Linux 6.10-rc1
[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 "disk-io.h"
18 #include "transaction.h"
19 #include "volumes.h"
20 #include "raid56.h"
21 #include "rcu-string.h"
22 #include "dev-replace.h"
23 #include "sysfs.h"
24 #include "tree-checker.h"
25 #include "space-info.h"
26 #include "block-group.h"
27 #include "discard.h"
28 #include "zoned.h"
29 #include "fs.h"
30 #include "accessors.h"
31 #include "uuid-tree.h"
32 #include "ioctl.h"
33 #include "relocation.h"
34 #include "scrub.h"
35 #include "super.h"
36 #include "raid-stripe-tree.h"
37
38 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
39                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
40                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
41
42 struct btrfs_io_geometry {
43         u32 stripe_index;
44         u32 stripe_nr;
45         int mirror_num;
46         int num_stripes;
47         u64 stripe_offset;
48         u64 raid56_full_stripe_start;
49         int max_errors;
50         enum btrfs_map_op op;
51 };
52
53 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
54         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
55                 .sub_stripes    = 2,
56                 .dev_stripes    = 1,
57                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
58                 .devs_min       = 2,
59                 .tolerated_failures = 1,
60                 .devs_increment = 2,
61                 .ncopies        = 2,
62                 .nparity        = 0,
63                 .raid_name      = "raid10",
64                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
65                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
66         },
67         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
68                 .sub_stripes    = 1,
69                 .dev_stripes    = 1,
70                 .devs_max       = 2,
71                 .devs_min       = 2,
72                 .tolerated_failures = 1,
73                 .devs_increment = 2,
74                 .ncopies        = 2,
75                 .nparity        = 0,
76                 .raid_name      = "raid1",
77                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
78                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
79         },
80         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
81                 .sub_stripes    = 1,
82                 .dev_stripes    = 1,
83                 .devs_max       = 3,
84                 .devs_min       = 3,
85                 .tolerated_failures = 2,
86                 .devs_increment = 3,
87                 .ncopies        = 3,
88                 .nparity        = 0,
89                 .raid_name      = "raid1c3",
90                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
91                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
92         },
93         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
94                 .sub_stripes    = 1,
95                 .dev_stripes    = 1,
96                 .devs_max       = 4,
97                 .devs_min       = 4,
98                 .tolerated_failures = 3,
99                 .devs_increment = 4,
100                 .ncopies        = 4,
101                 .nparity        = 0,
102                 .raid_name      = "raid1c4",
103                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
104                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
105         },
106         [BTRFS_RAID_DUP] = {
107                 .sub_stripes    = 1,
108                 .dev_stripes    = 2,
109                 .devs_max       = 1,
110                 .devs_min       = 1,
111                 .tolerated_failures = 0,
112                 .devs_increment = 1,
113                 .ncopies        = 2,
114                 .nparity        = 0,
115                 .raid_name      = "dup",
116                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
117                 .mindev_error   = 0,
118         },
119         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
120                 .sub_stripes    = 1,
121                 .dev_stripes    = 1,
122                 .devs_max       = 0,
123                 .devs_min       = 1,
124                 .tolerated_failures = 0,
125                 .devs_increment = 1,
126                 .ncopies        = 1,
127                 .nparity        = 0,
128                 .raid_name      = "raid0",
129                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
130                 .mindev_error   = 0,
131         },
132         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
133                 .sub_stripes    = 1,
134                 .dev_stripes    = 1,
135                 .devs_max       = 1,
136                 .devs_min       = 1,
137                 .tolerated_failures = 0,
138                 .devs_increment = 1,
139                 .ncopies        = 1,
140                 .nparity        = 0,
141                 .raid_name      = "single",
142                 .bg_flag        = 0,
143                 .mindev_error   = 0,
144         },
145         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
146                 .sub_stripes    = 1,
147                 .dev_stripes    = 1,
148                 .devs_max       = 0,
149                 .devs_min       = 2,
150                 .tolerated_failures = 1,
151                 .devs_increment = 1,
152                 .ncopies        = 1,
153                 .nparity        = 1,
154                 .raid_name      = "raid5",
155                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
156                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
157         },
158         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
159                 .sub_stripes    = 1,
160                 .dev_stripes    = 1,
161                 .devs_max       = 0,
162                 .devs_min       = 3,
163                 .tolerated_failures = 2,
164                 .devs_increment = 1,
165                 .ncopies        = 1,
166                 .nparity        = 2,
167                 .raid_name      = "raid6",
168                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
169                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
170         },
171 };
172
173 /*
174  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
175  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
176  */
177 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
178 {
179         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
180
181         if (!profile)
182                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
183
184         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
185 }
186
187 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
188 {
189         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
190
191         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
192                 return NULL;
193
194         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
195 }
196
197 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
198 {
199         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
200
201         return btrfs_raid_array[index].nparity;
202 }
203
204 /*
205  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
206  * bytes including terminating null byte.
