6aa9bf3661ac87b9f4f14446a44f4e4c26ac1fef
[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 /*
685  * Handle scanned device having its CHANGING_FSID_V2 flag set and the fs_devices
686  * being created with a disk that has already completed its fsid change. Such
687  * disk can belong to an fs which has its FSID changed or to one which doesn't.
688  * Handle both cases here.
689  */
690 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_inprogress(
691                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
692 {
693         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
694
695         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
696                 if (fs_devices->fsid_change)
697                         continue;
698
699                 if (check_fsid_changed(fs_devices,  disk_super->fsid))
700                         return fs_devices;
701         }
702
703         return find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
704 }
705
706 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_changed(
707                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
708 {
709         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
710
711         /*
712          * Handles the case where scanned device is part of an fs that had
713          * multiple successful changes of FSID but currently device didn't
714          * observe it. Meaning our fsid will be different than theirs. We need
715          * to handle two subcases :
716          *  1 - The fs still continues to have different METADATA/FSID uuids.
717          *  2 - The fs is switched back to its original FSID (METADATA/FSID
718          *  are equal).
719          */
720         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
721                 /* Changed UUIDs */
722                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->metadata_uuid) &&
723                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
724                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
725                         return fs_devices;
726
727                 /* Unchanged UUIDs */
728                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
729                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
730                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->metadata_uuid,
731                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
732                         return fs_devices;
733         }
734
735         return NULL;
736 }
737
738 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_reverted_metadata(
739                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
740 {
741         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
742
743         /*
744          * Handle the case where the scanned device is part of an fs whose last
745          * metadata UUID change reverted it to the original FSID. At the same
746          * time fs_devices was first created by another constituent device
747          * which didn't fully observe the operation. This results in an
748          * btrfs_fs_devices created with metadata/fsid different AND
749          * btrfs_fs_devices::fsid_change set AND the metadata_uuid of the
750          * fs_devices equal to the FSID of the disk.
751          */
752         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
753                 if (!fs_devices->fsid_change)
754                         continue;
755
756                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->fsid))
757                         return fs_devices;
758         }
759
760         return NULL;
761 }
762 /*
763  * Add new device to list of registered devices
764  *
765  * Returns:
766  * device pointer which was just added or updated when successful
767  * error pointer when failed
768  */
769 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
770                            struct btrfs_super_block *disk_super,
771                            bool *new_device_added)
772 {
773         struct btrfs_device *device;
774         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
775         struct rcu_string *name;
776         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
777         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
778         dev_t path_devt;
779         int error;
780         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
781                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
782         bool fsid_change_in_progress = (btrfs_super_flags(disk_super) &
783                                         BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2);
784
785         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
786         if (error) {
787                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
788                           path, error);
789                 return ERR_PTR(error);
790         }
791
792         if (fsid_change_in_progress) {
793                 if (!has_metadata_uuid)
794                         fs_devices = find_fsid_inprogress(disk_super);
795                 else
796                         fs_devices = find_fsid_changed(disk_super);
797         } else if (has_metadata_uuid) {
798                 fs_devices = find_fsid_with_metadata_uuid(disk_super);
799         } else {
800                 fs_devices = find_fsid_reverted_metadata(disk_super);
801                 if (!fs_devices)
802                         fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
803         }
804
805
806         if (!fs_devices) {
807                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid,
808                                 has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
809                 if (IS_ERR(fs_devices))
810                         return ERR_CAST(fs_devices);
811
812                 fs_devices->fsid_change = fsid_change_in_progress;
813
814                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
815                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
816
817                 device = NULL;
818         } else {
819                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
820                         .devid = devid,
821                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
822                 };
823
824                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
825                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
826
827                 /*
828                  * If this disk has been pulled into an fs devices created by
829                  * a device which had the CHANGING_FSID_V2 flag then replace the
830                  * metadata_uuid/fsid values of the fs_devices.
831                  */
832                 if (fs_devices->fsid_change &&
833                     found_transid > fs_devices->latest_generation) {
834                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
835                                         BTRFS_FSID_SIZE);
836
837                         if (has_metadata_uuid)
838                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
839                                        disk_super->metadata_uuid,
840                                        BTRFS_FSID_SIZE);
841                         else
842                                 memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
843                                        disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
844
845                         fs_devices->fsid_change = false;
846                 }
847         }
848
849         if (!device) {
850                 unsigned int nofs_flag;
851
852                 if (fs_devices->opened) {
853                         btrfs_err(NULL,
854                 "device %s belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted",
855                                   path, fs_devices->fsid);
856                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
857                         return ERR_PTR(-EBUSY);
858                 }
859
860                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
861                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
862                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
863                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
864                 if (IS_ERR(device)) {
865                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
866                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
867                         return device;
868                 }
869
870                 device->devt = path_devt;
871
872                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
873                 fs_devices->num_devices++;
874
875                 device->fs_devices = fs_devices;
876                 *new_device_added = true;
877
878                 if (disk_super->label[0])
879                         pr_info(
880         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
881                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
882                                 current->comm, task_pid_nr(current));
883                 else
884                         pr_info(
885         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
886                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
887                                 current->comm, task_pid_nr(current));
888
889         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
890                 /*
891                  * When FS is already mounted.
892                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
893                  *    means this device was missing at time of FS mount.
894                  * 2. If you are here and if the device->name is different
895                  *    from 'path' that means either
896                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
897                  *         different name. or
898                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
899                  *         reappeared now.
900                  *
901                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
902                  * and unintentional.
903                  *
904                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
905                  * would have missed some transaction when it was away and
906                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
907                  * 2b must not be allowed at all time.
908                  */
909
910                 /*
911                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
912                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
913                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
914                  * when we reject replacement on a mounted FS.
915                  */
916                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
917                         /*
918                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
919                          * are here, that means there is more than one
920                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
921                          * with larger generation number or the last-in if
922                          * generation are equal.
923                          */
924                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
925                         btrfs_err(NULL,
926 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
927                                   path, found_transid, device->generation);
928                         return ERR_PTR(-EEXIST);
929                 }
930
931                 /*
932                  * We are going to replace the device path for a given devid,
933                  * make sure it's the same device if the device is mounted
934                  *
935                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
936                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
937                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
938                  * torn down.
939                  */
940                 if (device->bdev) {
941                         if (device->devt != path_devt) {
942                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
943                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
944         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
945                                                   path, devid, found_transid,
946                                                   current->comm,
947                                                   task_pid_nr(current));
948                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
949                         }
950                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
951         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
952                                           devid, btrfs_dev_name(device),
953                                           path, current->comm,
954                                           task_pid_nr(current));
955                 }
956
957                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
958                 if (!name) {
959                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
960                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
961                 }
962                 rcu_string_free(device->name);
963                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
964                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
965                         fs_devices->missing_devices--;
966                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
967                 }
968                 device->devt = path_devt;
969         }
970
971         /*
972          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
973          * generation along with most of the other members. So just update
974          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
975          * (as above).
976          */
977         if (!fs_devices->opened) {
978                 device->generation = found_transid;
979                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
980                                                 fs_devices->latest_generation);
981         }
982
983         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
984
985         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
986         return device;
987 }
988
989 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
990 {
991         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
992         struct btrfs_device *device;
993         struct btrfs_device *orig_dev;
994         int ret = 0;
995
996         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
997
998         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid, NULL);
999         if (IS_ERR(fs_devices))
1000                 return fs_devices;
1001
1002         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
1003
1004         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
1005                 const char *dev_path = NULL;
1006
1007                 /*
1008                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
1009                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
1010                  */
1011                 if (orig_dev->name)
1012                         dev_path = orig_dev->name->str;
1013
1014                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
1015                                             orig_dev->uuid, dev_path);
1016                 if (IS_ERR(device)) {
1017                         ret = PTR_ERR(device);
1018                         goto error;
1019                 }
1020
1021                 if (orig_dev->zone_info) {
1022                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
1023
1024                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
1025                         if (!zone_info) {
1026                                 btrfs_free_device(device);
1027                                 ret = -ENOMEM;
1028                                 goto error;
1029                         }
1030                         device->zone_info = zone_info;
1031                 }
1032
1033                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
1034                 device->fs_devices = fs_devices;
1035                 fs_devices->num_devices++;
1036         }
1037         return fs_devices;
1038 error:
1039         free_fs_devices(fs_devices);
1040         return ERR_PTR(ret);
1041 }
1042
1043 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1044                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1045 {
1046         struct btrfs_device *device, *next;
1047
1048         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1049         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1050                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1051                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1052                                       &device->dev_state) &&
1053                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1054                                       &device->dev_state) &&
1055                             (!*latest_dev ||
1056                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1057                                 *latest_dev = device;
1058                         }
1059                         continue;
1060                 }
1061
1062                 /*
1063                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1064                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1065                  */
1066                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1067                         continue;
1068
1069                 if (device->bdev) {
1070                         blkdev_put(device->bdev, device->holder);
1071                         device->bdev = NULL;
1072                         fs_devices->open_devices--;
1073                 }
1074                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1075                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1076                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1077                         fs_devices->rw_devices--;
1078                 }
1079                 list_del_init(&device->dev_list);
1080                 fs_devices->num_devices--;
1081                 btrfs_free_device(device);
1082         }
1083
1084 }
1085
1086 /*
1087  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1088  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1089  */
1090 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1091 {
1092         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1093         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1094
1095         mutex_lock(&uuid_mutex);
1096         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1097
1098         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1099                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1100
1101         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1102
1103         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1104 }
1105
1106 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1107 {
1108         if (!device->bdev)
1109                 return;
1110
1111         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1112                 sync_blockdev(device->bdev);
1113                 invalidate_bdev(device->bdev);
1114         }
1115
1116         blkdev_put(device->bdev, device->holder);
1117 }
1118
1119 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1120 {
1121         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1122
1123         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1124             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1125                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1126                 fs_devices->rw_devices--;
1127         }
1128
1129         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1130                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1131
1132         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1133                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1134                 fs_devices->missing_devices--;
1135         }
1136
1137         btrfs_close_bdev(device);
1138         if (device->bdev) {
1139                 fs_devices->open_devices--;
1140                 device->bdev = NULL;
1141         }
1142         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1143         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1144
1145         device->fs_info = NULL;
1146         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1147         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1148
1149         /*
1150          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1151          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1152          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1153          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1154          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1155          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1156          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1157          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1158          * unsafe super blocks.
1159          */
1160         device->last_flush_error = 0;
1161
1162         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1163         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1164         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1165         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1166         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1167 }
1168
1169 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1170 {
1171         struct btrfs_device *device, *tmp;
1172
1173         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1174
1175         if (--fs_devices->opened > 0)
1176                 return;
1177
1178         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1179                 btrfs_close_one_device(device);
1180
1181         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1182         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1183         fs_devices->opened = 0;
1184         fs_devices->seeding = false;
1185         fs_devices->fs_info = NULL;
1186 }
1187
1188 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1189 {
1190         LIST_HEAD(list);
1191         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1192
1193         mutex_lock(&uuid_mutex);
1194         close_fs_devices(fs_devices);
1195         if (!fs_devices->opened) {
1196                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1197
1198                 /*
1199                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1200                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1201                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1202                  * fully freed.
1203                  */
1204                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1205                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1206                         free_fs_devices(fs_devices);
1207                 }
1208         }
1209
1210
1211         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1212                 close_fs_devices(fs_devices);
1213                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1214                 free_fs_devices(fs_devices);
1215         }
1216         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1217 }
1218
1219 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1220                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1221 {
1222         struct btrfs_device *device;
1223         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1224         struct btrfs_device *tmp_device;
1225
1226         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1227                                  dev_list) {
1228                 int ret;
1229
1230                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1231                 if (ret == 0 &&
1232                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1233                         latest_dev = device;
1234                 } else if (ret == -ENODATA) {
1235                         fs_devices->num_devices--;
1236                         list_del(&device->dev_list);
1237                         btrfs_free_device(device);
1238                 }
1239         }
1240         if (fs_devices->open_devices == 0)
1241                 return -EINVAL;
1242
1243         fs_devices->opened = 1;
1244         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1245         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1246         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1247         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1248
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1253                      const struct list_head *b)
1254 {
1255         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1256
1257         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1258         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1259
1260         if (dev1->devid < dev2->devid)
1261                 return -1;
1262         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1263                 return 1;
1264         return 0;
1265 }
1266
1267 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1268                        blk_mode_t flags, void *holder)
1269 {
1270         int ret;
1271
1272         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1273         /*
1274          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1275          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1276          *
1277          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1278          * exclusion is provided by uuid_mutex
1279          */
1280
1281         if (fs_devices->opened) {
1282                 fs_devices->opened++;
1283                 ret = 0;
1284         } else {
1285                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1286                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1287         }
1288
1289         return ret;
1290 }
1291
1292 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1293 {
1294         struct page *page = virt_to_page(super);
1295
1296         put_page(page);
1297 }
1298
1299 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1300                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1301 {
1302         struct btrfs_super_block *disk_super;
1303         struct page *page;
1304         void *p;
1305         pgoff_t index;
1306
1307         /* make sure our super fits in the device */
1308         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1309                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1310
1311         /* make sure our super fits in the page */
1312         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1313                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1314
1315         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1316         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1317         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1318                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1319
1320         /* pull in the page with our super */
1321         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1322
1323         if (IS_ERR(page))
1324                 return ERR_CAST(page);
1325
1326         p = page_address(page);
1327
1328         /* align our pointer to the offset of the super block */
1329         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1330
1331         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1332             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1333                 btrfs_release_disk_super(p);
1334                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1335         }
1336
1337         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1338                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1339
1340         return disk_super;
1341 }
1342
1343 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1344 {
1345         int ret;
1346
1347         mutex_lock(&uuid_mutex);
1348         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1349         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1350
1351         return ret;
1352 }
1353
1354 /*
1355  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1356  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1357  * is read via pagecache
1358  */
1359 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags)
1360 {
1361         struct btrfs_super_block *disk_super;
1362         bool new_device_added = false;
1363         struct btrfs_device *device = NULL;
1364         struct block_device *bdev;
1365         u64 bytenr, bytenr_orig;
1366         int ret;
1367
1368         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1369
1370         /*
1371          * we would like to check all the supers, but that would make
1372          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1373          * So, we need to add a special mount option to scan for
1374          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1375          */
1376
1377         /*
1378          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1379          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1380          * resulting in failure.
1381          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1382          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1383          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1384          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1385          * required information for assembling the volume.
1386          */
1387         bdev = blkdev_get_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1388         if (IS_ERR(bdev))
1389                 return ERR_CAST(bdev);
1390
1391         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1392         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev, 0, READ, &bytenr);
1393         if (ret) {
1394                 device = ERR_PTR(ret);
1395                 goto error_bdev_put;
1396         }
1397
1398         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr_orig);
1399         if (IS_ERR(disk_super)) {
1400                 device = ERR_CAST(disk_super);
1401                 goto error_bdev_put;
1402         }
1403
1404         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1405         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1406                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1407
1408         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1409
1410 error_bdev_put:
1411         blkdev_put(bdev, NULL);
1412
1413         return device;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1418  * such is found, record the end of it in *start
1419  */
1420 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1421                                     u64 len)
1422 {
1423         u64 physical_start, physical_end;
1424
1425         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1426
1427         if (!find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1428                                    &physical_start, &physical_end,
1429                                    CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1430
1431                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1432                     in_range(*start, physical_start,
1433                              physical_end - physical_start)) {
1434                         *start = physical_end + 1;
1435                         return true;
1436                 }
1437         }
1438         return false;
1439 }
1440
1441 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device, u64 start)
1442 {
1443         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1444         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1445                 return max_t(u64, start, BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED);
1446         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1447                 /*
1448                  * We don't care about the starting region like regular
1449                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1450                  * for superblock logging.
1451                  */
1452                 return ALIGN(start, device->zone_info->zone_size);
1453         default:
1454                 BUG();
1455         }
1456 }
1457
1458 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1459                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1460                                         u64 num_bytes)
1461 {
1462         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1463         u64 pos;
1464         int ret;
1465         bool changed = false;
1466
1467         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1468
1469         while (*hole_size > 0) {
1470                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1471                                                    *hole_start + *hole_size,
1472                                                    num_bytes);
1473                 if (pos != *hole_start) {
1474                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1475                         *hole_start = pos;
1476                         changed = true;
1477                         if (*hole_size < num_bytes)
1478                                 break;
1479                 }
1480
1481                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1482
1483                 /* Range is ensured to be empty */
1484                 if (!ret)
1485                         return changed;
1486
1487                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1488                 if (ret == -ERANGE) {
1489                         *hole_start += *hole_size;
1490                         *hole_size = 0;
1491                         return true;
1492                 }
1493
1494                 *hole_start += zone_size;
1495                 *hole_size -= zone_size;
1496                 changed = true;
1497         }
1498
1499         return changed;
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1504  *
1505  * @device:     the device which we have the hole
1506  * @hole_start: starting position of the hole
1507  * @hole_size:  the size of the hole
1508  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1509  *
1510  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1511  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1512  */
1513 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1514                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1515 {
1516         bool changed = false;
1517         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1518
1519         for (;;) {
1520                 /*
1521                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1522                  * sending back this offset anyway.
1523                  */
1524                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1525                         if (hole_end >= *hole_start)
1526                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1527                         else
1528                                 *hole_size = 0;
1529                         changed = true;
1530                 }
1531
1532                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1533                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1534                         /* No extra check */
1535                         break;
1536                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1537                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1538                                                         hole_size, num_bytes)) {
1539                                 changed = true;
1540                                 /*
1541                                  * The changed hole can contain pending extent.
1542                                  * Loop again to check that.
1543                                  */
1544                                 continue;
1545                         }
1546                         break;
1547                 default:
1548                         BUG();
1549                 }
1550
1551                 break;
1552         }
1553
1554         return changed;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Find free space in the specified device.
