
7251
7252         /*
7253          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7254          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7255          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7256          * device items, so clear it here.
7257          */
7258         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7259
7260         /*
7261          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7262          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7263          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7264          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7265          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7266          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7267          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7268          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7269          */
7270         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7271         path->skip_locking = 1;
7272
7273         /*
7274          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7275          * device items are found before any chunk item (their object id
7276          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7277          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7278          */
7279         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7280         key.offset = 0;
7281         key.type = 0;
7282         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7283                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7284
7285                 leaf = path->nodes[0];
7286                 slot = path->slots[0];
7287
7288                 if (node) {
7289                         if (last_ra_node != node->start) {
7290                                 readahead_tree_node_children(node);
7291                                 last_ra_node = node->start;
7292                         }
7293                 }
7294                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7295                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7296                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7297                                                   struct btrfs_dev_item);
7298                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7299                         if (ret)
7300                                 goto error;
7301                         total_dev++;
7302                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7303                         struct btrfs_chunk *chunk;
7304
7305                         /*
7306                          * We are only called at mount time, so no need to take
7307                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7308                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7309                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7310                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7311                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7312                          */
7313                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7314                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7315                         if (ret)
7316                                 goto error;
7317                 }
7318         }
7319         /* Catch error found during iteration */
7320         if (iter_ret < 0) {
7321                 ret = iter_ret;
7322                 goto error;
7323         }
7324
7325         /*
7326          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7327          * do another round of validation checks.
7328          */
7329         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7330                 btrfs_warn(fs_info,
7331 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7332                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7333                           total_dev);
7334                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7335                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7336         }
7337         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7338             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7339                 btrfs_err(fs_info,
7340         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7341                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7342                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7343                 ret = -EINVAL;
7344                 goto error;
7345         }
7346         ret = 0;
7347 error:
7348         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7349
7350         btrfs_free_path(path);
7351         return ret;
7352 }
7353
7354 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7355 {
7356         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7357         struct btrfs_device *device;
7358         int ret = 0;
7359
7360         fs_devices->fs_info = fs_info;
7361
7362         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7363         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7364                 device->fs_info = fs_info;
7365
7366         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7367                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7368                         device->fs_info = fs_info;
7369                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7370                         if (ret)
7371                                 break;
7372                 }
7373
7374                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7375         }
7376         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7377
7378         return ret;
7379 }
7380
7381 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7382                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7383                                  int index)
7384 {
7385         u64 val;
7386
7387         read_extent_buffer(eb, &val,
7388                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7389                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7390                            sizeof(val));
7391         return val;
7392 }
7393
7394 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7395                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7396                                       int index, u64 val)
7397 {
7398         write_extent_buffer(eb, &val,
7399                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7400                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7401                             sizeof(val));
7402 }
7403
7404 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7405                                        struct btrfs_path *path)
7406 {
7407         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7408         struct extent_buffer *eb;
7409         struct btrfs_key key;
7410         int item_size;
7411         int i, ret, slot;
7412
7413         if (!device->fs_info->dev_root)
7414                 return 0;
7415
7416         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7417         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7418         key.offset = device->devid;
7419         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7420         if (ret) {
7421                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7422                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7423                 device->dev_stats_valid = 1;
7424                 btrfs_release_path(path);
7425                 return ret < 0 ? ret : 0;
7426         }
7427         slot = path->slots[0];
7428         eb = path->nodes[0];
7429         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7430
7431         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7432
7433         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7434                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7435                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7436                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7437                 else
7438                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7439         }
7440
7441         device->dev_stats_valid = 1;
7442         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7443         btrfs_release_path(path);
7444
7445         return 0;
7446 }
7447
7448 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7449 {
7450         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7451         struct btrfs_device *device;
7452         struct btrfs_path *path = NULL;
7453         int ret = 0;
7454
7455         path = btrfs_alloc_path();
7456         if (!path)
7457                 return -ENOMEM;
7458
7459         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7460         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7461                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7462                 if (ret)
7463                         goto out;
7464         }