207  */
208 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
209 {
210         int i;
211         int ret;
212         char *bp = buf;
213         u64 flags = bg_flags;
214         u32 size_bp = size_buf;
215
216         if (!flags) {
217                 strcpy(bp, "NONE");
218                 return;
219         }
220
221 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
222         do {                                                            \
223                 if (flags & (flag)) {                                   \
224                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
225                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
226                                 goto out_overflow;                      \
227                         size_bp -= ret;                                 \
228                         bp += ret;                                      \
229                         flags &= ~(flag);                               \
230                 }                                                       \
231         } while (0)
232
233         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
234         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
235         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
236
237         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
238         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
239                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
240                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
241 #undef DESCRIBE_FLAG
242
243         if (flags) {
244                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
245                 size_bp -= ret;
246         }
247
248         if (size_bp < size_buf)
249                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
250
251         /*
252          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
253          * large buffer
254          */
255 out_overflow:;
256 }
257
258 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
259 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
260 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
261
262 /*
263  * Device locking
264  * ==============
265  *
266  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
267  * structures like chunks but not block groups, extents or files
268  *
269  * uuid_mutex (global lock)
270  * ------------------------
271  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
272  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
273  * device) or requested by the device= mount option
274  *
275  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
276  *
277  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
278  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
279  *
280  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
281  *
282  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
283  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
284  * scan ioctl
285  *
286  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
287  *
288  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
289  * ------------------------------------------------
290  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
291  *
292  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
293  *
294  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
295  * modifications to the list (see write_all_supers)
296  *
297  * Is not required at mount and close times, because our device list is
298  * protected by the uuid_mutex at that point.
299  *
300  * balance_mutex
301  * -------------
302  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
303  * several places (internally, ioctl)
304  *
305  * chunk_mutex
306  * -----------
307  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
308  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
309  * individual devices, since they can be added to the transaction's
310  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
311  *
312  * cleaner_mutex
313  * -------------
314  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
315  * cleaning together with relocation or delayed iputs
316  *
317  *
318  * Lock nesting
319  * ============
320  *
321  * uuid_mutex
322  *   device_list_mutex
323  *     chunk_mutex
324  *   balance_mutex
325  *
326  *
327  * Exclusive operations
328  * ====================
329  *
330  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
331  * whole filesystem and cannot run in parallel.
332  *
333  * - Balance (*)
334  * - Device add
335  * - Device remove
336  * - Device replace (*)
337  * - Resize
338  *
339  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
340  *
341  * - Running state
342  * - Paused state
343  * - Completed state
344  *
345  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
346  * following reasons:
347  *
348  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
349  * - filesystem remounted as read-only
350  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
351  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
352  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
353  *
354  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
355  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
356  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
357  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
358  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
359  * completed.
360  */
361
362 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
363 static LIST_HEAD(fs_uuids);
364 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
365 {
366         return &fs_uuids;
367 }
368
369 /*
370  * Allocate new btrfs_fs_devices structure identified by a fsid.
371  *
372  * @fsid:    if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid and to
373  *           fs_devices::metadata_fsid
374  *
375  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
376  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
377  * kfree() right away.