1559  *
1560  * @device:       the device which we search the free space in
1561  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1562  * @search_start: the position from which to begin the search
1563  * @start:        store the start of the free space.
1564  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1565  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1566  *
1567  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1568  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1569  *
1570  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1571  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1572  * of the max free space.
1573  *
1574  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1575  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1576  * the max free space.
1577  *
1578  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1579  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1580  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1581  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1582  * is not reported as available.
1583  */
1584 static int find_free_dev_extent_start(struct btrfs_device *device,
1585                                 u64 num_bytes, u64 search_start, u64 *start,
1586                                 u64 *len)
1587 {
1588         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1589         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1590         struct btrfs_key key;
1591         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1592         struct btrfs_path *path;
1593         u64 hole_size;
1594         u64 max_hole_start;
1595         u64 max_hole_size;
1596         u64 extent_end;
1597         u64 search_end = device->total_bytes;
1598         int ret;
1599         int slot;
1600         struct extent_buffer *l;
1601
1602         search_start = dev_extent_search_start(device, search_start);
1603
1604         WARN_ON(device->zone_info &&
1605                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1606
1607         path = btrfs_alloc_path();
1608         if (!path)
1609                 return -ENOMEM;
1610
1611         max_hole_start = search_start;
1612         max_hole_size = 0;
1613
1614 again:
1615         if (search_start >= search_end ||
1616                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1617                 ret = -ENOSPC;
1618                 goto out;
1619         }
1620
1621         path->reada = READA_FORWARD;
1622         path->search_commit_root = 1;
1623         path->skip_locking = 1;
1624
1625         key.objectid = device->devid;
1626         key.offset = search_start;
1627         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1628
1629         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1630         if (ret < 0)
1631                 goto out;
1632
1633         while (search_start < search_end) {
1634                 l = path->nodes[0];
1635                 slot = path->slots[0];
1636                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1637                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1638                         if (ret == 0)
1639                                 continue;
1640                         if (ret < 0)
1641                                 goto out;
1642
1643                         break;
1644                 }
1645                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1646
1647                 if (key.objectid < device->devid)
1648                         goto next;
1649
1650                 if (key.objectid > device->devid)
1651                         break;
1652
1653                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1654                         goto next;
1655
1656                 if (key.offset > search_end)
1657                         break;
1658
1659                 if (key.offset > search_start) {
1660                         hole_size = key.offset - search_start;
1661                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1662                                               num_bytes);
1663
1664                         if (hole_size > max_hole_size) {
1665                                 max_hole_start = search_start;
1666                                 max_hole_size = hole_size;
1667                         }
1668
1669                         /*
1670                          * If this free space is greater than which we need,
1671                          * it must be the max free space that we have found
1672                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1673                          * of this free space and the length of this free space
1674                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1675                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1676                          * caller.
1677                          */
1678                         if (hole_size >= num_bytes) {
1679                                 ret = 0;
1680                                 goto out;
1681                         }
1682                 }
1683
1684                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1685                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1686                                                                   dev_extent);
1687                 if (extent_end > search_start)
1688                         search_start = extent_end;
1689 next:
1690                 path->slots[0]++;
1691                 cond_resched();
1692         }
1693
1694         /*
1695          * At this point, search_start should be the end of
1696          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1697          * search_end may be smaller than search_start.
1698          */
1699         if (search_end > search_start) {
1700                 hole_size = search_end - search_start;
1701                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1702                                           num_bytes)) {
1703                         btrfs_release_path(path);
1704                         goto again;
1705                 }
1706
1707                 if (hole_size > max_hole_size) {
1708                         max_hole_start = search_start;
1709                         max_hole_size = hole_size;
1710                 }
1711         }
1712
1713         /* See above. */
1714         if (max_hole_size < num_bytes)
1715                 ret = -ENOSPC;
1716         else
1717                 ret = 0;
1718
1719         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1720 out:
1721         btrfs_free_path(path);
1722         *start = max_hole_start;
1723         if (len)
1724                 *len = max_hole_size;
1725         return ret;
1726 }
1727
1728 int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1729                          u64 *start, u64 *len)
1730 {
1731         /* FIXME use last free of some kind */
1732         return find_free_dev_extent_start(device, num_bytes, 0, start, len);
1733 }
1734
1735 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1736                           struct btrfs_device *device,
1737                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1738 {
1739         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1740         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1741         int ret;
1742         struct btrfs_path *path;
1743         struct btrfs_key key;
1744         struct btrfs_key found_key;
1745         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1746         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1747
1748         path = btrfs_alloc_path();
1749         if (!path)
1750                 return -ENOMEM;
1751
1752         key.objectid = device->devid;
1753         key.offset = start;
1754         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1755 again:
1756         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1757         if (ret > 0) {
1758                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1759                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1760                 if (ret)
1761                         goto out;
1762                 leaf = path->nodes[0];
1763                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1764                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1765                                         struct btrfs_dev_extent);
1766                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1767                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1768                 key = found_key;
1769                 btrfs_release_path(path);
1770                 goto again;
1771         } else if (ret == 0) {
1772                 leaf = path->nodes[0];
1773                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1774                                         struct btrfs_dev_extent);
1775         } else {
1776                 goto out;
1777         }
1778
1779         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1780
1781         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1782         if (ret == 0)
1783                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1784 out:
1785         btrfs_free_path(path);
1786         return ret;
1787 }
1788
1789 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1790 {
1791         struct extent_map_tree *em_tree;
1792         struct extent_map *em;
1793         struct rb_node *n;
1794         u64 ret = 0;
1795
1796         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1797         read_lock(&em_tree->lock);
1798         n = rb_last(&em_tree->map.rb_root);
1799         if (n) {
1800                 em = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
1801                 ret = em->start + em->len;
1802         }
1803         read_unlock(&em_tree->lock);
1804
1805         return ret;
1806 }
1807
1808 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1809                                     u64 *devid_ret)
1810 {
1811         int ret;
1812         struct btrfs_key key;
1813         struct btrfs_key found_key;
1814         struct btrfs_path *path;
1815
1816         path = btrfs_alloc_path();
1817         if (!path)
1818                 return -ENOMEM;
1819
1820         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1821         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1822         key.offset = (u64)-1;
1823
1824         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1825         if (ret < 0)
1826                 goto error;
1827
1828         if (ret == 0) {
1829                 /* Corruption */
1830                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1831                 ret = -EUCLEAN;
1832                 goto error;
1833         }
1834
1835         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1836                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1837                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1838         if (ret) {
1839                 *devid_ret = 1;
1840         } else {
1841                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1842                                       path->slots[0]);
1843                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1844         }
1845         ret = 0;
1846 error:
1847         btrfs_free_path(path);
1848         return ret;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * the device information is stored in the chunk root
1853  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1854  */
1855 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1856                             struct btrfs_device *device)
1857 {
1858         int ret;
1859         struct btrfs_path *path;
1860         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1861         struct extent_buffer *leaf;
1862         struct btrfs_key key;
1863         unsigned long ptr;
1864
1865         path = btrfs_alloc_path();
1866         if (!path)
1867                 return -ENOMEM;
1868
1869         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1870         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1871         key.offset = device->devid;
1872
1873         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1874         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1875                                       &key, sizeof(*dev_item));
1876         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1877         if (ret)
1878                 goto out;
1879
1880         leaf = path->nodes[0];
1881         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1882
1883         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1884         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1885         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1886         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1887         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1888         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1889         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1890                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1891         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1892                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1893         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1894         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1895         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1896         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1897
1898         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1899         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1900         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1901         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1902                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1903         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
1904
1905         ret = 0;
1906 out:
1907         btrfs_free_path(path);
1908         return ret;
1909 }
1910
1911 /*
1912  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1913  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1914  *
1915  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1916  */
1917 static void update_dev_time(const char *device_path)
1918 {
1919         struct path path;
1920         struct timespec64 now;
1921         int ret;
1922
1923         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1924         if (ret)
1925                 return;
1926
1927         now = current_time(d_inode(path.dentry));
1928         inode_update_time(d_inode(path.dentry), &now, S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1929         path_put(&path);
1930 }
1931
1932 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1933                              struct btrfs_device *device)
1934 {
1935         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1936         int ret;
1937         struct btrfs_path *path;
1938         struct btrfs_key key;
1939
1940         path = btrfs_alloc_path();
1941         if (!path)
1942                 return -ENOMEM;
1943
1944         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1945         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1946         key.offset = device->devid;
1947
1948         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1949         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1950         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1951         if (ret) {
1952                 if (ret > 0)
1953                         ret = -ENOENT;
1954                 goto out;
1955         }
1956
1957         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1958 out:
1959         btrfs_free_path(path);
1960         return ret;
1961 }
1962
1963 /*
1964  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1965  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1966  * replace.
1967  */
1968 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1969                 u64 num_devices)
1970 {
1971         u64 all_avail;
1972         unsigned seq;
1973         int i;
1974
1975         do {
1976                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1977
1978                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1979                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1980                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1981         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1982
1983         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1984                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1985                         continue;
1986
1987                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1988                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1989         }
1990
1991         return 0;
1992 }
1993
1994 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1995                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1996 {
1997         struct btrfs_device *next_device;
1998
1999         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
2000                 if (next_device != device &&
2001                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
2002                     && next_device->bdev)
2003                         return next_device;
2004         }
2005
2006         return NULL;
2007 }
2008
2009 /*
2010  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2011  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2012  * where this function called, there should be always be another device (or
2013  * this_dev) which is active.
2014  */
2015 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2016                                             struct btrfs_device *next_device)
2017 {
2018         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2019
2020         if (!next_device)
2021                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2022                                                             device);
2023         ASSERT(next_device);
2024
2025         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2026                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2027                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2028
2029         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2030                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2035  * currently replaced.
2036  */
2037 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2038 {
2039         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2040
2041         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2042         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2043                 ASSERT(num_devices > 1);
2044                 num_devices--;
2045         }
2046         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2047
2048         return num_devices;
2049 }
2050
2051 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2052                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2053 {
2054         struct btrfs_super_block *disk_super;
2055         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2056         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2057         int ret;
2058
2059         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2060         if (IS_ERR(disk_super))
2061                 return;
2062
2063         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2064         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2065         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2066
2067         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2068         if (ret)
2069                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2070                         copy_num, ret);
2071 }
2072
2073 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2074                                struct block_device *bdev,
2075                                const char *device_path)
2076 {
2077         int copy_num;
2078
2079         if (!bdev)
2080                 return;
2081
2082         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2083                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2084                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2085                 else
2086                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2087         }
2088
2089         /* Notify udev that device has changed */
2090         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2091
2092         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2093         update_dev_time(device_path);
2094 }
2095
2096 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2097                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2098                     struct block_device **bdev, void **holder)
2099 {
2100         struct btrfs_trans_handle *trans;
2101         struct btrfs_device *device;
2102         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2103         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2104         u64 num_devices;
2105         int ret = 0;
2106
2107         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2108                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2109                 return -EINVAL;
2110         }
2111
2112         /*
2113          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2114          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2115          * filesystem and another device rm cannot run.
2116          */
2117         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2118
2119         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2120         if (ret)
2121                 return ret;
2122
2123         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2124         if (!device) {
2125                 if (args->missing)
2126                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2127                 else
2128                         ret = -ENOENT;
2129                 return ret;
2130         }
2131
2132         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2133                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2134                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2135                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2136                 return -ETXTBSY;
2137         }
2138
2139         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2140                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2141
2142         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2143             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2144                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2145
2146         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2147                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2148                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2149                 device->fs_devices->rw_devices--;
2150                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2151         }
2152
2153         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2154         if (ret)
2155                 goto error_undo;
2156
2157         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2158         if (IS_ERR(trans)) {
2159                 ret = PTR_ERR(trans);
2160                 goto error_undo;
2161         }
2162
2163         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2164         if (ret) {
2165                 /* Any error in dev item removal is critical */
2166                 btrfs_crit(fs_info,
2167                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2168                            device->devid, ret);
2169                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2170                 btrfs_end_transaction(trans);
2171                 return ret;
2172         }
2173
2174         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2175         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2176
2177         /*
2178          * the device list mutex makes sure that we don't change
2179          * the device list while someone else is writing out all
2180          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2181          * lock the device list mutex before getting the number of
2182          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2183          * whoever updates the number of devices in the super block
2184          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2185          */
2186
2187         /*
2188          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2189          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2190          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2191          */
2192         cur_devices = device->fs_devices;
2193         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2194         list_del_rcu(&device->dev_list);
2195
2196         cur_devices->num_devices--;
2197         cur_devices->total_devices--;
2198         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2199         if (cur_devices != fs_devices)
2200                 fs_devices->total_devices--;
2201
2202         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2203                 cur_devices->missing_devices--;
2204
2205         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2206
2207         if (device->bdev) {
2208                 cur_devices->open_devices--;
2209                 /* remove sysfs entry */
2210                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2211         }
2212
2213         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2214         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2215         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2216
2217         /*
2218          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2219          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2220          * free the device.
2221          *
2222          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2223          * write lock, and blkdev_put() will pull in the ->open_mutex on the
2224          * block device and it's dependencies.  Instead just flush the device
2225          * and let the caller do the final blkdev_put.
2226          */
2227         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2228                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2229                                           device->name->str);
2230                 if (device->bdev) {
2231                         sync_blockdev(device->bdev);
2232                         invalidate_bdev(device->bdev);
2233                 }
2234         }
2235
2236         *bdev = device->bdev;
2237         *holder = device->holder;
2238         synchronize_rcu();
2239         btrfs_free_device(device);
2240
2241         /*
2242          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2243          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2244          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2245          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2246          * remove it from our list and free the fs_devices.
2247          */
2248         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2249                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2250                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2251                 cur_devices->opened--;
2252                 free_fs_devices(cur_devices);
2253         }
2254
2255         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2256
2257         return ret;
2258
2259 error_undo:
2260         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2261                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2262                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2263                          &fs_devices->alloc_list);
2264                 device->fs_devices->rw_devices++;
2265                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2266         }
2267         return ret;
2268 }
2269
2270 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2271 {
2272         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2273
2274         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2275
2276         /*
2277          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2278          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2279          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2280          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2281          */
2282         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2283
2284         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2285         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2286         fs_devices->num_devices--;
2287         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2288                 fs_devices->missing_devices--;
2289
2290         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2291                 fs_devices->rw_devices--;
2292
2293         if (srcdev->bdev)
2294                 fs_devices->open_devices--;
2295 }
2296
2297 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2298 {
2299         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2300
2301         mutex_lock(&uuid_mutex);
2302
2303         btrfs_close_bdev(srcdev);
2304         synchronize_rcu();
2305         btrfs_free_device(srcdev);
2306
2307         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2308         if (!fs_devices->num_devices) {
2309                 /*
2310                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2311                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2312                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2313                  * device left under the seed FS.
2314                  */
2315                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2316
2317                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2318                 close_fs_devices(fs_devices);
2319                 free_fs_devices(fs_devices);
2320         }
2321         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2322 }
2323
2324 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2325 {
2326         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2327
2328         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2329
2330         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2331
2332         if (tgtdev->bdev)
2333                 fs_devices->open_devices--;
2334
2335         fs_devices->num_devices--;
2336
2337         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2338
2339         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2340
2341         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2342
2343         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2344                                   tgtdev->name->str);
2345
2346         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2347         synchronize_rcu();
2348         btrfs_free_device(tgtdev);
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Populate args from device at path.
2353  *
2354  * @fs_info:    the filesystem
2355  * @args:       the args to populate
2356  * @path:       the path to the device
2357  *
2358  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2359  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2360  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2361  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2362  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2363  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2364  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2365  * uuid buffers.
2366  *
2367  * Return: 0 for success, -errno for failure
2368  */
2369 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2370                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2371                                  const char *path)
2372 {
2373         struct btrfs_super_block *disk_super;
2374         struct block_device *bdev;
2375         int ret;
2376
2377         if (!path || !path[0])
2378                 return -EINVAL;
2379         if (!strcmp(path, "missing")) {
2380                 args->missing = true;
2381                 return 0;
2382         }
2383
2384         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2385         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2386         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2387                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2388                 return -ENOMEM;
2389         }
2390
2391         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2392                                     &bdev, &disk_super);
2393         if (ret) {
2394                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2395                 return ret;
2396         }
2397
2398         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2399         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2400         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2401                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2402         else
2403                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2404         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2405         blkdev_put(bdev, NULL);
2406         return 0;
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2411  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2412  * that don't need to be freed.
2413  */
2414 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2415 {
2416         kfree(args->uuid);
2417         kfree(args->fsid);
2418         args->uuid = NULL;
2419         args->fsid = NULL;
2420 }
2421
2422 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2423                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2424                 const char *device_path)
2425 {
2426         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2427         struct btrfs_device *device;
2428         int ret;
2429
2430         if (devid) {
2431                 args.devid = devid;
2432                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2433                 if (!device)
2434                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2435                 return device;
2436         }
2437
2438         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2439         if (ret)
2440                 return ERR_PTR(ret);
2441         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2442         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2443         if (!device)
2444                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2445         return device;
2446 }
2447
2448 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2449 {
2450         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2451         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2452         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2453
2454         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2455         if (!fs_devices->seeding)
2456                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2457
2458         /*
2459          * Private copy of the seed devices, anchored at
2460          * fs_info->fs_devices->seed_list
2461          */
2462         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL, NULL);
2463         if (IS_ERR(seed_devices))
2464                 return seed_devices;
2465
2466         /*
2467          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2468          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2469          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2470          * multiple fs seed.