7465         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7466                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7467                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7468                         if (ret)
7469                                 goto out;
7470                 }
7471         }
7472 out:
7473         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7474
7475         btrfs_free_path(path);
7476         return ret;
7477 }
7478
7479 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7480                                 struct btrfs_device *device)
7481 {
7482         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7483         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7484         struct btrfs_path *path;
7485         struct btrfs_key key;
7486         struct extent_buffer *eb;
7487         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7488         int ret;
7489         int i;
7490
7491         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7492         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7493         key.offset = device->devid;
7494
7495         path = btrfs_alloc_path();
7496         if (!path)
7497                 return -ENOMEM;
7498         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7499         if (ret < 0) {
7500                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7501                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7502                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7503                 goto out;
7504         }
7505
7506         if (ret == 0 &&
7507             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7508                 /* need to delete old one and insert a new one */
7509                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7510                 if (ret != 0) {
7511                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7512                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7513                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7514                         goto out;
7515                 }
7516                 ret = 1;
7517         }
7518
7519         if (ret == 1) {
7520                 /* need to insert a new item */
7521                 btrfs_release_path(path);
7522                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7523                                               &key, sizeof(*ptr));
7524                 if (ret < 0) {
7525                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7526                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7527                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7528                         goto out;
7529                 }
7530         }
7531
7532         eb = path->nodes[0];
7533         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7534         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7535                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7536                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7537         btrfs_mark_buffer_dirty(eb);
7538
7539 out:
7540         btrfs_free_path(path);
7541         return ret;
7542 }
7543
7544 /*
7545  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7546  */
7547 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7548 {
7549         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7550         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7551         struct btrfs_device *device;
7552         int stats_cnt;
7553         int ret = 0;
7554
7555         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7556         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7557                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7558                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7559                         continue;
7560
7561
7562                 /*
7563                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7564                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7565                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7566                  * require explicit read memory barriers.
7567                  *
7568                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7569                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7570                  * barrier implied by atomic_xchg in
7571                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7572                  */
7573                 smp_rmb();
7574
7575                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7576                 if (!ret)
7577                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7578         }
7579         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7580
7581         return ret;
7582 }
7583
7584 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7585 {
7586         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7587
7588         if (!dev->dev_stats_valid)
7589                 return;
7590         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7591                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7592                            btrfs_dev_name(dev),
7593                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7594                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7595                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7596                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7597                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7598 }
7599
7600 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7601 {
7602         int i;
7603
7604         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7605                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7606                         break;
7607         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7608                 return; /* all values == 0, suppress message */
7609
7610         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7611                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7612                btrfs_dev_name(dev),
7613                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7614                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7615                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7616                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7617                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7618 }
7619
7620 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7621                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7622 {
7623         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7624         struct btrfs_device *dev;
7625         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7626         int i;
7627
7628         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7629         args.devid = stats->devid;
7630         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7631         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7632
7633         if (!dev) {
7634                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7635                 return -ENODEV;
7636         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7637                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7638                 return -ENODEV;
7639         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7640                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7641                         if (stats->nr_items > i)
7642                                 stats->values[i] =
7643                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7644                         else
7645                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7646                 }
7647                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7648                            current->comm, task_pid_nr(current));
7649         } else {
7650                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7651                         if (stats->nr_items > i)
7652                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7653         }
7654         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7655                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7656         return 0;
7657 }
7658
7659 /*
7660  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7661  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7662  * superblocks.
7663  *
7664  * Must be invoked during transaction commit.
7665  */
7666 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7667 {
7668         struct btrfs_device *curr, *next;
7669
7670         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7671
7672         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7673                 return;
7674
7675         /*
7676          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7677          * transaction and the transaction must complete before the device is
7678          * released.