378  */
379 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid)
380 {
381         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
382
383         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
384         if (!fs_devs)
385                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
386
387         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
388
389         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
390         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
391         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
392         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
393
394         if (fsid) {
395                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
396                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
397         }
398
399         return fs_devs;
400 }
401
402 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
403 {
404         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
405         rcu_string_free(device->name);
406         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
407         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
408         kfree(device);
409 }
410
411 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
412 {
413         struct btrfs_device *device;
414
415         WARN_ON(fs_devices->opened);
416         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
417                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
418                                     struct btrfs_device, dev_list);
419                 list_del(&device->dev_list);
420                 btrfs_free_device(device);
421         }
422         kfree(fs_devices);
423 }
424
425 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
426 {
427         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
428
429         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
430                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
431                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
432                 list_del(&fs_devices->fs_list);
433                 free_fs_devices(fs_devices);
434         }
435 }
436
437 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
438                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
439 {
440         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
441                 return false;
442
443         if (!metadata_fsid)
444                 return true;
445
446         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
447                 return false;
448
449         return true;
450 }
451
452 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
453                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
454 {
455         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
456
457         ASSERT(fsid);
458
459         /* Handle non-split brain cases */
460         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
461                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
462                         return fs_devices;
463         }
464         return NULL;
465 }
466
467 static int
468 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
469                       int flush, struct file **bdev_file,
470                       struct btrfs_super_block **disk_super)
471 {
472         struct block_device *bdev;
473         int ret;
474
475         *bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
476
477         if (IS_ERR(*bdev_file)) {
478                 ret = PTR_ERR(*bdev_file);
479                 goto error;
480         }
481         bdev = file_bdev(*bdev_file);
482
483         if (flush)
484                 sync_blockdev(bdev);
485         if (holder) {
486                 ret = set_blocksize(*bdev_file, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
487                 if (ret) {
488                         fput(*bdev_file);
489                         goto error;
490                 }
491         }
492         invalidate_bdev(bdev);
493         *disk_super = btrfs_read_dev_super(bdev);
494         if (IS_ERR(*disk_super)) {
495                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
496                 fput(*bdev_file);
497                 goto error;
498         }
499
500         return 0;
501
502 error:
503         *disk_super = NULL;
504         *bdev_file = NULL;
505         return ret;
506 }
507
508 /*
509  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
510  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
511  *
512  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
513  *                 matching this devt only.
514  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
515  *                 devices.
516  *
517  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
518  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
519  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
520  */
521 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
522 {
523         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
524         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
525         int ret;
526         bool freed = false;
527
528         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
529
530         /* Return good status if there is no instance of devt. */
531         ret = 0;
532         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
533
534                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
535                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
536                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
537                         if (skip_device && skip_device == device)
538                                 continue;
539                         if (devt && devt != device->devt)
540                                 continue;
541                         if (fs_devices->opened) {
542                                 if (devt)
543                                         ret = -EBUSY;
544                                 break;
545                         }
546
547                         /* delete the stale device */
548                         fs_devices->num_devices--;
549                         list_del(&device->dev_list);
550                         btrfs_free_device(device);
551
552                         freed = true;
553                 }
554                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
555
556                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
557                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
558                         list_del(&fs_devices->fs_list);
559                         free_fs_devices(fs_devices);
560                 }
561         }
562
563         /* If there is at least one freed device return 0. */
564         if (freed)
565                 return 0;
566
567         return ret;
568 }
569
570 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_by_device(
571                                         struct btrfs_super_block *disk_super,
572                                         dev_t devt, bool *same_fsid_diff_dev)
573 {
574         struct btrfs_fs_devices *fsid_fs_devices;
575         struct btrfs_fs_devices *devt_fs_devices;
576         const bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
577                                         BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
578         bool found_by_devt = false;
579
580         /* Find the fs_device by the usual method, if found use it. */
581         fsid_fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid,
582                     has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
583
584         /* The temp_fsid feature is supported only with single device filesystem. */
585         if (btrfs_super_num_devices(disk_super) != 1)
586                 return fsid_fs_devices;
587
588         /*
589          * A seed device is an integral component of the sprout device, which
590          * functions as a multi-device filesystem. So, temp-fsid feature is
591          * not supported.
592          */
593         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)
594                 return fsid_fs_devices;
595
596         /* Try to find a fs_devices by matching devt. */
597         list_for_each_entry(devt_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
598                 struct btrfs_device *device;
599
600                 list_for_each_entry(device, &devt_fs_devices->devices, dev_list) {
601                         if (device->devt == devt) {
602                                 found_by_devt = true;
603                                 break;
604                         }
605                 }
606                 if (found_by_devt)
607                         break;
608         }
609
610         if (found_by_devt) {
611                 /* Existing device. */
612                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
613                         if (devt_fs_devices->opened == 0) {
614                                 /* Stale device. */
615                                 return NULL;
616                         } else {
617                                 /* temp_fsid is mounting a subvol. */
618                                 return devt_fs_devices;
619                         }
620                 } else {
621                         /* Regular or temp_fsid device mounting a subvol. */
622                         return devt_fs_devices;
623                 }
624         } else {
625                 /* New device. */
626                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
627                         return NULL;
628                 } else {
629                         /* sb::fsid is already used create a new temp_fsid. */
630                         *same_fsid_diff_dev = true;
631                         return NULL;
632                 }
633         }
634
635         /* Not reached. */
636 }
637
638 /*
639  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
640  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
641  * fs_devices->device_list_mutex here.