2471          */
2472         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2473         if (IS_ERR(old_devices)) {
2474                 kfree(seed_devices);
2475                 return old_devices;
2476         }
2477
2478         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2479
2480         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2481         seed_devices->opened = 1;
2482         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2483         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2484         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2485
2486         return seed_devices;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2491  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2492  */
2493 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2494                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2495 {
2496         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2497         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2498         struct btrfs_device *device;
2499         u64 super_flags;
2500
2501         /*
2502          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2503          * could race, so uuid_mutex is needed.
2504          */
2505         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2506
2507         /*
2508          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2509          * device_list_mutex:
2510          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2511          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2512          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2513          *
2514          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2515          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2516          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2517          * - btrfs_get_dev_stats()
2518          */
2519         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2520
2521         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2522                               synchronize_rcu);
2523         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2524                 device->fs_devices = seed_devices;
2525
2526         fs_devices->seeding = false;
2527         fs_devices->num_devices = 0;
2528         fs_devices->open_devices = 0;
2529         fs_devices->missing_devices = 0;
2530         fs_devices->rotating = false;
2531         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2532
2533         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2534         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2535         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2536
2537         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2538                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2539         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2544  */
2545 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2546 {
2547         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2548         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2549         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2550         struct btrfs_path *path;
2551         struct extent_buffer *leaf;
2552         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2553         struct btrfs_device *device;
2554         struct btrfs_key key;
2555         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2556         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2557         int ret;
2558
2559         path = btrfs_alloc_path();
2560         if (!path)
2561                 return -ENOMEM;
2562
2563         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2564         key.offset = 0;
2565         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2566
2567         while (1) {
2568                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2569                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2570                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2571                 if (ret < 0)
2572                         goto error;
2573
2574                 leaf = path->nodes[0];
2575 next_slot:
2576                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2577                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2578                         if (ret > 0)
2579                                 break;
2580                         if (ret < 0)
2581                                 goto error;
2582                         leaf = path->nodes[0];
2583                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2584                         btrfs_release_path(path);
2585                         continue;
2586                 }
2587
2588                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2589                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2590                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2591                         break;
2592
2593                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2594                                           struct btrfs_dev_item);
2595                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2596                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2597                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2598                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2599                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2600                 args.uuid = dev_uuid;
2601                 args.fsid = fs_uuid;
2602                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2603                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2604
2605                 if (device->fs_devices->seeding) {
2606                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2607                                                     device->generation);
2608                         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2609                 }
2610
2611                 path->slots[0]++;
2612                 goto next_slot;
2613         }
2614         ret = 0;
2615 error:
2616         btrfs_free_path(path);
2617         return ret;
2618 }
2619
2620 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2621 {
2622         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2623         struct btrfs_trans_handle *trans;
2624         struct btrfs_device *device;
2625         struct block_device *bdev;
2626         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2627         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2628         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2629         u64 orig_super_total_bytes;
2630         u64 orig_super_num_devices;
2631         int ret = 0;
2632         bool seeding_dev = false;
2633         bool locked = false;
2634
2635         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2636                 return -EROFS;
2637
2638         bdev = blkdev_get_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2639                                   fs_info->bdev_holder, NULL);
2640         if (IS_ERR(bdev))
2641                 return PTR_ERR(bdev);
2642
2643         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev)) {
2644                 ret = -EINVAL;
2645                 goto error;
2646         }
2647
2648         if (fs_devices->seeding) {
2649                 seeding_dev = true;
2650                 down_write(&sb->s_umount);
2651                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2652                 locked = true;
2653         }
2654
2655         sync_blockdev(bdev);
2656
2657         rcu_read_lock();
2658         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2659                 if (device->bdev == bdev) {
2660                         ret = -EEXIST;
2661                         rcu_read_unlock();
2662                         goto error;
2663                 }
2664         }
2665         rcu_read_unlock();
2666
2667         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2668         if (IS_ERR(device)) {
2669                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2670                 ret = PTR_ERR(device);
2671                 goto error;
2672         }
2673
2674         device->fs_info = fs_info;
2675         device->bdev = bdev;
2676         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2677         if (ret)
2678                 goto error_free_device;
2679
2680         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2681         if (ret)
2682                 goto error_free_device;
2683
2684         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2685         if (IS_ERR(trans)) {
2686                 ret = PTR_ERR(trans);
2687                 goto error_free_zone;
2688         }
2689
2690         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2691         device->generation = trans->transid;
2692         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2693         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2694         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2695         device->total_bytes =
2696                 round_down(bdev_nr_bytes(bdev), fs_info->sectorsize);
2697         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2698         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2699         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2700         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2701         device->holder = fs_info->bdev_holder;
2702         device->dev_stats_valid = 1;
2703         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2704
2705         if (seeding_dev) {
2706                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2707
2708                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2709                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2710                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2711                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2712                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2713                         goto error_trans;
2714                 }
2715         }
2716
2717         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2718         if (seeding_dev) {
2719                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2720                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2721                                                 device);
2722         }
2723
2724         device->fs_devices = fs_devices;
2725
2726         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2727         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2728         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2729         fs_devices->num_devices++;
2730         fs_devices->open_devices++;
2731         fs_devices->rw_devices++;
2732         fs_devices->total_devices++;
2733         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2734
2735         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2736
2737         if (!bdev_nonrot(bdev))
2738                 fs_devices->rotating = true;
2739
2740         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2741         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2742                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2743                            fs_info->sectorsize));
2744
2745         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2746         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2747                                     orig_super_num_devices + 1);
2748
2749         /*
2750          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2751          * infos
2752          */
2753         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2754
2755         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2756
2757         /* Add sysfs device entry */
2758         btrfs_sysfs_add_device(device);
2759
2760         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2761
2762         if (seeding_dev) {
2763                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2764                 ret = init_first_rw_device(trans);
2765                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2766                 if (ret) {
2767                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2768                         goto error_sysfs;
2769                 }
2770         }
2771
2772         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2773         if (ret) {
2774                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2775                 goto error_sysfs;
2776         }
2777
2778         if (seeding_dev) {
2779                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2780                 if (ret) {
2781                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2782                         goto error_sysfs;
2783                 }
2784
2785                 /*
2786                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2787                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2788                  */
2789                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2790         }
2791
2792         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2793
2794         if (seeding_dev) {
2795                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2796                 up_write(&sb->s_umount);
2797                 locked = false;
2798
2799                 if (ret) /* transaction commit */
2800                         return ret;
2801
2802                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2803                 if (ret < 0)
2804                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2805                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2806                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2807                 if (IS_ERR(trans)) {
2808                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2809                                 return 0;
2810                         ret = PTR_ERR(trans);
2811                         trans = NULL;
2812                         goto error_sysfs;
2813                 }
2814                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2815         }
2816
2817         /*
2818          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2819          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2820          * device.
2821          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2822          * only succeeds if the device was an alien.
2823          */
2824         btrfs_forget_devices(device->devt);
2825
2826         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2827         update_dev_time(device_path);
2828
2829         return ret;
2830
2831 error_sysfs:
2832         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2833         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2834         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2835         list_del_rcu(&device->dev_list);
2836         list_del(&device->dev_alloc_list);
2837         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2838         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2839         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2840         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2841         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2842         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2843         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2844                                     orig_super_total_bytes);
2845         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2846                                     orig_super_num_devices);
2847         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2848         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2849 error_trans:
2850         if (seeding_dev)
2851                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2852         if (trans)
2853                 btrfs_end_transaction(trans);
2854 error_free_zone:
2855         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2856 error_free_device:
2857         btrfs_free_device(device);
2858 error:
2859         blkdev_put(bdev, fs_info->bdev_holder);
2860         if (locked) {
2861                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2862                 up_write(&sb->s_umount);
2863         }
2864         return ret;
2865 }
2866
2867 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2868                                         struct btrfs_device *device)
2869 {
2870         int ret;
2871         struct btrfs_path *path;
2872         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2873         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2874         struct extent_buffer *leaf;
2875         struct btrfs_key key;
2876
2877         path = btrfs_alloc_path();
2878         if (!path)
2879                 return -ENOMEM;
2880
2881         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2882         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2883         key.offset = device->devid;
2884
2885         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2886         if (ret < 0)
2887                 goto out;
2888
2889         if (ret > 0) {
2890                 ret = -ENOENT;
2891                 goto out;
2892         }
2893
2894         leaf = path->nodes[0];
2895         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2896
2897         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2898         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2899         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2900         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2901         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2902         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2903                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2904         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2905                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2906         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2907
2908 out:
2909         btrfs_free_path(path);
2910         return ret;
2911 }
2912
2913 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2914                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2915 {
2916         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2917         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2918         u64 old_total;
2919         u64 diff;
2920         int ret;
2921
2922         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2923                 return -EACCES;
2924
2925         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2926
2927         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2928         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2929         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2930
2931         if (new_size <= device->total_bytes ||
2932             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2933                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2934                 return -EINVAL;
2935         }
2936
2937         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2938                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2939         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2940
2941         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2942         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2943         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2944         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2945                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2946                               &trans->transaction->dev_update_list);
2947         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2948
2949         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2950         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2951         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2952
2953         return ret;
2954 }
2955
2956 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2957 {
2958         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2959         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2960         int ret;
2961         struct btrfs_path *path;
2962         struct btrfs_key key;
2963
2964         path = btrfs_alloc_path();
2965         if (!path)
2966                 return -ENOMEM;
2967
2968         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2969         key.offset = chunk_offset;
2970         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2971
2972         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2973         if (ret < 0)
2974                 goto out;
2975         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2976                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2977                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2978                 ret = -ENOENT;
2979                 goto out;
2980         }
2981
2982         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2983         if (ret < 0)
2984                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2985                                       "Failed to delete chunk item.");
2986 out:
2987         btrfs_free_path(path);
2988         return ret;
2989 }
2990
2991 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2992 {
2993         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2994         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2995         struct btrfs_chunk *chunk;
2996         u8 *ptr;
2997         int ret = 0;
2998         u32 num_stripes;
2999         u32 array_size;
3000         u32 len = 0;
3001         u32 cur;
3002         struct btrfs_key key;
3003
3004         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
3005         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
3006
3007         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3008         cur = 0;
3009
3010         while (cur < array_size) {
3011                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3012                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3013
3014                 len = sizeof(*disk_key);
3015
3016                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3017                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3018                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3019                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3020                 } else {
3021                         ret = -EIO;
3022                         break;
3023                 }
3024                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3025                     key.offset == chunk_offset) {
3026                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3027                         array_size -= len;
3028                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3029                 } else {
3030                         ptr += len;
3031                         cur += len;
3032                 }
3033         }
3034         return ret;
3035 }
3036
3037 /*
3038  * btrfs_get_chunk_map() - Find the mapping containing the given logical extent.
3039  * @logical: Logical block offset in bytes.
3040  * @length: Length of extent in bytes.
3041  *
3042  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3043  */
3044 struct extent_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3045                                        u64 logical, u64 length)
3046 {
3047         struct extent_map_tree *em_tree;
3048         struct extent_map *em;
3049
3050         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
3051         read_lock(&em_tree->lock);
3052         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
3053         read_unlock(&em_tree->lock);
3054
3055         if (!em) {
3056                 btrfs_crit(fs_info, "unable to find logical %llu length %llu",
3057                            logical, length);
3058                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3059         }
3060
3061         if (em->start > logical || em->start + em->len < logical) {
3062                 btrfs_crit(fs_info,
3063                            "found a bad mapping, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3064                            logical, length, em->start, em->start + em->len);
3065                 free_extent_map(em);
3066                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3067         }
3068
3069         /* callers are responsible for dropping em's ref. */
3070         return em;
3071 }
3072
3073 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3074                              struct map_lookup *map, u64 chunk_offset)
3075 {
3076         int i;
3077
3078         /*
3079          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3080          * requires holding the chunk_mutex.
3081          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3082          */
3083         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3084
3085         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3086                 int ret;
3087
3088                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3089                 if (ret)
3090                         return ret;
3091         }
3092
3093         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3094 }
3095
3096 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3097 {
3098         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3099         struct extent_map *em;
3100         struct map_lookup *map;
3101         u64 dev_extent_len = 0;
3102         int i, ret = 0;
3103         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3104
3105         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3106         if (IS_ERR(em)) {
3107                 /*
3108                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3109                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3110                  * do anything we still error out.
3111                  */
3112                 ASSERT(0);
3113                 return PTR_ERR(em);
3114         }
3115         map = em->map_lookup;
3116
3117         /*
3118          * First delete the device extent items from the devices btree.
3119          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3120          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3121          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3122          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3123          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3124          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3125          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3126          */
3127         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3128         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3129                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3130                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3131                                             map->stripes[i].physical,
3132                                             &dev_extent_len);
3133                 if (ret) {
3134                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3135                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3136                         goto out;
3137                 }
3138
3139                 if (device->bytes_used > 0) {
3140                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3141                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3142                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3143                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3144                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3145                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3146                 }
3147         }
3148         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3149
3150         /*
3151          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3152          *
3153          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3154          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3155          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3156          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3157          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3158          *
3159          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3160          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3161          *    because the device object's id can change at any time during that
3162          *    final phase of the device replace operation
3163          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3164          *    replaced device and then see it with an ID of
3165          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3166          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3167          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3168          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3169          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3170          */
3171         trans->removing_chunk = true;
3172         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3173
3174         check_system_chunk(trans, map->type);
3175
3176         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3177         /*
3178          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3179          * through the call to check_system_chunk().
3180          *
3181          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3182          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3183          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3184          * block group with the right profile, or right after we called
3185          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3186          * with enough free space into RO mode.
3187          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3188          *
3189          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3190          */
3191         if (ret == -ENOSPC) {
3192                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3193                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3194
3195                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3196                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3197                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3198                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3199                         goto out;
3200                 }
3201
3202                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3203                 if (ret) {
3204                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3205                         goto out;
3206                 }
3207
3208                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3209                 if (ret) {
3210                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3211                         goto out;
3212                 }
3213         } else if (ret) {
3214                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3215                 goto out;
3216         }
3217
3218         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, em->len);
3219
3220         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3221                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3222                 if (ret) {
3223                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3224                         goto out;
3225                 }
3226         }
3227
3228         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3229         trans->removing_chunk = false;
3230
3231         /*
3232          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3233          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3234          */
3235         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3236
3237         ret = btrfs_remove_block_group(trans, chunk_offset, em);
3238         if (ret) {
3239                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3240                 goto out;
3241         }
3242
3243 out:
3244         if (trans->removing_chunk) {
3245                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3246                 trans->removing_chunk = false;
3247         }
3248         /* once for us */
3249         free_extent_map(em);
3250         return ret;
3251 }
3252
3253 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3254 {
3255         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3256         struct btrfs_trans_handle *trans;
3257         struct btrfs_block_group *block_group;
3258         u64 length;
3259         int ret;
3260
3261         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3262                 btrfs_err(fs_info,
3263                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3264                 return -EINVAL;
3265         }
3266
3267         /*
3268          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3269          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3270          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3271          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3272          *
3273          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3274          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3275          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3276          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3277          * the current task acquires this mutex and calls us.
3278          */
3279         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3280
3281         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3282         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3283         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3284         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3285         if (ret) {
3286                 /*
3287                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3288                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3289                  */
3290                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3291                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3292                 return ret;
3293         }
3294
3295         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3296         if (!block_group)
3297                 return -ENOENT;
3298         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3299         length = block_group->length;
3300         btrfs_put_block_group(block_group);
3301
3302         /*
3303          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3304          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3305          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3306          * filesystem's point of view.
3307          */
3308         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3309                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3310                 if (ret)
3311                         btrfs_info(fs_info,
3312                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3313                                 chunk_offset);
3314         }
3315
3316         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3317                                                      chunk_offset);
3318         if (IS_ERR(trans)) {
3319                 ret = PTR_ERR(trans);
3320                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3321                 return ret;
3322         }
3323
3324         /*
3325          * step two, delete the device extents and the
3326          * chunk tree entries
3327          */
3328         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3329         btrfs_end_transaction(trans);
3330         return ret;
3331 }
3332
3333 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3334 {
3335         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3336         struct btrfs_path *path;
3337         struct extent_buffer *leaf;
3338         struct btrfs_chunk *chunk;
3339         struct btrfs_key key;
3340         struct btrfs_key found_key;
3341         u64 chunk_type;
3342         bool retried = false;
3343         int failed = 0;
3344         int ret;
3345
3346         path = btrfs_alloc_path();
3347         if (!path)
3348                 return -ENOMEM;
3349
3350 again:
3351         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3352         key.offset = (u64)-1;
3353         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3354
3355         while (1) {
3356                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3357                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3358                 if (ret < 0) {
3359                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3360                         goto error;
3361                 }
3362                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3363
3364                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3365                                           key.type);
3366                 if (ret)
3367                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3368                 if (ret < 0)
3369                         goto error;
3370                 if (ret > 0)
3371                         break;
3372
3373                 leaf = path->nodes[0];
3374                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3375
3376                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3377                                        struct btrfs_chunk);
3378                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3379                 btrfs_release_path(path);
3380
3381                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3382                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3383                         if (ret == -ENOSPC)
3384                                 failed++;
3385                         else
3386                                 BUG_ON(ret);
3387                 }
3388                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3389
3390                 if (found_key.offset == 0)
3391                         break;
3392                 key.offset = found_key.offset - 1;
3393         }
3394         ret = 0;
3395         if (failed && !retried) {
3396                 failed = 0;
3397                 retried = true;
3398                 goto again;
3399         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3400                 ret = -ENOSPC;
3401         }
3402 error:
3403         btrfs_free_path(path);
3404         return ret;
3405 }
3406
3407 /*
3408  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3409  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3410  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3411  */
3412 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3413                                       u64 chunk_offset)
3414 {
3415         struct btrfs_block_group *cache;
3416         u64 bytes_used;
3417         u64 chunk_type;
3418
3419         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3420         ASSERT(cache);
3421         chunk_type = cache->flags;
3422         btrfs_put_block_group(cache);
3423
3424         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3425                 return 0;
3426
3427         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3428         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3429         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3430
3431         if (!bytes_used) {
3432                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3433                 int ret;
3434
3435                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3436                 if (IS_ERR(trans))
3437                         return PTR_ERR(trans);
3438
3439                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3440                 btrfs_end_transaction(trans);
3441                 if (ret < 0)
3442                         return ret;
3443                 return 1;
3444         }
3445
3446         return 0;
3447 }
3448
3449 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3450                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3451 {
3452         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3453         struct btrfs_trans_handle *trans;
3454         struct btrfs_balance_item *item;
3455         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3456         struct btrfs_path *path;
3457         struct extent_buffer *leaf;
3458         struct btrfs_key key;
3459         int ret, err;
3460
3461         path = btrfs_alloc_path();
3462         if (!path)
3463                 return -ENOMEM;
3464
3465         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3466         if (IS_ERR(trans)) {
3467                 btrfs_free_path(path);
3468                 return PTR_ERR(trans);
3469         }
3470
3471         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3472         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3473         key.offset = 0;
3474
3475         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3476                                       sizeof(*item));
3477         if (ret)
3478                 goto out;
3479
3480         leaf = path->nodes[0];
3481         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3482
3483         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3484
3485         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3486         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3487         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3488         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3489         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3490         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3491
3492         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3493
3494         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3495 out:
3496         btrfs_free_path(path);
3497         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3498         if (err && !ret)
3499                 ret = err;
3500         return ret;
3501 }
3502
3503 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3504 {
3505         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3506         struct btrfs_trans_handle *trans;
3507         struct btrfs_path *path;
3508         struct btrfs_key key;
3509         int ret, err;
3510
3511         path = btrfs_alloc_path();
3512         if (!path)
3513                 return -ENOMEM;
3514
3515         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3516         if (IS_ERR(trans)) {
3517                 btrfs_free_path(path);
3518                 return PTR_ERR(trans);
3519         }
3520
3521         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3522         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3523         key.offset = 0;
3524
3525         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3526         if (ret < 0)
3527                 goto out;
3528         if (ret > 0) {
3529                 ret = -ENOENT;
3530                 goto out;
3531         }
3532
3533         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3534 out:
3535         btrfs_free_path(path);
3536         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3537         if (err && !ret)
3538                 ret = err;
3539         return ret;
3540 }
3541
3542 /*
3543  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3544  * resume after balance was interrupted.