7679          */
7680         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7681         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7682                                  post_commit_list) {
7683                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7684                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7685                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7686         }
7687         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7688 }
7689
7690 /*
7691  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7692  */
7693 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7694 {
7695         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7696
7697         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7698 }
7699
7700
7701
7702 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7703                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7704                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7705 {
7706         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7707         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7708         struct extent_map *em;
7709         struct map_lookup *map;
7710         struct btrfs_device *dev;
7711         u64 stripe_len;
7712         bool found = false;
7713         int ret = 0;
7714         int i;
7715
7716         read_lock(&em_tree->lock);
7717         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
7718         read_unlock(&em_tree->lock);
7719
7720         if (!em) {
7721                 btrfs_err(fs_info,
7722 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7723                           physical_offset, devid);
7724                 ret = -EUCLEAN;
7725                 goto out;
7726         }
7727
7728         map = em->map_lookup;
7729         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
7730         if (physical_len != stripe_len) {
7731                 btrfs_err(fs_info,
7732 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
7733                           physical_offset, devid, em->start, physical_len,
7734                           stripe_len);
7735                 ret = -EUCLEAN;
7736                 goto out;
7737         }
7738
7739         /*
7740          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
7741          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
7742          * the users.
7743          */
7744         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
7745                 btrfs_warn(fs_info,
7746                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
7747                            devid, physical_offset, physical_len);
7748
7749         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7750                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
7751                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
7752                         found = true;
7753                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
7754                                 btrfs_err(fs_info,
7755                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
7756                                           em->start);
7757                                 ret = -EUCLEAN;
7758                                 goto out;
7759                         }
7760                         map->verified_stripes++;
7761                         break;
7762                 }
7763         }
7764         if (!found) {
7765                 btrfs_err(fs_info,
7766         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
7767                         physical_offset, devid);
7768                 ret = -EUCLEAN;
7769         }
7770
7771         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
7772         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7773         if (!dev) {
7774                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
7775                 ret = -EUCLEAN;
7776                 goto out;
7777         }
7778
7779         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
7780                 btrfs_err(fs_info,
7781 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
7782                           devid, physical_offset, physical_len,
7783                           dev->disk_total_bytes);
7784                 ret = -EUCLEAN;
7785                 goto out;
7786         }
7787
7788         if (dev->zone_info) {
7789                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
7790
7791                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
7792                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
7793                         btrfs_err(fs_info,
7794 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
7795                                   devid, physical_offset, physical_len);
7796                         ret = -EUCLEAN;
7797                         goto out;
7798                 }
7799         }
7800
7801 out:
7802         free_extent_map(em);
7803         return ret;
7804 }
7805
7806 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7807 {
7808         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7809         struct extent_map *em;
7810         struct rb_node *node;
7811         int ret = 0;
7812
7813         read_lock(&em_tree->lock);
7814         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
7815                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
7816                 if (em->map_lookup->num_stripes !=
7817                     em->map_lookup->verified_stripes) {
7818                         btrfs_err(fs_info,
7819                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
7820                                   em->start, em->map_lookup->verified_stripes,
7821                                   em->map_lookup->num_stripes);
7822                         ret = -EUCLEAN;
7823                         goto out;
7824                 }
7825         }
7826 out:
7827         read_unlock(&em_tree->lock);
7828         return ret;
7829 }
7830
7831 /*
7832  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
7833  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
7834  *
7835  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
7836  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
7837  */
7838 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7839 {
7840         struct btrfs_path *path;
7841         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
7842         struct btrfs_key key;
7843         u64 prev_devid = 0;
7844         u64 prev_dev_ext_end = 0;
7845         int ret = 0;
7846
7847         /*
7848          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
7849          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
7850          * case for sure.
7851          *
7852          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
7853          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
7854          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
7855          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
7856          */
7857         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
7858                 return 0;
7859
7860         key.objectid = 1;
7861         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
7862         key.offset = 0;
7863
7864         path = btrfs_alloc_path();
7865         if (!path)
7866                 return -ENOMEM;
7867
7868         path->reada = READA_FORWARD;
7869         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
7870         if (ret < 0)
7871                 goto out;
7872
7873         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
7874                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
7875                 if (ret < 0)
7876                         goto out;
7877                 /* No dev extents at all? Not good */
7878                 if (ret > 0) {
7879                         ret = -EUCLEAN;
7880                         goto out;
7881                 }
7882         }
7883         while (1) {
7884                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
7885                 struct btrfs_dev_extent *dext;
7886                 int slot = path->slots[0];
7887                 u64 chunk_offset;
7888                 u64 physical_offset;
7889                 u64 physical_len;
7890                 u64 devid;
7891
7892                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
7893                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
7894                         break;
7895                 devid = key.objectid;
7896                 physical_offset = key.offset;
7897
7898                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
7899                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
7900                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
7901
7902                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
7903                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
7904                         btrfs_err(fs_info,
7905 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
7906                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
7907                         ret = -EUCLEAN;
7908                         goto out;
7909                 }
7910
7911                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
7912                                             physical_offset, physical_len);
7913                 if (ret < 0)
7914                         goto out;
7915                 prev_devid = devid;
7916                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
7917
7918                 ret = btrfs_next_item(root, path);
7919                 if (ret < 0)
7920                         goto out;
7921                 if (ret > 0) {
7922                         ret = 0;
7923                         break;
7924                 }
7925         }
7926
7927         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
7928         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
7929 out:
7930         btrfs_free_path(path);
7931         return ret;
7932 }
7933
7934 /*
7935  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
7936  * used as a swapfile.