642  */
643 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
644                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
645                         void *holder)
646 {
647         struct file *bdev_file;
648         struct btrfs_super_block *disk_super;
649         u64 devid;
650         int ret;
651
652         if (device->bdev)
653                 return -EINVAL;
654         if (!device->name)
655                 return -EINVAL;
656
657         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
658                                     &bdev_file, &disk_super);
659         if (ret)
660                 return ret;
661
662         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
663         if (devid != device->devid)
664                 goto error_free_page;
665
666         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
667                 goto error_free_page;
668
669         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
670
671         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
672                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
673                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
674                         pr_err(
675                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
676                         goto error_free_page;
677                 }
678
679                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
680                 fs_devices->seeding = true;
681         } else {
682                 if (bdev_read_only(file_bdev(bdev_file)))
683                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
684                 else
685                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
686         }
687
688         if (!bdev_nonrot(file_bdev(bdev_file)))
689                 fs_devices->rotating = true;
690
691         if (bdev_max_discard_sectors(file_bdev(bdev_file)))
692                 fs_devices->discardable = true;
693
694         device->bdev_file = bdev_file;
695         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
696         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
697
698         if (device->devt != device->bdev->bd_dev) {
699                 btrfs_warn(NULL,
700                            "device %s maj:min changed from %d:%d to %d:%d",
701                            device->name->str, MAJOR(device->devt),
702                            MINOR(device->devt), MAJOR(device->bdev->bd_dev),
703                            MINOR(device->bdev->bd_dev));
704
705                 device->devt = device->bdev->bd_dev;
706         }
707
708         fs_devices->open_devices++;
709         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
710             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
711                 fs_devices->rw_devices++;
712                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
713         }
714         btrfs_release_disk_super(disk_super);
715
716         return 0;
717
718 error_free_page:
719         btrfs_release_disk_super(disk_super);
720         fput(bdev_file);
721
722         return -EINVAL;
723 }
724
725 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
726 {
727         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
728                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
729
730         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
731 }
732
733 /*
734  * Add new device to list of registered devices
735  *
736  * Returns:
737  * device pointer which was just added or updated when successful
738  * error pointer when failed
739  */
740 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
741                            struct btrfs_super_block *disk_super,
742                            bool *new_device_added)
743 {
744         struct btrfs_device *device;
745         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
746         struct rcu_string *name;
747         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
748         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
749         dev_t path_devt;
750         int error;
751         bool same_fsid_diff_dev = false;
752         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
753                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
754
755         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2) {
756                 btrfs_err(NULL,
757 "device %s has incomplete metadata_uuid change, please use btrfstune to complete",
758                           path);
759                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
760         }
761
762         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
763         if (error) {
764                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
765                           path, error);
766                 return ERR_PTR(error);
767         }
768
769         fs_devices = find_fsid_by_device(disk_super, path_devt, &same_fsid_diff_dev);
770
771         if (!fs_devices) {
772                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid);
773                 if (IS_ERR(fs_devices))
774                         return ERR_CAST(fs_devices);
775
776                 if (has_metadata_uuid)
777                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
778                                disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
779
780                 if (same_fsid_diff_dev) {
781                         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
782                         fs_devices->temp_fsid = true;
783                 pr_info("BTRFS: device %s (%d:%d) using temp-fsid %pU\n",
784                                 path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
785                                 fs_devices->fsid);
786                 }
787
788                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
789                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
790
791                 device = NULL;
792         } else {
793                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
794                         .devid = devid,
795                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
796                 };
797
798                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
799                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
800
801                 if (found_transid > fs_devices->latest_generation) {
802                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
803                                         BTRFS_FSID_SIZE);
804                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
805                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
806                 }
807         }
808
809         if (!device) {
810                 unsigned int nofs_flag;
811
812                 if (fs_devices->opened) {
813                         btrfs_err(NULL,
814 "device %s (%d:%d) belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
815                                   path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
816                                   fs_devices->fsid, current->comm,
817                                   task_pid_nr(current));
818                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
819                         return ERR_PTR(-EBUSY);
820                 }
821
822                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
823                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
824                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
825                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
826                 if (IS_ERR(device)) {
827                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
828                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
829                         return device;
830                 }
831
832                 device->devt = path_devt;
833
834                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
835                 fs_devices->num_devices++;
836
837                 device->fs_devices = fs_devices;
838                 *new_device_added = true;
839
840                 if (disk_super->label[0])
841                         pr_info(
842 "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
843                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
844                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
845                                 current->comm, task_pid_nr(current));
846                 else
847                         pr_info(
848 "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
849                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
850                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
851                                 current->comm, task_pid_nr(current));
852
853         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
854                 /*
855                  * When FS is already mounted.