3545  */
3546 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3547 {
3548         /*
3549          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3550          */
3551         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3552                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3553         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3554                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3555         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3556                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3557
3558         /*
3559          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3560          * that chunks that we have already balanced should be
3561          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3562          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3563          * (albeit full) chunks.
3564          */
3565         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3566             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3567             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3568                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3569                 bctl->data.usage = 90;
3570         }
3571         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3572             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3573             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3574                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3575                 bctl->sys.usage = 90;
3576         }
3577         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3578             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3579             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3580                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3581                 bctl->meta.usage = 90;
3582         }
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3587  */
3588 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3589 {
3590         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3591         int ret;
3592
3593         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3594
3595         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3596         fs_info->balance_ctl = NULL;
3597         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3598
3599         kfree(bctl);
3600         ret = del_balance_item(fs_info);
3601         if (ret)
3602                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3603 }
3604
3605 /*
3606  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3607  * (should not be balanced).
3608  */
3609 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3610                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3611 {
3612         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3613                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3614
3615         if (bargs->profiles & chunk_type)
3616                 return 0;
3617
3618         return 1;
3619 }
3620
3621 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3622                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3623 {
3624         struct btrfs_block_group *cache;
3625         u64 chunk_used;
3626         u64 user_thresh_min;
3627         u64 user_thresh_max;
3628         int ret = 1;
3629
3630         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3631         chunk_used = cache->used;
3632
3633         if (bargs->usage_min == 0)
3634                 user_thresh_min = 0;
3635         else
3636                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3637
3638         if (bargs->usage_max == 0)
3639                 user_thresh_max = 1;
3640         else if (bargs->usage_max > 100)
3641                 user_thresh_max = cache->length;
3642         else
3643                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3644
3645         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3646                 ret = 0;
3647
3648         btrfs_put_block_group(cache);
3649         return ret;
3650 }
3651
3652 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3653                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3654 {
3655         struct btrfs_block_group *cache;
3656         u64 chunk_used, user_thresh;
3657         int ret = 1;
3658
3659         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3660         chunk_used = cache->used;
3661
3662         if (bargs->usage_min == 0)
3663                 user_thresh = 1;
3664         else if (bargs->usage > 100)
3665                 user_thresh = cache->length;
3666         else
3667                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3668
3669         if (chunk_used < user_thresh)
3670                 ret = 0;
3671
3672         btrfs_put_block_group(cache);
3673         return ret;
3674 }
3675
3676 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3677                               struct btrfs_chunk *chunk,
3678                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3679 {
3680         struct btrfs_stripe *stripe;
3681         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3682         int i;
3683
3684         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3685                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3686                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3687                         return 0;
3688         }
3689
3690         return 1;
3691 }
3692
3693 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3694 {
3695         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3696         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3697         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3698
3699         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3700 }
3701
3702 /* [pstart, pend) */
3703 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3704                                struct btrfs_chunk *chunk,
3705                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3706 {
3707         struct btrfs_stripe *stripe;
3708         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3709         u64 stripe_offset;
3710         u64 stripe_length;
3711         u64 type;
3712         int factor;
3713         int i;
3714
3715         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3716                 return 0;
3717
3718         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3719         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3720
3721         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3722                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3723                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3724                         continue;
3725
3726                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3727                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3728                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3729
3730                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3731                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3732                         return 0;
3733         }
3734
3735         return 1;
3736 }
3737
3738 /* [vstart, vend) */
3739 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3740                                struct btrfs_chunk *chunk,
3741                                u64 chunk_offset,
3742                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3743 {
3744         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3745             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3746                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3747                 return 0;
3748
3749         return 1;
3750 }
3751
3752 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3753                                struct btrfs_chunk *chunk,
3754                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3755 {
3756         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3757
3758         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3759                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3760                 return 0;
3761
3762         return 1;
3763 }
3764
3765 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3766                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3767 {
3768         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3769                 return 0;
3770
3771         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3772                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3773
3774         if (bargs->target == chunk_type)
3775                 return 1;
3776
3777         return 0;
3778 }
3779
3780 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3781                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3782 {
3783         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3784         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3785         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3786         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3787
3788         /* type filter */
3789         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3790               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3791                 return 0;
3792         }
3793
3794         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3795                 bargs = &bctl->data;
3796         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3797                 bargs = &bctl->sys;
3798         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3799                 bargs = &bctl->meta;
3800
3801         /* profiles filter */
3802         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3803             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3804                 return 0;
3805         }
3806
3807         /* usage filter */
3808         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3809             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3810                 return 0;
3811         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3812             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3813                 return 0;
3814         }
3815
3816         /* devid filter */
3817         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3818             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3819                 return 0;
3820         }
3821
3822         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3823         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3824             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3825                 return 0;
3826         }
3827
3828         /* vrange filter */
3829         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3830             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3831                 return 0;
3832         }
3833
3834         /* stripes filter */
3835         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3836             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3837                 return 0;
3838         }
3839
3840         /* soft profile changing mode */
3841         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3842             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3843                 return 0;
3844         }
3845
3846         /*
3847          * limited by count, must be the last filter
3848          */
3849         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3850                 if (bargs->limit == 0)
3851                         return 0;
3852                 else
3853                         bargs->limit--;
3854         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3855                 /*
3856                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3857                  * determined here because we do not have the global information
3858                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3859                  */
3860                 if (bargs->limit_max == 0)
3861                         return 0;
3862                 else
3863                         bargs->limit_max--;
3864         }
3865
3866         return 1;
3867 }
3868
3869 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3870 {
3871         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3872         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3873         u64 chunk_type;
3874         struct btrfs_chunk *chunk;
3875         struct btrfs_path *path = NULL;
3876         struct btrfs_key key;
3877         struct btrfs_key found_key;
3878         struct extent_buffer *leaf;
3879         int slot;
3880         int ret;
3881         int enospc_errors = 0;
3882         bool counting = true;
3883         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3884         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3885         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3886         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3887         u32 count_data = 0;
3888         u32 count_meta = 0;
3889         u32 count_sys = 0;
3890         int chunk_reserved = 0;
3891
3892         path = btrfs_alloc_path();
3893         if (!path) {
3894                 ret = -ENOMEM;
3895                 goto error;
3896         }
3897
3898         /* zero out stat counters */
3899         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3900         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3901         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3902 again:
3903         if (!counting) {
3904                 /*
3905                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3906                  * in the
3907                  */
3908                 bctl->data.limit = limit_data;
3909                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3910                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3911         }
3912         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3913         key.offset = (u64)-1;
3914         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3915
3916         while (1) {
3917                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3918                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3919                         ret = -ECANCELED;
3920                         goto error;
3921                 }
3922
3923                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3924                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3925                 if (ret < 0) {
3926                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3927                         goto error;
3928                 }
3929
3930                 /*
3931                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3932                  * failed
3933                  */
3934                 if (ret == 0)
3935                         BUG(); /* FIXME break ? */
3936
3937                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3938                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3939                 if (ret) {
3940                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3941                         ret = 0;
3942                         break;
3943                 }
3944
3945                 leaf = path->nodes[0];
3946                 slot = path->slots[0];
3947                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3948
3949                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3950                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3951                         break;
3952                 }
3953
3954                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3955                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3956
3957                 if (!counting) {
3958                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3959                         bctl->stat.considered++;
3960                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3961                 }
3962
3963                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3964
3965                 btrfs_release_path(path);
3966                 if (!ret) {
3967                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3968                         goto loop;
3969                 }
3970
3971                 if (counting) {
3972                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3973                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3974                         bctl->stat.expected++;
3975                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3976
3977                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3978                                 count_data++;
3979                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3980                                 count_sys++;
3981                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3982                                 count_meta++;
3983
3984                         goto loop;
3985                 }
3986
3987                 /*
3988                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
3989                  * filter is used, limit_min is 0 by default
3990                  */
3991                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
3992                                         count_data < bctl->data.limit_min)
3993                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
3994                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
3995                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
3996                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
3997                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3998                         goto loop;
3999                 }
4000
4001                 if (!chunk_reserved) {
4002                         /*
4003                          * We may be relocating the only data chunk we have,
4004                          * which could potentially end up with losing data's
4005                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
4006                          * advance.
4007                          */
4008                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4009                                                          found_key.offset);
4010                         if (ret < 0) {
4011                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4012                                 goto error;
4013                         } else if (ret == 1) {
4014                                 chunk_reserved = 1;
4015                         }
4016                 }
4017
4018                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4019                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4020                 if (ret == -ENOSPC) {
4021                         enospc_errors++;
4022                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4023                         btrfs_info(fs_info,
4024            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4025                                    found_key.offset);
4026                         ret = 0;
4027                 } else if (ret) {
4028                         goto error;
4029                 } else {
4030                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4031                         bctl->stat.completed++;
4032                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4033                 }
4034 loop:
4035                 if (found_key.offset == 0)
4036                         break;
4037                 key.offset = found_key.offset - 1;
4038         }
4039
4040         if (counting) {
4041                 btrfs_release_path(path);
4042                 counting = false;
4043                 goto again;
4044         }
4045 error:
4046         btrfs_free_path(path);
4047         if (enospc_errors) {
4048                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4049                            enospc_errors);
4050                 if (!ret)
4051                         ret = -ENOSPC;
4052         }
4053
4054         return ret;
4055 }
4056
4057 /*
4058  * See if a given profile is valid and reduced.
4059  *
4060  * @flags:     profile to validate
4061  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4062  */
4063 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4064 {
4065         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4066                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4067
4068         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4069
4070         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4071         if (flags & ~mask)
4072                 return 0;
4073
4074         /* 2) see if profile is reduced */
4075         if (flags == 0)
4076                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4077
4078         return has_single_bit_set(flags);
4079 }
4080
4081 /*
4082  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4083  * Otherwise print the error message and return false.
4084  */
4085 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4086                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4087                 u64 allowed, const char *type)
4088 {
4089         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4090                 return true;
4091
4092         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4093         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4094             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4095                 return true;
4096
4097         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4098                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4099         return false;
4100 }
4101
4102 /*
4103  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4104  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4105  * does not fit into the provided buffer.
4106  */
4107 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4108                                  u32 size_buf)
4109 {
4110         int ret;
4111         u32 size_bp = size_buf;
4112         char *bp = buf;
4113         u64 flags = bargs->flags;
4114         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4115
4116         if (!flags)
4117                 return;
4118
4119 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4120         do {                                                            \
4121                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4122                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4123                         goto out_overflow;                              \
4124                 size_bp -= ret;                                         \
4125                 bp += ret;                                              \
4126         } while (0)
4127
4128 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4129         do {                                                            \
4130                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4131                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4132                         goto out_overflow;                              \
4133                 size_bp -= ret;                                         \
4134                 bp += ret;                                              \
4135         } while (0)
4136
4137 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4138         do {                                                            \
4139                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4140                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4141                         goto out_overflow;                              \
4142                 size_bp -= ret;                                         \
4143                 bp += ret;                                              \
4144         } while (0)
4145
4146         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4147                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4148                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4149
4150         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4151                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4152
4153         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4154                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4155                                             sizeof(tmp_buf));
4156                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4157         }
4158
4159         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4160                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4161
4162         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4163                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4164                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4165
4166         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4167                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4168
4169         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4170                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4171                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4172
4173         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4174                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4175                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4176
4177         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4178                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4179
4180         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4181                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4182                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4183
4184         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4185                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4186                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4187
4188 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4189 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4190 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4191
4192 out_overflow:
4193
4194         if (size_bp < size_buf)
4195                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4196         else
4197                 buf[0] = '\0';
4198 }
4199
4200 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4201 {
4202         u32 size_buf = 1024;
4203         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4204         char *buf;
4205         char *bp;
4206         u32 size_bp = size_buf;
4207         int ret;
4208         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4209
4210         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4211         if (!buf)
4212                 return;
4213
4214         bp = buf;
4215
4216 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4217         do {                                                            \
4218                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4219                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4220                         goto out_overflow;                              \
4221                 size_bp -= ret;                                         \
4222                 bp += ret;                                              \
4223         } while (0)
4224
4225         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4226                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4227
4228         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4229                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4230                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4231         }
4232
4233         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4234                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4235                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4236         }
4237
4238         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4239                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4240                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4241         }
4242
4243 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4244
4245 out_overflow:
4246
4247         if (size_bp < size_buf)
4248                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4249         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4250                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4251                    "resume" : "start", buf);
4252
4253         kfree(buf);
4254 }
4255
4256 /*
4257  * Should be called with balance mutexe held
4258  */
4259 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4260                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4261                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4262 {
4263         u64 meta_target, data_target;
4264         u64 allowed;
4265         int mixed = 0;
4266         int ret;
4267         u64 num_devices;
4268         unsigned seq;
4269         bool reducing_redundancy;
4270         bool paused = false;
4271         int i;
4272
4273         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4274             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4275             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4276                 ret = -EINVAL;
4277                 goto out;
4278         }
4279
4280         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4281         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4282                 mixed = 1;
4283
4284         /*
4285          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4286          * and identical options should be given for both of them.
4287          */
4288         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4289         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4290                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4291                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4292                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4293                         btrfs_err(fs_info,
4294           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4295                         ret = -EINVAL;
4296                         goto out;
4297                 }
4298         }
4299
4300         /*
4301          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4302          * are exclusive
4303          */
4304         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4305
4306         /*
4307          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4308          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4309          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4310          */
4311         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4312         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4313                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4314                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4315
4316         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4317             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4318             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4319                 ret = -EINVAL;
4320                 goto out;
4321         }
4322
4323         /*
4324          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4325          * profiles with redundancy (copies, parity)
4326          */
4327         allowed = 0;
4328         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4329                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4330                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4331                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4332         }
4333         do {
4334                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4335
4336                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4337                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4338                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4339                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4340                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4341                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4342                         reducing_redundancy = true;
4343                 else
4344                         reducing_redundancy = false;
4345
4346                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4347                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4348                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4349                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4350                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4351         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4352
4353         if (reducing_redundancy) {
4354                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4355                         btrfs_info(fs_info,
4356                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4357                 } else {
4358                         btrfs_err(fs_info,
4359         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4360                         ret = -EINVAL;
4361                         goto out;
4362                 }
4363         }
4364
4365         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4366                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4367                 btrfs_warn(fs_info,
4368         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4369                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4370                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4371         }
4372
4373         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4374         if (ret && ret != -EEXIST)
4375                 goto out;
4376
4377         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4378                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4379                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4380                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4381                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4382                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4383         } else {
4384                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4385                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4386                 update_balance_args(bctl);
4387                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4388         }
4389
4390         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4391         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4392         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4393         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4394
4395         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4396
4397         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4398         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4399                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4400                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4401                 paused = true;
4402         }
4403         /*
4404          * Balance can be canceled by:
4405          *
4406          * - Regular cancel request
4407          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4408          *
4409          * - Fatal signal to "btrfs" process
4410          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4411          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4412          *   got -ECANCELED.