7937  */
7938 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
7939 {
7940         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
7941         struct rb_node *node;
7942
7943         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7944         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
7945         while (node) {
7946                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
7947                 if (ptr < sp->ptr)
7948                         node = node->rb_left;
7949                 else if (ptr > sp->ptr)
7950                         node = node->rb_right;
7951                 else
7952                         break;
7953         }
7954         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7955         return node != NULL;
7956 }
7957
7958 static int relocating_repair_kthread(void *data)
7959 {
7960         struct btrfs_block_group *cache = data;
7961         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
7962         u64 target;
7963         int ret = 0;
7964
7965         target = cache->start;
7966         btrfs_put_block_group(cache);
7967
7968         sb_start_write(fs_info->sb);
7969         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
7970                 btrfs_info(fs_info,
7971                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
7972                            target);
7973                 sb_end_write(fs_info->sb);
7974                 return -EBUSY;
7975         }
7976
7977         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
7978
7979         /* Ensure block group still exists */
7980         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
7981         if (!cache)
7982                 goto out;
7983
7984         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
7985                 goto out;
7986
7987         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
7988         if (ret < 0)
7989                 goto out;
7990
7991         btrfs_info(fs_info,
7992                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
7993                    target);
7994         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
7995
7996 out:
7997         if (cache)
7998                 btrfs_put_block_group(cache);
7999         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8000         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8001         sb_end_write(fs_info->sb);
8002
8003         return ret;
8004 }
8005
8006 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8007 {
8008         struct btrfs_block_group *cache;
8009
8010         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8011                 return false;
8012
8013         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8014         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8015                 return true;
8016
8017         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8018         if (!cache)
8019                 return true;
8020
8021         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8022                 btrfs_put_block_group(cache);
8023                 return true;
8024         }
8025
8026         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8027                     "btrfs-relocating-repair");
8028
8029         return true;
8030 }
8031
8032 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8033                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8034                                     u64 logical)
8035 {
8036         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8037         int i;
8038
8039         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8040                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8041                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8042
8043                 if (logical >= stripe_start &&
8044                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8045                         break;
8046         }
8047         ASSERT(i < data_stripes);
8048         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8049         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8050                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8051                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8052 }
8053
8054 /*
8055  * Map a repair write into a single device.
8056  *
8057  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8058  * update the contents of a single device.
8059  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8060  *
8061  * Callers should ensure:
8062  *
8063  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8064  * - The range does not cross stripe boundary
8065  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8066  */
8067 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8068                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8069                            u32 length, int mirror_num)
8070 {
8071         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8072         u64 map_length = length;
8073         int mirror_ret = mirror_num;
8074         int ret;
8075
8076         ASSERT(mirror_num > 0);
8077
8078         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8079                               &bioc, smap, &mirror_ret, true);
8080         if (ret < 0)
8081                 return ret;
8082
8083         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8084         ASSERT(map_length >= length);
8085
8086         /* Already mapped to single stripe. */
8087         if (!bioc)
8088                 goto out;
8089
8090         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8091         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8092                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8093                 goto out;
8094         }
8095
8096         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8097         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8098         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8099 out:
8100         btrfs_put_bioc(bioc);
8101         ASSERT(smap->dev);
8102         return 0;
8103 }