856                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
857                  *    means this device was missing at time of FS mount.
858                  * 2. If you are here and if the device->name is different
859                  *    from 'path' that means either
860                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
861                  *         different name. or
862                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
863                  *         reappeared now.
864                  *
865                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
866                  * and unintentional.
867                  *
868                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
869                  * would have missed some transaction when it was away and
870                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
871                  * 2b must not be allowed at all time.
872                  */
873
874                 /*
875                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
876                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
877                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
878                  * when we reject replacement on a mounted FS.
879                  */
880                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
881                         /*
882                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
883                          * are here, that means there is more than one
884                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
885                          * with larger generation number or the last-in if
886                          * generation are equal.
887                          */
888                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
889                         btrfs_err(NULL,
890 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
891                                   path, found_transid, device->generation);
892                         return ERR_PTR(-EEXIST);
893                 }
894
895                 /*
896                  * We are going to replace the device path for a given devid,
897                  * make sure it's the same device if the device is mounted
898                  *
899                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
900                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
901                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
902                  * torn down.
903                  */
904                 if (device->bdev) {
905                         if (device->devt != path_devt) {
906                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
907                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
908         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
909                                                   path, devid, found_transid,
910                                                   current->comm,
911                                                   task_pid_nr(current));
912                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
913                         }
914                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
915         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
916                                           devid, btrfs_dev_name(device),
917                                           path, current->comm,
918                                           task_pid_nr(current));
919                 }
920
921                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
922                 if (!name) {
923                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
924                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
925                 }
926                 rcu_string_free(device->name);
927                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
928                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
929                         fs_devices->missing_devices--;
930                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
931                 }
932                 device->devt = path_devt;
933         }
934
935         /*
936          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
937          * generation along with most of the other members. So just update
938          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
939          * (as above).
940          */
941         if (!fs_devices->opened) {
942                 device->generation = found_transid;
943                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
944                                                 fs_devices->latest_generation);
945         }
946
947         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
948
949         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
950         return device;
951 }
952
953 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
954 {
955         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
956         struct btrfs_device *device;
957         struct btrfs_device *orig_dev;
958         int ret = 0;
959
960         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
961
962         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid);
963         if (IS_ERR(fs_devices))
964                 return fs_devices;
965
966         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
967
968         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
969                 const char *dev_path = NULL;
970
971                 /*
972                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
973                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
974                  */
975                 if (orig_dev->name)
976                         dev_path = orig_dev->name->str;
977
978                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
979                                             orig_dev->uuid, dev_path);
980                 if (IS_ERR(device)) {
981                         ret = PTR_ERR(device);
982                         goto error;
983                 }
984
985                 if (orig_dev->zone_info) {
986                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
987
988                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
989                         if (!zone_info) {
990                                 btrfs_free_device(device);
991                                 ret = -ENOMEM;
992                                 goto error;
993                         }
994                         device->zone_info = zone_info;
995                 }
996
997                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
998                 device->fs_devices = fs_devices;
999                 fs_devices->num_devices++;
1000         }
1001         return fs_devices;
1002 error:
1003         free_fs_devices(fs_devices);
1004         return ERR_PTR(ret);
1005 }
1006
1007 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1008                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1009 {
1010         struct btrfs_device *device, *next;
1011
1012         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1013         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1014                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1015                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1016                                       &device->dev_state) &&
1017                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1018                                       &device->dev_state) &&
1019                             (!*latest_dev ||
1020                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1021                                 *latest_dev = device;
1022                         }
1023                         continue;
1024                 }
1025
1026                 /*
1027                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1028                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1029                  */