4413          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4414          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4415          *
4416          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4417          */
4418         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4419                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4420         else
4421                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4422
4423         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4424
4425         if (bargs) {
4426                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4427                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4428         }
4429
4430         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4431         if (!paused) {
4432                 reset_balance_state(fs_info);
4433                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4434         }
4435
4436         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4437
4438         return ret;
4439 out:
4440         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4441                 reset_balance_state(fs_info);
4442         else
4443                 kfree(bctl);
4444         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4445
4446         return ret;
4447 }
4448
4449 static int balance_kthread(void *data)
4450 {
4451         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4452         int ret = 0;
4453
4454         sb_start_write(fs_info->sb);
4455         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4456         if (fs_info->balance_ctl)
4457                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4458         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4459         sb_end_write(fs_info->sb);
4460
4461         return ret;
4462 }
4463
4464 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4465 {
4466         struct task_struct *tsk;
4467
4468         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4469         if (!fs_info->balance_ctl) {
4470                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4471                 return 0;
4472         }
4473         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4474
4475         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4476                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4477                 return 0;
4478         }
4479
4480         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4481         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4482         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4483         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4484         /*
4485          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4486          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4487          * the resume flag.
4488          */
4489         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4490         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4491         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4492
4493         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4494         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4495 }
4496
4497 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4498 {
4499         struct btrfs_balance_control *bctl;
4500         struct btrfs_balance_item *item;
4501         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4502         struct btrfs_path *path;
4503         struct extent_buffer *leaf;
4504         struct btrfs_key key;
4505         int ret;
4506
4507         path = btrfs_alloc_path();
4508         if (!path)
4509                 return -ENOMEM;
4510
4511         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4512         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4513         key.offset = 0;
4514
4515         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4516         if (ret < 0)
4517                 goto out;
4518         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4519                 ret = 0;
4520                 goto out;
4521         }
4522
4523         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4524         if (!bctl) {
4525                 ret = -ENOMEM;
4526                 goto out;
4527         }
4528
4529         leaf = path->nodes[0];
4530         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4531
4532         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4533         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4534
4535         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4536         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4537         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4538         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4539         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4540         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4541
4542         /*
4543          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4544          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4545          *
4546          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4547          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4548          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4549          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4550          * set up.
4551          */
4552         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4553                 btrfs_warn(fs_info,
4554         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4555
4556         btrfs_release_path(path);
4557
4558         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4559         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4560         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4561         fs_info->balance_ctl = bctl;
4562         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4563         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4564 out:
4565         btrfs_free_path(path);
4566         return ret;
4567 }
4568
4569 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4570 {
4571         int ret = 0;
4572
4573         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4574         if (!fs_info->balance_ctl) {
4575                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4576                 return -ENOTCONN;
4577         }
4578
4579         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4580                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4581                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4582
4583                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4584                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4585
4586                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4587                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4588                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4589                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4590         } else {
4591                 ret = -ENOTCONN;
4592         }
4593
4594         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4595         return ret;
4596 }
4597
4598 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4599 {
4600         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4601         if (!fs_info->balance_ctl) {
4602                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4603                 return -ENOTCONN;
4604         }
4605
4606         /*
4607          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4608          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4609          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4610          */
4611         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4612                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4613                 return -EROFS;
4614         }
4615
4616         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4617         /*
4618          * if we are running just wait and return, balance item is
4619          * deleted in btrfs_balance in this case
4620          */
4621         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4622                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4623                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4624                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4625                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4626         } else {
4627                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4628                 /*
4629                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4630                  * reexamine the status again.
4631                  */
4632                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4633
4634                 if (fs_info->balance_ctl) {
4635                         reset_balance_state(fs_info);
4636                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4637                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4638                 }
4639         }
4640
4641         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4642         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4643         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4644         return 0;
4645 }
4646
4647 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4648 {
4649         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4650         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4651         struct btrfs_key key;
4652         struct btrfs_path *path = NULL;
4653         int ret = 0;
4654         struct extent_buffer *eb;
4655         int slot;
4656         struct btrfs_root_item root_item;
4657         u32 item_size;
4658         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4659         bool closing = false;
4660
4661         path = btrfs_alloc_path();
4662         if (!path) {
4663                 ret = -ENOMEM;
4664                 goto out;
4665         }
4666
4667         key.objectid = 0;
4668         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4669         key.offset = 0;
4670
4671         while (1) {
4672                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4673                         closing = true;
4674                         break;
4675                 }
4676                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4677                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4678                 if (ret) {
4679                         if (ret > 0)
4680                                 ret = 0;
4681                         break;
4682                 }
4683
4684                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4685                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4686                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4687                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4688                         goto skip;
4689
4690                 eb = path->nodes[0];
4691                 slot = path->slots[0];
4692                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4693                 if (item_size < sizeof(root_item))
4694                         goto skip;
4695
4696                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4697                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4698                                    (int)sizeof(root_item));
4699                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4700                         goto skip;
4701
4702                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4703                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4704                         if (trans)
4705                                 goto update_tree;
4706
4707                         btrfs_release_path(path);
4708                         /*
4709                          * 1 - subvol uuid item
4710                          * 1 - received_subvol uuid item
4711                          */
4712                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4713                         if (IS_ERR(trans)) {
4714                                 ret = PTR_ERR(trans);
4715                                 break;
4716                         }
4717                         continue;
4718                 } else {
4719                         goto skip;
4720                 }
4721 update_tree:
4722                 btrfs_release_path(path);
4723                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4724                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4725                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4726                                                   key.objectid);
4727                         if (ret < 0) {
4728                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4729                                         ret);
4730                                 break;
4731                         }
4732                 }
4733
4734                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4735                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4736                                                   root_item.received_uuid,
4737                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4738                                                   key.objectid);
4739                         if (ret < 0) {
4740                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4741                                         ret);
4742                                 break;
4743                         }
4744                 }
4745
4746 skip:
4747                 btrfs_release_path(path);
4748                 if (trans) {
4749                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4750                         trans = NULL;
4751                         if (ret)
4752                                 break;
4753                 }
4754
4755                 if (key.offset < (u64)-1) {
4756                         key.offset++;
4757                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4758                         key.offset = 0;
4759                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4760                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4761                         key.offset = 0;
4762                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4763                         key.objectid++;
4764                 } else {
4765                         break;
4766                 }
4767                 cond_resched();
4768         }
4769
4770 out:
4771         btrfs_free_path(path);
4772         if (trans && !IS_ERR(trans))
4773                 btrfs_end_transaction(trans);
4774         if (ret)
4775                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4776         else if (!closing)
4777                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4778         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4779         return 0;
4780 }
4781
4782 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4783 {
4784         struct btrfs_trans_handle *trans;
4785         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4786         struct btrfs_root *uuid_root;
4787         struct task_struct *task;
4788         int ret;
4789
4790         /*
4791          * 1 - root node
4792          * 1 - root item
4793          */
4794         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4795         if (IS_ERR(trans))
4796                 return PTR_ERR(trans);
4797
4798         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4799         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4800                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4801                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4802                 btrfs_end_transaction(trans);
4803                 return ret;
4804         }
4805
4806         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4807
4808         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4809         if (ret)
4810                 return ret;
4811
4812         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4813         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4814         if (IS_ERR(task)) {
4815                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4816                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4817                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4818                 return PTR_ERR(task);
4819         }
4820
4821         return 0;
4822 }
4823
4824 /*
4825  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4826  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4827  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4828  */
4829 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4830 {
4831         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4832         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4833         struct btrfs_trans_handle *trans;
4834         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4835         struct btrfs_path *path;
4836         u64 length;
4837         u64 chunk_offset;
4838         int ret;
4839         int slot;
4840         int failed = 0;
4841         bool retried = false;
4842         struct extent_buffer *l;
4843         struct btrfs_key key;
4844         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4845         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4846         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4847         u64 diff;
4848         u64 start;
4849
4850         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4851         start = new_size;
4852         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4853
4854         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4855                 return -EINVAL;
4856
4857         path = btrfs_alloc_path();
4858         if (!path)
4859                 return -ENOMEM;
4860
4861         path->reada = READA_BACK;
4862
4863         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4864         if (IS_ERR(trans)) {
4865                 btrfs_free_path(path);
4866                 return PTR_ERR(trans);
4867         }
4868
4869         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4870
4871         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4872         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4873                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4874                 atomic64_sub(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4875         }
4876
4877         /*
4878          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4879          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4880          * and relocates them accordingly.
4881          */
4882         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4883                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4884                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4885                 if (ret)
4886                         goto done;
4887         } else {
4888                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4889                 btrfs_end_transaction(trans);
4890         }
4891
4892 again:
4893         key.objectid = device->devid;
4894         key.offset = (u64)-1;
4895         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4896
4897         do {
4898                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4899                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4900                 if (ret < 0) {
4901                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4902                         goto done;
4903                 }
4904
4905                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4906                 if (ret) {
4907                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4908                         if (ret < 0)
4909                                 goto done;
4910                         ret = 0;
4911                         btrfs_release_path(path);
4912                         break;
4913                 }
4914
4915                 l = path->nodes[0];
4916                 slot = path->slots[0];
4917                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4918
4919                 if (key.objectid != device->devid) {
4920                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4921                         btrfs_release_path(path);
4922                         break;
4923                 }
4924
4925                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4926                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4927
4928                 if (key.offset + length <= new_size) {
4929                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4930                         btrfs_release_path(path);
4931                         break;
4932                 }
4933
4934                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4935                 btrfs_release_path(path);
4936
4937                 /*
4938                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4939                  * which could potentially end up with losing data's
4940                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4941                  * advance.
4942                  */
4943                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4944                 if (ret < 0) {
4945                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4946                         goto done;
4947                 }
4948
4949                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4950                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4951                 if (ret == -ENOSPC) {
4952                         failed++;
4953                 } else if (ret) {
4954                         if (ret == -ETXTBSY) {
4955                                 btrfs_warn(fs_info,
4956                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
4957                                            chunk_offset);
4958                         }
4959                         goto done;
4960                 }
4961         } while (key.offset-- > 0);
4962
4963         if (failed && !retried) {
4964                 failed = 0;
4965                 retried = true;
4966                 goto again;
4967         } else if (failed && retried) {
4968                 ret = -ENOSPC;
4969                 goto done;
4970         }
4971
4972         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
4973         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4974         if (IS_ERR(trans)) {
4975                 ret = PTR_ERR(trans);
4976                 goto done;
4977         }
4978
4979         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4980         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
4981         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
4982                           CHUNK_STATE_MASK);
4983
4984         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
4985         if (list_empty(&device->post_commit_list))
4986                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
4987                               &trans->transaction->dev_update_list);
4988
4989         WARN_ON(diff > old_total);
4990         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
4991                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
4992         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4993
4994         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
4995         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
4996         ret = btrfs_update_device(trans, device);
4997         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
4998         if (ret < 0) {
4999                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5000                 btrfs_end_transaction(trans);
5001         } else {
5002                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5003         }
5004 done:
5005         btrfs_free_path(path);
5006         if (ret) {
5007                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5008                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5009                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
5010                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5011                 atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
5012                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5013         }
5014         return ret;
5015 }
5016
5017 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5018                            struct btrfs_key *key,
5019                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5020 {
5021         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5022         struct btrfs_disk_key disk_key;
5023         u32 array_size;
5024         u8 *ptr;
5025
5026         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5027
5028         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5029         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5030                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5031                 return -EFBIG;
5032
5033         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5034         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5035         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5036         ptr += sizeof(disk_key);
5037         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5038         item_size += sizeof(disk_key);
5039         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5040
5041         return 0;
5042 }
5043
5044 /*
5045  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5046  */
5047 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5048 {
5049         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5050         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5051
5052         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5053                 return -1;
5054         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5055                 return 1;
5056         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5057                 return -1;
5058         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5059                 return 1;
5060         return 0;
5061 }
5062
5063 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5064 {
5065         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5066                 return;
5067
5068         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5069 }
5070
5071 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5072 {
5073         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5074                 return;
5075
5076         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5077 }
5078
5079 /*
5080  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5081  * Wraps needed parameters.
5082  */
5083 struct alloc_chunk_ctl {
5084         u64 start;
5085         u64 type;
5086         /* Total number of stripes to allocate */
5087         int num_stripes;
5088         /* sub_stripes info for map */
5089         int sub_stripes;
5090         /* Stripes per device */
5091         int dev_stripes;
5092         /* Maximum number of devices to use */
5093         int devs_max;
5094         /* Minimum number of devices to use */
5095         int devs_min;
5096         /* ndevs has to be a multiple of this */
5097         int devs_increment;
5098         /* Number of copies */
5099         int ncopies;
5100         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5101         int nparity;
5102         u64 max_stripe_size;
5103         u64 max_chunk_size;
5104         u64 dev_extent_min;
5105         u64 stripe_size;
5106         u64 chunk_size;
5107         int ndevs;
5108 };
5109
5110 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5111                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5112                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5113 {
5114         struct btrfs_space_info *space_info;
5115
5116         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5117         ASSERT(space_info);
5118
5119         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5120         ctl->max_stripe_size = ctl->max_chunk_size;
5121
5122         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5123                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5124
5125         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5126         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5127                                   ctl->max_chunk_size);
5128         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5129 }
5130
5131 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5132                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5133                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5134 {
5135         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5136         u64 limit;
5137         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5138         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5139         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5140         u64 type = ctl->type;
5141
5142         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5143         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5144                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5145                                                  zone_size);
5146         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5147                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5148         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5149                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5150                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5151                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5152         } else {
5153                 BUG();
5154         }
5155
5156         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5157         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5158                                zone_size),
5159                     min_chunk_size);
5160         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5161         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5162 }
5163
5164 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5165                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5166 {
5167         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5168
5169         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5170         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5171         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5172         if (!ctl->devs_max)
5173                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5174         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5175         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5176         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5177         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5178         ctl->ndevs = 0;
5179
5180         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5181         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5182                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5183                 break;
5184         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5185                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5186                 break;
5187         default:
5188                 BUG();
5189         }
5190 }
5191
5192 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5193                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5194                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5195 {
5196         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5197         struct btrfs_device *device;
5198         u64 total_avail;
5199         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5200         int ret;
5201         int ndevs = 0;
5202         u64 max_avail;
5203         u64 dev_offset;
5204
5205         /*
5206          * in the first pass through the devices list, we gather information
5207          * about the available holes on each device.
5208          */
5209         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5210                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5211                         WARN(1, KERN_ERR
5212                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5213                         continue;
5214                 }
5215
5216                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5217                                         &device->dev_state) ||
5218                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5219                         continue;
5220
5221                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5222                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5223                 else
5224                         total_avail = 0;
5225
5226                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5227                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5228                         continue;
5229
5230                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5231                                            &max_avail);
5232                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5233                         return ret;
5234
5235                 if (ret == 0)
5236                         max_avail = dev_extent_want;
5237
5238                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5239                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5240                                 btrfs_debug(info,
5241                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5242                                             __func__, device->devid, max_avail,
5243                                             ctl->dev_extent_min);
5244                         continue;
5245                 }
5246
5247                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5248                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5249                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5250                         break;
5251                 }
5252                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5253                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5254                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5255                 devices_info[ndevs].dev = device;
5256                 ++ndevs;
5257         }
5258         ctl->ndevs = ndevs;
5259
5260         /*
5261          * now sort the devices by hole size / available space
5262          */
5263         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5264              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5265
5266         return 0;
5267 }
5268
5269 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5270                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5271 {
5272         /* Number of stripes that count for block group size */
5273         int data_stripes;
5274
5275         /*
5276          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5277          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5278          *
5279          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5280          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5281          */
5282         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5283                                    ctl->dev_stripes);
5284         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5285
5286         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5287         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5288
5289         /*
5290          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5291          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5292          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5293          * reduce stripe_size.
5294          */
5295         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5296                 /*
5297                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5298                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5299                  * previous value we had already.
5300                  */
5301                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5302                                                         data_stripes), SZ_16M),
5303                                        ctl->stripe_size);
5304         }
5305
5306         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5307         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5308
5309         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5310         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5311         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5312
5313         return 0;
5314 }
5315
5316 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5317                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5318 {
5319         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5320         /* Number of stripes that count for block group size */
5321         int data_stripes;
5322
5323         /*
5324          * It should hold because:
5325          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5326          */
5327         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5328
5329         ctl->stripe_size = zone_size;
5330         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5331         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5332
5333         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5334         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5335                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5336                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5337                                      ctl->dev_stripes);
5338                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5339                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5340                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5341         }
5342
5343         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5344
5345         return 0;
5346 }
5347
5348 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5349                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5350                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5351 {
5352         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5353
5354         /*
5355          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5356          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5357          * rounddown is safe.
5358          */
5359         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5360
5361         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5362                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5363                         btrfs_debug(info,
5364         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5365                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5366                 }
5367                 return -ENOSPC;
5368         }
5369
5370         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5371
5372         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5373         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5374                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5375         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5376                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5377         default:
5378                 BUG();
5379         }
5380 }
5381
5382 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5383                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5384                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5385 {
5386         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5387         struct map_lookup *map = NULL;
5388         struct extent_map_tree *em_tree;
5389         struct btrfs_block_group *block_group;
5390         struct extent_map *em;
5391         u64 start = ctl->start;
5392         u64 type = ctl->type;
5393         int ret;
5394         int i;
5395         int j;
5396
5397         map = kmalloc(map_lookup_size(ctl->num_stripes), GFP_NOFS);
5398         if (!map)
5399                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5400         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5401
5402         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5403                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5404                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5405                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5406                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5407                                                    j * ctl->stripe_size;
5408                 }
5409         }
5410         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5411         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5412         map->type = type;
5413         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5414
5415         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5416
5417         em = alloc_extent_map();
5418         if (!em) {
5419                 kfree(map);
5420                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5421         }
5422         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
5423         em->map_lookup = map;
5424         em->start = start;
5425         em->len = ctl->chunk_size;
5426         em->block_start = 0;
5427         em->block_len = em->len;
5428         em->orig_block_len = ctl->stripe_size;
5429
5430         em_tree = &info->mapping_tree;
5431         write_lock(&em_tree->lock);
5432         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
5433         if (ret) {
5434                 write_unlock(&em_tree->lock);
5435                 free_extent_map(em);
5436                 return ERR_PTR(ret);
5437         }
5438         write_unlock(&em_tree->lock);
5439
5440         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5441         if (IS_ERR(block_group))
5442                 goto error_del_extent;
5443
5444         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5445                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5446
5447                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5448                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5449                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5450                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5451                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5452         }
5453
5454         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5455                      &info->free_chunk_space);
5456
5457         free_extent_map(em);
5458         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5459         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5460
5461         return block_group;
5462
5463 error_del_extent:
5464         write_lock(&em_tree->lock);
5465         remove_extent_mapping(em_tree, em);
5466         write_unlock(&em_tree->lock);
5467
5468         /* One for our allocation */
5469         free_extent_map(em);
5470         /* One for the tree reference */
5471         free_extent_map(em);
5472
5473         return block_group;
5474 }
5475
5476 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5477                                             u64 type)
5478 {
5479         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5480         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5481         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5482         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5483         struct btrfs_block_group *block_group;
5484         int ret;
5485
5486         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5487
5488         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5489                 ASSERT(0);
5490                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5491         }
5492
5493         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5494                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5495                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5496                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5497         }
5498
5499         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5500                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5501                 ASSERT(0);
5502                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5503         }
5504
5505         ctl.start = find_next_chunk(info);
5506         ctl.type = type;
5507         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5508
5509         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5510                                GFP_NOFS);
5511         if (!devices_info)
5512                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5513
5514         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5515         if (ret < 0) {
5516                 block_group = ERR_PTR(ret);
5517                 goto out;
5518         }
5519
5520         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5521         if (ret < 0) {
5522                 block_group = ERR_PTR(ret);
5523                 goto out;
5524         }
5525
5526         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5527
5528 out:
5529         kfree(devices_info);
5530         return block_group;
5531 }
5532
5533 /*
5534  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5535  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5536  * chunks.
5537  *
5538  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5539  * phases.
5540  */
5541 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5542                                      struct btrfs_block_group *bg)
5543 {
5544         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5545         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5546         struct btrfs_key key;
5547         struct btrfs_chunk *chunk;
5548         struct btrfs_stripe *stripe;
5549         struct extent_map *em;
5550         struct map_lookup *map;
5551         size_t item_size;
5552         int i;
5553         int ret;
5554
5555         /*
5556          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5557          *
5558          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5559          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5560          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5561          *    details;
5562          *
5563          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5564          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5565          *    because the device object's id can change at any time during that
5566          *    final phase of the device replace operation
5567          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5568          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5569          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5570          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5571          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5572          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5573          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5574          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5575          *    concurrent device replace.
5576          */
5577         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5578
5579         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5580         if (IS_ERR(em)) {
5581                 ret = PTR_ERR(em);
5582                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5583                 return ret;
5584         }
5585
5586         map = em->map_lookup;
5587         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5588
5589         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5590         if (!chunk) {
5591                 ret = -ENOMEM;
5592                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5593                 goto out;
5594         }
5595
5596         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5597                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5598
5599                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5600                 if (ret)
5601                         goto out;
5602         }
5603
5604         stripe = &chunk->stripe;
5605         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5606                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5607                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5608
5609                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5610                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5611                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5612                 stripe++;
5613         }
5614
5615         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5616         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5617         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5618         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5619         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5620         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5621         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5622         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5623         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5624
5625         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5626         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5627         key.offset = bg->start;
5628
5629         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5630         if (ret)
5631                 goto out;
5632
5633         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5634
5635         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5636                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5637                 if (ret)
5638                         goto out;
5639         }
5640
5641 out:
5642         kfree(chunk);
5643         free_extent_map(em);
5644         return ret;
5645 }
5646
5647 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5648 {
5649         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5650         u64 alloc_profile;
5651         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5652         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5653
5654         /*
5655          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5656          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5657          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5658          * we must first:
5659          *
5660          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5661          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5662          *    seed device are read-only;
5663          *
5664          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5665          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5666          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5667          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5668          *
5669          * After that we can add the block group items to their btrees:
5670          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5671          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5672          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5673          */
5674
5675         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5676         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5677         if (IS_ERR(meta_bg))
5678                 return PTR_ERR(meta_bg);
5679
5680         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5681         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5682         if (IS_ERR(sys_bg))
5683                 return PTR_ERR(sys_bg);
5684
5685         return 0;
5686 }
5687
5688 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct map_lookup *map)
5689 {
5690         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5691
5692         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5693 }
5694
5695 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5696 {
5697         struct extent_map *em;
5698         struct map_lookup *map;
5699         int miss_ndevs = 0;
5700         int i;
5701         bool ret = true;
5702
5703         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5704         if (IS_ERR(em))
5705                 return false;
5706
5707         map = em->map_lookup;
5708         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5709                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5710                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5711                         miss_ndevs++;
5712                         continue;
5713                 }
5714                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5715                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5716                         ret = false;
5717                         goto end;
5718                 }
5719         }
5720
5721         /*
5722          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5723          * not write the data into that chunk successfully.
5724          */
5725         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5726                 ret = false;
5727 end:
5728         free_extent_map(em);
5729         return ret;
5730 }
5731
5732 void btrfs_mapping_tree_free(struct extent_map_tree *tree)
5733 {
5734         struct extent_map *em;
5735
5736         while (1) {
5737                 write_lock(&tree->lock);
5738                 em = lookup_extent_mapping(tree, 0, (u64)-1);
5739                 if (em)
5740                         remove_extent_mapping(tree, em);
5741                 write_unlock(&tree->lock);
5742                 if (!em)
5743                         break;
5744                 /* once for us */
5745                 free_extent_map(em);
5746                 /* once for the tree */
5747                 free_extent_map(em);
5748         }
5749 }
5750
5751 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5752 {
5753         struct extent_map *em;
5754         struct map_lookup *map;
5755         enum btrfs_raid_types index;
5756         int ret = 1;
5757
5758         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5759         if (IS_ERR(em))
5760                 /*
5761                  * We could return errors for these cases, but that could get
5762                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5763                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5764                  * to use other copies.
5765                  */
5766                 return 1;
5767
5768         map = em->map_lookup;
5769         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5770
5771         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5772         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5773                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5774         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5775                 ret = 2;
5776         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5777                 /*
5778                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5779                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5780                  *
5781                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5782                  * stripe under reconstruction.
5783                  */
5784                 ret = map->num_stripes;
5785         free_extent_map(em);
5786         return ret;
5787 }
5788
5789 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5790                                     u64 logical)
5791 {
5792         struct extent_map *em;
5793         struct map_lookup *map;
5794         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5795
5796         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5797                 return len;
5798
5799         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5800
5801         if (!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5802                 map = em->map_lookup;
5803                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5804                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
5805                 free_extent_map(em);
5806         }
5807         return len;
5808 }
5809
5810 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5811 {
5812         struct extent_map *em;
5813         struct map_lookup *map;
5814         int ret = 0;
5815
5816         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5817                 return 0;
5818
5819         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5820
5821         if(!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5822                 map = em->map_lookup;
5823                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5824                         ret = 1;
5825                 free_extent_map(em);
5826         }
5827         return ret;
5828 }
5829
5830 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5831                             struct map_lookup *map, int first,
5832                             int dev_replace_is_ongoing)
5833 {
5834         int i;
5835         int num_stripes;
5836         int preferred_mirror;
5837         int tolerance;
5838         struct btrfs_device *srcdev;
5839
5840         ASSERT((map->type &
5841                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5842
5843         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5844                 num_stripes = map->sub_stripes;
5845         else
5846                 num_stripes = map->num_stripes;
5847
5848         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5849         default:
5850                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5851                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5852                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5853                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5854                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5855                 fallthrough;
5856         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5857                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5858                 break;
5859         }
5860
5861         if (dev_replace_is_ongoing &&
5862             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5863              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5864                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5865         else
5866                 srcdev = NULL;
5867
5868         /*
5869          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5870          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5871          * mirror is available
5872          */
5873         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5874                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5875                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5876                         return preferred_mirror;
5877                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5878                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5879                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5880                                 return i;
5881                 }
5882         }
5883
5884         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5885          * and the io error handling code will clean up eventually
5886          */
5887         return preferred_mirror;
5888 }
5889
5890 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5891                                                        u16 total_stripes)
5892 {
5893         struct btrfs_io_context *bioc;
5894
5895         bioc = kzalloc(
5896                  /* The size of btrfs_io_context */
5897                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
5898                 /* Plus the variable array for the stripes */
5899                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
5900                 GFP_NOFS);
5901
5902         if (!bioc)
5903                 return NULL;
5904
5905         refcount_set(&bioc->refs, 1);
5906
5907         bioc->fs_info = fs_info;
5908         bioc->replace_stripe_src = -1;
5909         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
5910
5911         return bioc;
5912 }
5913
5914 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5915 {
5916         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
5917         refcount_inc(&bioc->refs);
5918 }
5919
5920 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5921 {
5922         if (!bioc)
5923                 return;
5924         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
5925                 kfree(bioc);
5926 }
5927
5928 /*
5929  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
5930  * replace.
5931  */
5932 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5933                                                u64 logical, u64 *length_ret,
5934                                                u32 *num_stripes)
5935 {
5936         struct extent_map *em;
5937         struct map_lookup *map;
5938         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
5939         u64 length = *length_ret;
5940         u64 offset;
5941         u32 stripe_nr;
5942         u32 stripe_nr_end;
5943         u32 stripe_cnt;
5944         u64 stripe_end_offset;
5945         u64 stripe_offset;
5946         u32 stripe_index;
5947         u32 factor = 0;
5948         u32 sub_stripes = 0;
5949         u32 stripes_per_dev = 0;
5950         u32 remaining_stripes = 0;
5951         u32 last_stripe = 0;
5952         int ret;
5953         int i;
5954
5955         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
5956         if (IS_ERR(em))
5957                 return ERR_CAST(em);
5958
5959         map = em->map_lookup;
5960
5961         /* we don't discard raid56 yet */
5962         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
5963                 ret = -EOPNOTSUPP;
5964                 goto out_free_map;
5965         }
5966
5967         offset = logical - em->start;
5968         length = min_t(u64, em->start + em->len - logical, length);
5969         *length_ret = length;
5970
5971         /*
5972          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
5973          * to get to this block
5974          */
5975         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5976
5977         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
5978         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
5979
5980         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
5981                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5982         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
5983         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
5984                             (offset + length);
5985         /*
5986          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
5987          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
5988          * the number of our device in the stripe array
5989          */
5990         *num_stripes = 1;
5991         stripe_index = 0;
5992         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
5993                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
5994                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
5995                         sub_stripes = 1;
5996                 else
5997                         sub_stripes = map->sub_stripes;
5998
5999                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6000                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6001                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6002                 stripe_index = stripe_nr % factor;
6003                 stripe_nr /= factor;
6004                 stripe_index *= sub_stripes;
6005
6006                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6007                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6008                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6009         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6010                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6011                 *num_stripes = map->num_stripes;
6012         } else {
6013                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6014                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6015         }
6016
6017         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6018         if (!stripes) {
6019                 ret = -ENOMEM;
6020                 goto out_free_map;
6021         }
6022
6023         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6024                 stripes[i].physical =
6025                         map->stripes[stripe_index].physical +
6026                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6027                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6028
6029                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6030                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6031                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6032
6033                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6034                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6035
6036                         /*
6037                          * Special for the first stripe and
6038                          * the last stripe:
6039                          *
6040                          * |-------|...|-------|
6041                          *     |----------|
6042                          *    off     end_off
6043                          */
6044                         if (i < sub_stripes)
6045                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6046
6047                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6048                             stripe_index <= (last_stripe +
6049                                              sub_stripes - 1))
6050                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6051
6052                         if (i == sub_stripes - 1)
6053                                 stripe_offset = 0;
6054                 } else {
6055                         stripes[i].length = length;
6056                 }
6057
6058                 stripe_index++;
6059                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6060                         stripe_index = 0;
6061                         stripe_nr++;
6062                 }
6063         }
6064
6065         free_extent_map(em);
6066         return stripes;
6067 out_free_map:
6068         free_extent_map(em);
6069         return ERR_PTR(ret);
6070 }
6071
6072 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6073 {
6074         struct btrfs_block_group *cache;
6075         bool ret;
6076
6077         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6078         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6079                 return false;
6080
6081         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6082
6083         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6084
6085         btrfs_put_block_group(cache);
6086         return ret;
6087 }
6088
6089 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6090                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6091                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6092                                       u64 logical,
6093                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6094 {
6095         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6096         /*
6097          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6098          * excluding the duplicated stripes.
6099          */
6100         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6101         int nr_extra_stripes = 0;
6102         int max_errors = *max_errors_ret;
6103         int i;
6104
6105         /*
6106          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6107          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6108          */
6109         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6110                 return;
6111
6112         /*
6113          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6114          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6115          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6116          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6117          * to the new disk as well.
6118          *
6119          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6120          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6121          */
6122         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6123                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6124                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6125
6126                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6127                         continue;
6128
6129                 new->physical = old->physical;
6130                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6131                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6132                         bioc->replace_stripe_src = i;
6133                 nr_extra_stripes++;
6134         }
6135
6136         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6137         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6138         /*
6139          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6140          * replace.
6141          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6142          */
6143         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6144                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6145                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6146
6147                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6148                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6149
6150                 /*
6151                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6152                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6153                  */
6154                 if (first->physical > second->physical) {
6155                         swap(second->physical, first->physical);
6156                         swap(second->dev, first->dev);
6157                         nr_extra_stripes--;
6158                 }
6159         }
6160
6161         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6162         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6163         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6164 }
6165
6166 static u64 btrfs_max_io_len(struct map_lookup *map, enum btrfs_map_op op,
6167                             u64 offset, u32 *stripe_nr, u64 *stripe_offset,
6168                             u64 *full_stripe_start)
6169 {
6170         /*
6171          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6172          * the offset of this block in its stripe.
6173          */
6174         *stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6175         *stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6176         ASSERT(*stripe_offset < U32_MAX);
6177
6178         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6179                 unsigned long full_stripe_len =
6180                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6181
6182                 /*
6183                  * For full stripe start, we use previously calculated
6184                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6185                  * STRIPE_LEN.
6186                  *
6187                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6188                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6189                  * not ensured to be power of 2.
6190                  */
6191                 *full_stripe_start =
6192                         btrfs_stripe_nr_to_offset(
6193                                 rounddown(*stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6194
6195                 ASSERT(*full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6196                 ASSERT(*full_stripe_start <= offset);
6197                 /*
6198                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6199                  * no straddling of stripe sets.
6200                  */
6201                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6202                         return full_stripe_len - (offset - *full_stripe_start);
6203         }
6204
6205         /*
6206          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6207          * a single disk).
6208          */
6209         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6210                 return BTRFS_STRIPE_LEN - *stripe_offset;
6211         return U64_MAX;
6212 }
6213
6214 static void set_io_stripe(struct btrfs_io_stripe *dst, const struct map_lookup *map,
6215                           u32 stripe_index, u64 stripe_offset, u32 stripe_nr)
6216 {
6217         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6218         dst->physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6219                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6220 }
6221
6222 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6223                     u64 logical, u64 *length,
6224                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6225                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret,
6226                     int need_raid_map)
6227 {
6228         struct extent_map *em;
6229         struct map_lookup *map;
6230         u64 map_offset;
6231         u64 stripe_offset;
6232         u32 stripe_nr;
6233         u32 stripe_index;
6234         int data_stripes;
6235         int i;
6236         int ret = 0;
6237         int mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6238         int num_stripes;
6239         int num_copies;
6240         int max_errors = 0;
6241         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6242         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6243         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6244         u16 num_alloc_stripes;
6245         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6246         u64 max_len;
6247
6248         ASSERT(bioc_ret);
6249
6250         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6251         if (mirror_num > num_copies)
6252                 return -EINVAL;
6253
6254         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6255         if (IS_ERR(em))
6256                 return PTR_ERR(em);
6257
6258         map = em->map_lookup;
6259         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6260
6261         map_offset = logical - em->start;
6262         max_len = btrfs_max_io_len(map, op, map_offset, &stripe_nr,
6263                                    &stripe_offset, &raid56_full_stripe_start);
6264         *length = min_t(u64, em->len - map_offset, max_len);
6265
6266         down_read(&dev_replace->rwsem);
6267         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6268         /*
6269          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6270          * requested at commit time but must wait.
6271          */
6272         if (!dev_replace_is_ongoing)
6273                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6274
6275         num_stripes = 1;
6276         stripe_index = 0;
6277         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6278                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6279                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6280                 if (op == BTRFS_MAP_READ)
6281                         mirror_num = 1;
6282         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6283                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6284                         num_stripes = map->num_stripes;
6285                 } else if (mirror_num) {
6286                         stripe_index = mirror_num - 1;
6287                 } else {
6288                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6289                                             dev_replace_is_ongoing);
6290                         mirror_num = stripe_index + 1;
6291                 }
6292
6293         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6294                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6295                         num_stripes = map->num_stripes;
6296                 } else if (mirror_num) {
6297                         stripe_index = mirror_num - 1;
6298                 } else {
6299                         mirror_num = 1;
6300                 }
6301
6302         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6303                 u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6304
6305                 stripe_index = (stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6306                 stripe_nr /= factor;
6307
6308                 if (op != BTRFS_MAP_READ)
6309                         num_stripes = map->sub_stripes;
6310                 else if (mirror_num)
6311                         stripe_index += mirror_num - 1;
6312                 else {
6313                         int old_stripe_index = stripe_index;
6314                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6315                                               stripe_index,
6316                                               dev_replace_is_ongoing);
6317                         mirror_num = stripe_index - old_stripe_index + 1;
6318                 }
6319
6320         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6321                 if (need_raid_map && (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1)) {
6322                         /*
6323                          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe
6324                          * For those cases needing a full stripe, @stripe_nr
6325                          * is the full stripe number.