1030                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1031                         continue;
1032
1033                 if (device->bdev_file) {
1034                         fput(device->bdev_file);
1035                         device->bdev = NULL;
1036                         device->bdev_file = NULL;
1037                         fs_devices->open_devices--;
1038                 }
1039                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1040                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1041                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1042                         fs_devices->rw_devices--;
1043                 }
1044                 list_del_init(&device->dev_list);
1045                 fs_devices->num_devices--;
1046                 btrfs_free_device(device);
1047         }
1048
1049 }
1050
1051 /*
1052  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1053  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1054  */
1055 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1056 {
1057         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1058         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1059
1060         mutex_lock(&uuid_mutex);
1061         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1062
1063         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1064                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1065
1066         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1067
1068         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1069 }
1070
1071 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1072 {
1073         if (!device->bdev)
1074                 return;
1075
1076         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1077                 sync_blockdev(device->bdev);
1078                 invalidate_bdev(device->bdev);
1079         }
1080
1081         fput(device->bdev_file);
1082 }
1083
1084 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1085 {
1086         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1087
1088         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1089             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1090                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1091                 fs_devices->rw_devices--;
1092         }
1093
1094         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1095                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1096
1097         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1098                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1099                 fs_devices->missing_devices--;
1100         }
1101
1102         btrfs_close_bdev(device);
1103         if (device->bdev) {
1104                 fs_devices->open_devices--;
1105                 device->bdev = NULL;
1106         }
1107         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1108         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1109
1110         device->fs_info = NULL;
1111         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1112         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1113
1114         /*
1115          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1116          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1117          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1118          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1119          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1120          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1121          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1122          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1123          * unsafe super blocks.
1124          */
1125         device->last_flush_error = 0;
1126
1127         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1128         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1129         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1130         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1131         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1132 }
1133
1134 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1135 {
1136         struct btrfs_device *device, *tmp;
1137
1138         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1139
1140         if (--fs_devices->opened > 0)
1141                 return;
1142
1143         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1144                 btrfs_close_one_device(device);
1145
1146         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1147         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1148         fs_devices->opened = 0;
1149         fs_devices->seeding = false;
1150         fs_devices->fs_info = NULL;
1151 }
1152
1153 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1154 {
1155         LIST_HEAD(list);
1156         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1157
1158         mutex_lock(&uuid_mutex);
1159         close_fs_devices(fs_devices);
1160         if (!fs_devices->opened) {
1161                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1162
1163                 /*
1164                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1165                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1166                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1167                  * fully freed.
1168                  */
1169                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1170                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1171                         free_fs_devices(fs_devices);
1172                 }
1173         }
1174
1175
1176         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1177                 close_fs_devices(fs_devices);
1178                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1179                 free_fs_devices(fs_devices);
1180         }
1181         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1182 }
1183
1184 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1185                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1186 {
1187         struct btrfs_device *device;
1188         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1189         struct btrfs_device *tmp_device;
1190         int ret = 0;
1191
1192         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1193                                  dev_list) {
1194                 int ret2;
1195
1196                 ret2 = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1197                 if (ret2 == 0 &&
1198                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1199                         latest_dev = device;
1200                 } else if (ret2 == -ENODATA) {
1201                         fs_devices->num_devices--;
1202                         list_del(&device->dev_list);
1203                         btrfs_free_device(device);
1204                 }
1205                 if (ret == 0 && ret2 != 0)
1206                         ret = ret2;
1207         }
1208
1209         if (fs_devices->open_devices == 0) {
1210                 if (ret)
1211                         return ret;
1212                 return -EINVAL;
1213         }
1214
1215         fs_devices->opened = 1;
1216         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1217         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1218         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1219         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1220
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1225                      const struct list_head *b)
1226 {
1227         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1228
1229         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1230         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1231
1232         if (dev1->devid < dev2->devid)
1233                 return -1;
1234         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1235                 return 1;
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1240                        blk_mode_t flags, void *holder)
1241 {
1242         int ret;
1243