6326                          *
6327                          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len,
6328                          * but that can be expensive.  Here we just divide
6329                          * @stripe_nr with @data_stripes.
6330                          */
6331                         stripe_nr /= data_stripes;
6332
6333                         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6334                         num_stripes = map->num_stripes;
6335                         max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6336
6337                         /* Return the length to the full stripe end */
6338                         *length = min(logical + *length,
6339                                       raid56_full_stripe_start + em->start +
6340                                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6341                                   logical;
6342                         stripe_index = 0;
6343                         stripe_offset = 0;
6344                 } else {
6345                         /*
6346                          * Mirror #0 or #1 means the original data block.
6347                          * Mirror #2 is RAID5 parity block.
6348                          * Mirror #3 is RAID6 Q block.
6349                          */
6350                         stripe_index = stripe_nr % data_stripes;
6351                         stripe_nr /= data_stripes;
6352                         if (mirror_num > 1)
6353                                 stripe_index = data_stripes + mirror_num - 2;
6354
6355                         /* We distribute the parity blocks across stripes */
6356                         stripe_index = (stripe_nr + stripe_index) % map->num_stripes;
6357                         if (op == BTRFS_MAP_READ && mirror_num <= 1)
6358                                 mirror_num = 1;
6359                 }
6360         } else {
6361                 /*
6362                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6363                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6364                  * the number of our device in the stripe array
6365                  */
6366                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6367                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6368                 mirror_num = stripe_index + 1;
6369         }
6370         if (stripe_index >= map->num_stripes) {
6371                 btrfs_crit(fs_info,
6372                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6373                            stripe_index, map->num_stripes);
6374                 ret = -EINVAL;
6375                 goto out;
6376         }
6377
6378         num_alloc_stripes = num_stripes;
6379         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6380             op != BTRFS_MAP_READ)
6381                 /*
6382                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6383                  * duplicated stripes.
6384                  *
6385                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6386                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6387                  */
6388                 num_alloc_stripes += 2;
6389
6390         /*
6391          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6392          * physical block information on the stack instead of allocating an
6393          * I/O context structure.
6394          */
6395         if (smap && num_alloc_stripes == 1 &&
6396             !((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1) &&
6397             (op == BTRFS_MAP_READ || !dev_replace_is_ongoing ||
6398              !dev_replace->tgtdev)) {
6399                 set_io_stripe(smap, map, stripe_index, stripe_offset, stripe_nr);
6400                 if (mirror_num_ret)
6401                         *mirror_num_ret = mirror_num;
6402                 *bioc_ret = NULL;
6403                 ret = 0;
6404                 goto out;
6405         }
6406
6407         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_alloc_stripes);
6408         if (!bioc) {
6409                 ret = -ENOMEM;
6410                 goto out;
6411         }
6412         bioc->map_type = map->type;
6413
6414         /*
6415          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6416          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6417          * (if we have).
6418          *
6419          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6420          */
6421         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK && need_raid_map &&
6422             (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1)) {
6423                 /*
6424                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6425                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6426                  * with num_stripes).
6427                  *
6428                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6429                  * modulo, to reduce one modulo call.
6430                  */
6431                 bioc->full_stripe_logical = em->start +
6432                         btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr * data_stripes);
6433                 for (i = 0; i < num_stripes; i++)
6434                         set_io_stripe(&bioc->stripes[i], map,
6435                                       (i + stripe_nr) % num_stripes,
6436                                       stripe_offset, stripe_nr);
6437         } else {
6438                 /*
6439                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6440                  * stripe into the bioc.
6441                  */
6442                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6443                         set_io_stripe(&bioc->stripes[i], map, stripe_index,
6444                                       stripe_offset, stripe_nr);
6445                         stripe_index++;
6446                 }
6447         }
6448
6449         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6450                 max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6451
6452         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6453             op != BTRFS_MAP_READ) {
6454                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6455                                           &num_stripes, &max_errors);
6456         }
6457
6458         *bioc_ret = bioc;
6459         bioc->num_stripes = num_stripes;
6460         bioc->max_errors = max_errors;
6461         bioc->mirror_num = mirror_num;
6462
6463 out:
6464         if (dev_replace_is_ongoing) {
6465                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6466                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6467                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6468         }
6469         free_extent_map(em);
6470         return ret;
6471 }
6472
6473 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6474                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6475 {
6476         if (args->fsid == NULL)
6477                 return true;
6478         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6479                 return true;
6480         return false;
6481 }
6482
6483 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6484                                   const struct btrfs_device *device)
6485 {
6486         if (args->missing) {
6487                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6488                     !device->bdev)
6489                         return true;
6490                 return false;
6491         }
6492
6493         if (device->devid != args->devid)
6494                 return false;
6495         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6496                 return false;
6497         return true;
6498 }
6499
6500 /*
6501  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6502  * return NULL.
6503  *
6504  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6505  * only devid is used.
6506  */
6507 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6508                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6509 {
6510         struct btrfs_device *device;
6511         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6512
6513         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6514                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6515                         if (dev_args_match_device(args, device))
6516                                 return device;
6517                 }
6518         }
6519
6520         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6521                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6522                         continue;
6523                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6524                         if (dev_args_match_device(args, device))
6525                                 return device;
6526                 }
6527         }
6528
6529         return NULL;
6530 }
6531
6532 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6533                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6534 {
6535         struct btrfs_device *device;
6536         unsigned int nofs_flag;
6537
6538         /*
6539          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6540          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6541          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6542          * places.
6543          */
6544
6545         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6546         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6547         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6548         if (IS_ERR(device))
6549                 return device;
6550
6551         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6552         device->fs_devices = fs_devices;
6553         fs_devices->num_devices++;
6554
6555         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6556         fs_devices->missing_devices++;
6557
6558         return device;
6559 }
6560
6561 /*
6562  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6563  *
6564  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6565  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6566  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6567  *              is generated.
6568  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6569  *              is generated.
6570  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6571  *
6572  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6573  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6574  * destroyed with btrfs_free_device.
6575  */
6576 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6577                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6578                                         const char *path)
6579 {
6580         struct btrfs_device *dev;
6581         u64 tmp;
6582
6583         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6584                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6585
6586         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6587         if (!dev)
6588                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6589
6590         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6591         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6592         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6593
6594         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6595         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6596         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6597
6598         if (devid)
6599                 tmp = *devid;
6600         else {
6601                 int ret;
6602
6603                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6604                 if (ret) {
6605                         btrfs_free_device(dev);
6606                         return ERR_PTR(ret);
6607                 }
6608         }
6609         dev->devid = tmp;
6610
6611         if (uuid)
6612                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6613         else
6614                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6615
6616         if (path) {
6617                 struct rcu_string *name;
6618
6619                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6620                 if (!name) {
6621                         btrfs_free_device(dev);
6622                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6623                 }
6624                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6625         }
6626
6627         return dev;
6628 }
6629
6630 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6631                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6632 {
6633         if (error)
6634                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6635                               devid, uuid);
6636         else
6637                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6638                               devid, uuid);
6639 }
6640
6641 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct extent_map *em)
6642 {
6643         const struct map_lookup *map = em->map_lookup;
6644         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6645
6646         return div_u64(em->len, data_stripes);
6647 }
6648
6649 #if BITS_PER_LONG == 32
6650 /*
6651  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6652  * can't be accessed on 32bit systems.
6653  *
6654  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6655  * metadata chunk beyond that limit.
6656  */
6657 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6658                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6659 {
6660         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6661                 return 0;
6662
6663         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6664                 return 0;
6665
6666         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6667         return -EOVERFLOW;
6668 }
6669
6670 /*
6671  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
6672  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
6673  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
6674  * once the limit is reached.
6675  */
6676 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6677                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6678 {
6679         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6680                 return;
6681
6682         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6683                 return;
6684
6685         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6686 }
6687 #endif
6688
6689 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6690                                                   u64 devid, u8 *uuid)
6691 {
6692         struct btrfs_device *dev;
6693
6694         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6695                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
6696                 return ERR_PTR(-ENOENT);
6697         }
6698
6699         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
6700         if (IS_ERR(dev)) {
6701                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
6702                           devid, PTR_ERR(dev));
6703                 return dev;
6704         }
6705         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
6706
6707         return dev;
6708 }
6709
6710 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
6711                           struct btrfs_chunk *chunk)
6712 {
6713         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6714         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6715         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
6716         struct map_lookup *map;
6717         struct extent_map *em;
6718         u64 logical;
6719         u64 length;
6720         u64 devid;
6721         u64 type;
6722         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6723         int index;
6724         int num_stripes;
6725         int ret;
6726         int i;
6727
6728         logical = key->offset;
6729         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
6730         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
6731         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
6732         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
6733
6734 #if BITS_PER_LONG == 32
6735         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6736         if (ret < 0)
6737                 return ret;
6738         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6739 #endif
6740
6741         /*
6742          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
6743          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
6744          */
6745         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
6746                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
6747                 if (ret)
6748                         return ret;
6749         }
6750
6751         read_lock(&map_tree->lock);
6752         em = lookup_extent_mapping(map_tree, logical, 1);
6753         read_unlock(&map_tree->lock);
6754
6755         /* already mapped? */
6756         if (em && em->start <= logical && em->start + em->len > logical) {
6757                 free_extent_map(em);
6758                 return 0;
6759         } else if (em) {
6760                 free_extent_map(em);
6761         }
6762
6763         em = alloc_extent_map();
6764         if (!em)
6765                 return -ENOMEM;
6766         map = kmalloc(map_lookup_size(num_stripes), GFP_NOFS);
6767         if (!map) {
6768                 free_extent_map(em);
6769                 return -ENOMEM;
6770         }
6771
6772         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
6773         em->map_lookup = map;
6774         em->start = logical;
6775         em->len = length;
6776         em->orig_start = 0;
6777         em->block_start = 0;
6778         em->block_len = em->len;
6779
6780         map->num_stripes = num_stripes;
6781         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
6782         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
6783         map->type = type;
6784         /*
6785          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
6786          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
6787          * older mkfs (<v5.4).
6788          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
6789          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
6790          * use the trusted value instead.
6791          */
6792         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
6793         map->verified_stripes = 0;
6794         em->orig_block_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
6795         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6796                 map->stripes[i].physical =
6797                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
6798                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
6799                 args.devid = devid;
6800                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
6801                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
6802                                    BTRFS_UUID_SIZE);
6803                 args.uuid = uuid;
6804                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6805                 if (!map->stripes[i].dev) {
6806                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
6807                                                                     devid, uuid);
6808                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
6809                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
6810                                 free_extent_map(em);
6811                                 return ret;
6812                         }
6813                 }
6814
6815                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
6816                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
6817         }
6818
6819         write_lock(&map_tree->lock);
6820         ret = add_extent_mapping(map_tree, em, 0);
6821         write_unlock(&map_tree->lock);
6822         if (ret < 0) {
6823                 btrfs_err(fs_info,
6824                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
6825                           em->start, em->len, ret);
6826         }
6827         free_extent_map(em);
6828
6829         return ret;
6830 }
6831
6832 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
6833                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
6834                                  struct btrfs_device *device)
6835 {
6836         unsigned long ptr;
6837
6838         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6839         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
6840         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
6841         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
6842         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
6843         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
6844         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
6845         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
6846         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
6847         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
6848         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
6849         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
6850
6851         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
6852         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
6853 }
6854
6855 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6856                                                   u8 *fsid)
6857 {
6858         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
6859         int ret;
6860
6861         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
6862         ASSERT(fsid);
6863
6864         /* This will match only for multi-device seed fs */
6865         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
6866                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
6867                         return fs_devices;
6868
6869
6870         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
6871         if (!fs_devices) {
6872                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
6873                         return ERR_PTR(-ENOENT);
6874
6875                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid, NULL);
6876                 if (IS_ERR(fs_devices))
6877                         return fs_devices;
6878
6879                 fs_devices->seeding = true;
6880                 fs_devices->opened = 1;
6881                 return fs_devices;
6882         }
6883
6884         /*
6885          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
6886          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
6887          */
6888         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
6889         if (IS_ERR(fs_devices))
6890                 return fs_devices;
6891
6892         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
6893         if (ret) {
6894                 free_fs_devices(fs_devices);
6895                 return ERR_PTR(ret);
6896         }
6897
6898         if (!fs_devices->seeding) {
6899                 close_fs_devices(fs_devices);
6900                 free_fs_devices(fs_devices);
6901                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6902         }
6903
6904         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
6905
6906         return fs_devices;
6907 }
6908
6909 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
6910                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
6911 {
6912         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6913         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6914         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
6915         struct btrfs_device *device;
6916         u64 devid;
6917         int ret;
6918         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
6919         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6920
6921         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6922         args.devid = devid;
6923         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
6924                            BTRFS_UUID_SIZE);
6925         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
6926                            BTRFS_FSID_SIZE);
6927         args.uuid = dev_uuid;
6928         args.fsid = fs_uuid;
6929
6930         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
6931                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
6932                 if (IS_ERR(fs_devices))
6933                         return PTR_ERR(fs_devices);
6934         }
6935
6936         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6937         if (!device) {
6938                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6939                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6940                                                         dev_uuid, true);
6941                         return -ENOENT;
6942                 }
6943
6944                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
6945                 if (IS_ERR(device)) {
6946                         btrfs_err(fs_info,
6947                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
6948                                 devid, PTR_ERR(device));
6949                         return PTR_ERR(device);
6950                 }
6951                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
6952         } else {
6953                 if (!device->bdev) {
6954                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6955                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
6956                                                 devid, dev_uuid, true);
6957                                 return -ENOENT;
6958                         }
6959                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6960                                                         dev_uuid, false);
6961                 }
6962
6963                 if (!device->bdev &&
6964                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
6965                         /*
6966                          * this happens when a device that was properly setup
6967                          * in the device info lists suddenly goes bad.
6968                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
6969                          * device->missing to one here
6970                          */
6971                         device->fs_devices->missing_devices++;
6972                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6973                 }
6974
6975                 /* Move the device to its own fs_devices */
6976                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
6977                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
6978                                                         &device->dev_state));
6979
6980                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6981                         device->fs_devices->num_devices--;
6982                         fs_devices->num_devices++;
6983
6984                         device->fs_devices->missing_devices--;
6985                         fs_devices->missing_devices++;
6986
6987                         device->fs_devices = fs_devices;
6988                 }
6989         }
6990
6991         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
6992                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
6993                 if (device->generation !=
6994                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
6995                         return -EINVAL;
6996         }
6997
6998         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
6999         if (device->bdev) {
7000                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7001
7002                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7003                         btrfs_err(fs_info,
7004                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7005                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7006                         return -EINVAL;
7007                 }
7008         }
7009         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7010         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7011            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7012                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7013                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7014                                 &fs_info->free_chunk_space);
7015         }
7016         ret = 0;
7017         return ret;
7018 }
7019
7020 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7021 {
7022         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7023         struct extent_buffer *sb;
7024         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7025         struct btrfs_chunk *chunk;
7026         u8 *array_ptr;
7027         unsigned long sb_array_offset;
7028         int ret = 0;
7029         u32 num_stripes;
7030         u32 array_size;
7031         u32 len = 0;
7032         u32 cur_offset;
7033         u64 type;
7034         struct btrfs_key key;
7035
7036         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7037
7038         /*
7039          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7040          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7041          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7042          */
7043         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7044         if (!sb)
7045                 return -ENOMEM;
7046         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7047
7048         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7049         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7050
7051         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7052         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7053         cur_offset = 0;
7054
7055         while (cur_offset < array_size) {
7056                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7057                 len = sizeof(*disk_key);
7058                 if (cur_offset + len > array_size)
7059                         goto out_short_read;
7060
7061                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7062
7063                 array_ptr += len;
7064                 sb_array_offset += len;
7065                 cur_offset += len;
7066
7067                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7068                         btrfs_err(fs_info,
7069                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7070                                   (u32)key.type, cur_offset);
7071                         ret = -EIO;
7072                         break;
7073                 }
7074
7075                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7076                 /*
7077                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7078                  * exact stripe count check comes afterwards
7079                  */
7080                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7081                 if (cur_offset + len > array_size)
7082                         goto out_short_read;
7083
7084                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7085                 if (!num_stripes) {
7086                         btrfs_err(fs_info,
7087                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7088                                   num_stripes, cur_offset);
7089                         ret = -EIO;
7090                         break;
7091                 }
7092
7093                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7094                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7095                         btrfs_err(fs_info,
7096                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7097                                   type, cur_offset);
7098                         ret = -EIO;
7099                         break;
7100                 }
7101
7102                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7103                 if (cur_offset + len > array_size)
7104                         goto out_short_read;
7105
7106                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7107                 if (ret)
7108                         break;
7109
7110                 array_ptr += len;
7111                 sb_array_offset += len;
7112                 cur_offset += len;
7113         }
7114         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7115         free_extent_buffer_stale(sb);
7116         return ret;
7117
7118 out_short_read:
7119         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7120                         len, cur_offset);
7121         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7122         free_extent_buffer_stale(sb);
7123         return -EIO;
7124 }
7125
7126 /*
7127  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7128  *
7129  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7130  *
7131  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7132  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7133  */
7134 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7135                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7136 {
7137         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7138         struct extent_map *em;
7139         u64 next_start = 0;
7140         bool ret = true;
7141
7142         read_lock(&map_tree->lock);
7143         em = lookup_extent_mapping(map_tree, 0, (u64)-1);
7144         read_unlock(&map_tree->lock);
7145         /* No chunk at all? Return false anyway */
7146         if (!em) {
7147                 ret = false;
7148                 goto out;
7149         }
7150         while (em) {
7151                 struct map_lookup *map;
7152                 int missing = 0;
7153                 int max_tolerated;
7154                 int i;
7155
7156                 map = em->map_lookup;
7157                 max_tolerated =
7158                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7159                                         map->type);
7160                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7161                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7162
7163                         if (!dev || !dev->bdev ||
7164                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7165                             dev->last_flush_error)
7166                                 missing++;
7167                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7168                                 missing++;
7169                 }
7170                 if (missing > max_tolerated) {
7171                         if (!failing_dev)
7172                                 btrfs_warn(fs_info,
7173         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7174                                    em->start, missing, max_tolerated);
7175                         free_extent_map(em);
7176                         ret = false;
7177                         goto out;
7178                 }
7179                 next_start = extent_map_end(em);
7180                 free_extent_map(em);
7181
7182                 read_lock(&map_tree->lock);
7183                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, next_start,
7184                                            (u64)(-1) - next_start);
7185                 read_unlock(&map_tree->lock);
7186         }
7187 out:
7188         return ret;
7189 }
7190
7191 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7192 {
7193         int i;
7194         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7195
7196         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7197                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7198 }
7199
7200 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7201 {
7202         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7203         struct btrfs_path *path;
7204         struct extent_buffer *leaf;
7205         struct btrfs_key key;
7206         struct btrfs_key found_key;
7207         int ret;
7208         int slot;
7209         int iter_ret = 0;
7210         u64 total_dev = 0;
7211         u64 last_ra_node = 0;
7212
7213         path = btrfs_alloc_path();
7214         if (!path)
7215                 return -ENOMEM;
7216
7217         /*
7218          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7219          * otherwise we don't need it.
7220          */
7221         mutex_lock(&uuid_mutex);
7222
7223         /*
7224          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7225          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7226          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7227          * device items, so clear it here.
7228          */
7229         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7230
7231         /*
7232          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7233          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7234          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7235          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7236          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7237          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7238          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7239          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7240          */
7241         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7242         path->skip_locking = 1;
7243
7244         /*
7245          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7246          * device items are found before any chunk item (their object id
7247          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7248          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7249          */
7250         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7251         key.offset = 0;
7252         key.type = 0;
7253         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7254                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7255
7256                 leaf = path->nodes[0];
7257                 slot = path->slots[0];
7258
7259                 if (node) {
7260                         if (last_ra_node != node->start) {
7261                                 readahead_tree_node_children(node);
7262                                 last_ra_node = node->start;
7263                         }
7264                 }
7265                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7266                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7267                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7268                                                   struct btrfs_dev_item);
7269                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7270                         if (ret)
7271                                 goto error;
7272                         total_dev++;
7273                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7274                         struct btrfs_chunk *chunk;
7275
7276                         /*
7277                          * We are only called at mount time, so no need to take
7278                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7279                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7280                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7281                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7282                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7283                          */
7284                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7285                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7286                         if (ret)
7287                                 goto error;
7288                 }
7289         }
7290         /* Catch error found during iteration */
7291         if (iter_ret < 0) {
7292                 ret = iter_ret;
7293                 goto error;
7294         }
7295
7296         /*
7297          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7298          * do another round of validation checks.
7299          */
7300         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7301                 btrfs_warn(fs_info,
7302 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7303                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7304                           total_dev);
7305                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7306                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7307         }
7308         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7309             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7310                 btrfs_err(fs_info,
7311         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7312                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7313                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7314                 ret = -EINVAL;
7315                 goto error;
7316         }
7317         ret = 0;
7318 error:
7319         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7320
7321         btrfs_free_path(path);
7322         return ret;
7323 }
7324
7325 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7326 {
7327         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7328         struct btrfs_device *device;
7329         int ret = 0;
7330
7331         fs_devices->fs_info = fs_info;
7332
7333         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7334         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7335                 device->fs_info = fs_info;
7336
7337         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7338                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7339                         device->fs_info = fs_info;
7340                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7341                         if (ret)
7342                                 break;
7343                 }
7344
7345                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7346         }
7347         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7348
7349         return ret;
7350 }
7351
7352 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7353                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7354                                  int index)
7355 {
7356         u64 val;
7357
7358         read_extent_buffer(eb, &val,
7359                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7360                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7361                            sizeof(val));
7362         return val;
7363 }
7364
7365 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7366                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7367                                       int index, u64 val)
7368 {
7369         write_extent_buffer(eb, &val,
7370                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7371                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7372                             sizeof(val));
7373 }
7374
7375 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7376                                        struct btrfs_path *path)
7377 {
7378         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7379         struct extent_buffer *eb;
7380         struct btrfs_key key;
7381         int item_size;
7382         int i, ret, slot;
7383
7384         if (!device->fs_info->dev_root)
7385                 return 0;
7386
7387         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7388         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7389         key.offset = device->devid;
7390         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7391         if (ret) {
7392                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7393                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7394                 device->dev_stats_valid = 1;
7395                 btrfs_release_path(path);
7396                 return ret < 0 ? ret : 0;
7397         }
7398         slot = path->slots[0];
7399         eb = path->nodes[0];
7400         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7401
7402         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7403
7404         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7405                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7406                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7407                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7408                 else
7409                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7410         }
7411
7412         device->dev_stats_valid = 1;
7413         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7414         btrfs_release_path(path);
7415
7416         return 0;
7417 }
7418
7419 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7420 {
7421         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7422         struct btrfs_device *device;
7423         struct btrfs_path *path = NULL;
7424         int ret = 0;
7425
7426         path = btrfs_alloc_path();
7427         if (!path)
7428                 return -ENOMEM;
7429
7430         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7431         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7432                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7433                 if (ret)
7434                         goto out;
7435         }
7436         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7437                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7438                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7439                         if (ret)
7440                                 goto out;
7441                 }
7442         }
7443 out:
7444         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7445
7446         btrfs_free_path(path);
7447         return ret;
7448 }
7449
7450 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7451                                 struct btrfs_device *device)
7452 {
7453         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7454         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7455         struct btrfs_path *path;
7456         struct btrfs_key key;
7457         struct extent_buffer *eb;
7458         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7459         int ret;
7460         int i;
7461
7462         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7463         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7464         key.offset = device->devid;
7465
7466         path = btrfs_alloc_path();
7467         if (!path)
7468                 return -ENOMEM;
7469         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7470         if (ret < 0) {
7471                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7472                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7473                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7474                 goto out;
7475         }
7476
7477         if (ret == 0 &&
7478             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7479                 /* need to delete old one and insert a new one */
7480                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7481                 if (ret != 0) {
7482                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7483                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7484                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7485                         goto out;
7486                 }
7487                 ret = 1;
7488         }
7489
7490         if (ret == 1) {
7491                 /* need to insert a new item */
7492                 btrfs_release_path(path);
7493                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7494                                               &key, sizeof(*ptr));
7495                 if (ret < 0) {
7496                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7497                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7498                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7499                         goto out;
7500                 }
7501         }
7502
7503         eb = path->nodes[0];
7504         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7505         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7506                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7507                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7508         btrfs_mark_buffer_dirty(eb);
7509
7510 out:
7511         btrfs_free_path(path);
7512         return ret;
7513 }
7514
7515 /*
7516  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7517  */
7518 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7519 {
7520         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7521         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7522         struct btrfs_device *device;
7523         int stats_cnt;
7524         int ret = 0;
7525
7526         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7527         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7528                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7529                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7530                         continue;
7531
7532
7533                 /*
7534                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7535                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7536                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7537                  * require explicit read memory barriers.
7538                  *
7539                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7540                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7541                  * barrier implied by atomic_xchg in
7542                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7543                  */
7544                 smp_rmb();
7545
7546                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7547                 if (!ret)
7548                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7549         }
7550         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7551
7552         return ret;
7553 }
7554
7555 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7556 {
7557         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7558
7559         if (!dev->dev_stats_valid)
7560                 return;
7561         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7562                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7563                            btrfs_dev_name(dev),
7564                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7565                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7566                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7567                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7568                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7569 }
7570
7571 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7572 {
7573         int i;
7574
7575         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7576                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7577                         break;
7578         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7579                 return; /* all values == 0, suppress message */
7580
7581         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7582                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7583                btrfs_dev_name(dev),
7584                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7585                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7586                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7587                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7588                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7589 }
7590
7591 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7592                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7593 {
7594         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7595         struct btrfs_device *dev;
7596         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7597         int i;
7598
7599         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7600         args.devid = stats->devid;
7601         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7602         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7603
7604         if (!dev) {
7605                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7606                 return -ENODEV;
7607         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7608                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7609                 return -ENODEV;
7610         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7611                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7612                         if (stats->nr_items > i)
7613                                 stats->values[i] =
7614                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7615                         else
7616                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7617                 }
7618                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7619                            current->comm, task_pid_nr(current));
7620         } else {
7621                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7622                         if (stats->nr_items > i)
7623                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7624         }
7625         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7626                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7627         return 0;
7628 }
7629
7630 /*
7631  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7632  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7633  * superblocks.
7634  *
7635  * Must be invoked during transaction commit.
7636  */
7637 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7638 {
7639         struct btrfs_device *curr, *next;
7640
7641         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7642
7643         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7644                 return;
7645
7646         /*
7647          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7648          * transaction and the transaction must complete before the device is
7649          * released.
7650          */
7651         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7652         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7653                                  post_commit_list) {
7654                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7655                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7656                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7657         }
7658         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7659 }
7660
7661 /*
7662  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7663  */
7664 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7665 {
7666         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7667
7668         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7669 }
7670
7671
7672
7673 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7674                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7675                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7676 {
7677         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7678         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7679         struct extent_map *em;
7680         struct map_lookup *map;
7681         struct btrfs_device *dev;
7682         u64 stripe_len;
7683         bool found = false;
7684         int ret = 0;
7685         int i;
7686
7687         read_lock(&em_tree->lock);
7688         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
7689         read_unlock(&em_tree->lock);
7690
7691         if (!em) {
7692                 btrfs_err(fs_info,
7693 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7694                           physical_offset, devid);
7695                 ret = -EUCLEAN;
7696                 goto out;
7697         }
7698
7699         map = em->map_lookup;
7700         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
7701         if (physical_len != stripe_len) {
7702                 btrfs_err(fs_info,
7703 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
7704                           physical_offset, devid, em->start, physical_len,
7705                           stripe_len);
7706                 ret = -EUCLEAN;
7707                 goto out;
7708         }
7709
7710         /*
7711          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
7712          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
7713          * the users.
7714          */
7715         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
7716                 btrfs_warn(fs_info,
7717                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
7718                            devid, physical_offset, physical_len);
7719
7720         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7721                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
7722                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
7723                         found = true;
7724                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
7725                                 btrfs_err(fs_info,
7726                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
7727                                           em->start);
7728                                 ret = -EUCLEAN;
7729                                 goto out;
7730                         }
7731                         map->verified_stripes++;
7732                         break;
7733                 }
7734         }
7735         if (!found) {
7736                 btrfs_err(fs_info,
7737         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
7738                         physical_offset, devid);
7739                 ret = -EUCLEAN;
7740         }
7741
7742         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
7743         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7744         if (!dev) {
7745                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
7746                 ret = -EUCLEAN;
7747                 goto out;
7748         }
7749
7750         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
7751                 btrfs_err(fs_info,
7752 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
7753                           devid, physical_offset, physical_len,
7754                           dev->disk_total_bytes);
7755                 ret = -EUCLEAN;
7756                 goto out;
7757         }
7758
7759         if (dev->zone_info) {
7760                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
7761
7762                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
7763                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
7764                         btrfs_err(fs_info,
7765 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
7766                                   devid, physical_offset, physical_len);
7767                         ret = -EUCLEAN;
7768                         goto out;
7769                 }
7770         }
7771
7772 out:
7773         free_extent_map(em);
7774         return ret;
7775 }
7776
7777 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7778 {
7779         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7780         struct extent_map *em;
7781         struct rb_node *node;
7782         int ret = 0;
7783
7784         read_lock(&em_tree->lock);
7785         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
7786                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
7787                 if (em->map_lookup->num_stripes !=
7788                     em->map_lookup->verified_stripes) {
7789                         btrfs_err(fs_info,
7790                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
7791                                   em->start, em->map_lookup->verified_stripes,
7792                                   em->map_lookup->num_stripes);
7793                         ret = -EUCLEAN;
7794                         goto out;
7795                 }
7796         }
7797 out:
7798         read_unlock(&em_tree->lock);
7799         return ret;
7800 }
7801
7802 /*
7803  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
7804  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
7805  *
7806  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
7807  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
7808  */
7809 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7810 {
7811         struct btrfs_path *path;
7812         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
7813         struct btrfs_key key;
7814         u64 prev_devid = 0;
7815         u64 prev_dev_ext_end = 0;
7816         int ret = 0;
7817
7818         /*
7819          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
7820          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
7821          * case for sure.
7822          *
7823          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
7824          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
7825          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
7826          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
7827          */
7828         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
7829                 return 0;
7830
7831         key.objectid = 1;
7832         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
7833         key.offset = 0;
7834
7835         path = btrfs_alloc_path();
7836         if (!path)
7837                 return -ENOMEM;
7838
7839         path->reada = READA_FORWARD;
7840         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
7841         if (ret < 0)
7842                 goto out;
7843
7844         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
7845                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
7846                 if (ret < 0)
7847                         goto out;
7848                 /* No dev extents at all? Not good */
7849                 if (ret > 0) {
7850                         ret = -EUCLEAN;
7851                         goto out;
7852                 }
7853         }
7854         while (1) {
7855                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
7856                 struct btrfs_dev_extent *dext;
7857                 int slot = path->slots[0];
7858                 u64 chunk_offset;
7859                 u64 physical_offset;
7860                 u64 physical_len;
7861                 u64 devid;
7862
7863                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
7864                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
7865                         break;
7866                 devid = key.objectid;
7867                 physical_offset = key.offset;
7868
7869                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
7870                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
7871                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
7872
7873                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
7874                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
7875                         btrfs_err(fs_info,
7876 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
7877                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
7878                         ret = -EUCLEAN;
7879                         goto out;
7880                 }
7881
7882                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
7883                                             physical_offset, physical_len);
7884                 if (ret < 0)
7885                         goto out;
7886                 prev_devid = devid;
7887                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
7888
7889                 ret = btrfs_next_item(root, path);
7890                 if (ret < 0)
7891                         goto out;
7892                 if (ret > 0) {
7893                         ret = 0;
7894                         break;
7895                 }
7896         }
7897
7898         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
7899         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
7900 out:
7901         btrfs_free_path(path);
7902         return ret;
7903 }
7904
7905 /*
7906  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
7907  * used as a swapfile.
7908  */
7909 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
7910 {
7911         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
7912         struct rb_node *node;
7913
7914         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7915         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
7916         while (node) {
7917                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
7918                 if (ptr < sp->ptr)
7919                         node = node->rb_left;
7920                 else if (ptr > sp->ptr)
7921                         node = node->rb_right;
7922                 else
7923                         break;
7924         }
7925         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7926         return node != NULL;
7927 }
7928
7929 static int relocating_repair_kthread(void *data)
7930 {
7931         struct btrfs_block_group *cache = data;
7932         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
7933         u64 target;
7934         int ret = 0;
7935
7936         target = cache->start;
7937         btrfs_put_block_group(cache);
7938
7939         sb_start_write(fs_info->sb);
7940         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
7941                 btrfs_info(fs_info,
7942                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
7943                            target);
7944                 sb_end_write(fs_info->sb);
7945                 return -EBUSY;
7946         }
7947
7948         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
7949
7950         /* Ensure block group still exists */
7951         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
7952         if (!cache)
7953                 goto out;
7954
7955         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
7956                 goto out;
7957
7958         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
7959         if (ret < 0)
7960                 goto out;
7961
7962         btrfs_info(fs_info,
7963                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
7964                    target);
7965         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
7966
7967 out:
7968         if (cache)
7969                 btrfs_put_block_group(cache);
7970         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
7971         btrfs_exclop_finish(fs_info);
7972         sb_end_write(fs_info->sb);
7973
7974         return ret;
7975 }
7976
7977 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
7978 {
7979         struct btrfs_block_group *cache;
7980
7981         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
7982                 return false;
7983
7984         /* Do not attempt to repair in degraded state */
7985         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7986                 return true;
7987
7988         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
7989         if (!cache)
7990                 return true;
7991
7992         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
7993                 btrfs_put_block_group(cache);
7994                 return true;
7995         }
7996
7997         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
7998                     "btrfs-relocating-repair");
7999
8000         return true;
8001 }
8002
8003 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8004                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8005                                     u64 logical)
8006 {
8007         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8008         int i;
8009
8010         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8011                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8012                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8013
8014                 if (logical >= stripe_start &&
8015                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8016                         break;
8017         }
8018         ASSERT(i < data_stripes);
8019         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8020         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8021                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8022                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8023 }
8024
8025 /*
8026  * Map a repair write into a single device.
8027  *
8028  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8029  * update the contents of a single device.
8030  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8031  *
8032  * Callers should ensure:
8033  *
8034  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8035  * - The range does not cross stripe boundary
8036  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8037  */
8038 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8039                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8040                            u32 length, int mirror_num)
8041 {
8042         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8043         u64 map_length = length;
8044         int mirror_ret = mirror_num;
8045         int ret;
8046
8047         ASSERT(mirror_num > 0);
8048
8049         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8050                               &bioc, smap, &mirror_ret, true);
8051         if (ret < 0)
8052                 return ret;
8053
8054         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8055         ASSERT(map_length >= length);
8056
8057         /* Already mapped to single stripe. */
8058         if (!bioc)
8059                 goto out;
8060
8061         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8062         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8063                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8064                 goto out;
8065         }
8066
8067         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8068         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8069         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8070 out:
8071         btrfs_put_bioc(bioc);
8072         ASSERT(smap->dev);
8073         return 0;
8074 }