1244         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1245         /*
1246          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1247          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1248          *
1249          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1250          * exclusion is provided by uuid_mutex
1251          */
1252
1253         if (fs_devices->opened) {
1254                 fs_devices->opened++;
1255                 ret = 0;
1256         } else {
1257                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1258                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1259         }
1260
1261         return ret;
1262 }
1263
1264 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1265 {
1266         struct page *page = virt_to_page(super);
1267
1268         put_page(page);
1269 }
1270
1271 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1272                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1273 {
1274         struct btrfs_super_block *disk_super;
1275         struct page *page;
1276         void *p;
1277         pgoff_t index;
1278
1279         /* make sure our super fits in the device */
1280         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1281                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1282
1283         /* make sure our super fits in the page */
1284         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1285                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1286
1287         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1288         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1289         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1290                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1291
1292         /* pull in the page with our super */
1293         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_mapping, index, GFP_KERNEL);
1294
1295         if (IS_ERR(page))
1296                 return ERR_CAST(page);
1297
1298         p = page_address(page);
1299
1300         /* align our pointer to the offset of the super block */
1301         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1302
1303         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1304             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1305                 btrfs_release_disk_super(p);
1306                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1307         }
1308
1309         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1310                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1311
1312         return disk_super;
1313 }
1314
1315 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1316 {
1317         int ret;
1318
1319         mutex_lock(&uuid_mutex);
1320         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1321         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1322
1323         return ret;
1324 }
1325
1326 static bool btrfs_skip_registration(struct btrfs_super_block *disk_super,
1327                                     const char *path, dev_t devt,
1328                                     bool mount_arg_dev)
1329 {
1330         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
1331
1332         /*
1333          * Do not skip device registration for mounted devices with matching
1334          * maj:min but different paths. Booting without initrd relies on
1335          * /dev/root initially, later replaced with the actual root device.
1336          * A successful scan ensures grub2-probe selects the correct device.
1337          */
1338         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
1339                 struct btrfs_device *device;
1340
1341                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
1342
1343                 if (!fs_devices->opened) {
1344                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1345                         continue;
1346                 }
1347
1348                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
1349                         if (device->bdev && (device->bdev->bd_dev == devt) &&
1350                             strcmp(device->name->str, path) != 0) {
1351                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1352
1353                                 /* Do not skip registration. */
1354                                 return false;
1355                         }
1356                 }
1357                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1358         }
1359
1360         if (!mount_arg_dev && btrfs_super_num_devices(disk_super) == 1 &&
1361             !(btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING))
1362                 return true;
1363
1364         return false;
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1369  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1370  * is read via pagecache.
1371  *
1372  * With @mount_arg_dev it's a scan during mount time that will always register
1373  * the device or return an error. Multi-device and seeding devices are registered
1374  * in both cases.
1375  */
1376 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags,
1377                                            bool mount_arg_dev)
1378 {
1379         struct btrfs_super_block *disk_super;
1380         bool new_device_added = false;
1381         struct btrfs_device *device = NULL;
1382         struct file *bdev_file;
1383         u64 bytenr, bytenr_orig;
1384         dev_t devt;
1385         int ret;
1386
1387         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1388
1389         /*
1390          * we would like to check all the supers, but that would make
1391          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1392          * So, we need to add a special mount option to scan for
1393          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1394          */
1395
1396         /*
1397          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1398          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1399          * resulting in failure.
1400          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1401          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1402          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1403          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1404          * required information for assembling the volume.
1405          */
1406         bdev_file = bdev_file_open_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1407         if (IS_ERR(bdev_file))
1408                 return ERR_CAST(bdev_file);
1409
1410         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1411         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(file_bdev(bdev_file), 0, READ, &bytenr);
1412         if (ret) {
1413                 device = ERR_PTR(ret);
1414                 goto error_bdev_put;
1415         }
1416
1417         disk_super = btrfs_read_disk_super(file_bdev(bdev_file), bytenr,
1418                                            bytenr_orig);
1419         if (IS_ERR(disk_super)) {
1420                 device = ERR_CAST(disk_super);
1421                 goto error_bdev_put;
1422         }
1423
1424         devt = file_bdev(bdev_file)->bd_dev;
1425         if (btrfs_skip_registration(disk_super, path, devt, mount_arg_dev)) {
1426                 pr_debug("BTRFS: skip registering single non-seed device %s (%d:%d)\n",
1427                           path, MAJOR(devt), MINOR(devt));
1428
1429                 btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1430
1431                 device = NULL;
1432                 goto free_disk_super;
1433         }
1434
1435         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1436         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1437                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1438
1439 free_disk_super:
1440         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1441
1442 error_bdev_put:
1443         fput(bdev_file);
1444
1445         return device;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1450  * such is found, record the end of it in *start
1451  */
1452 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1453                                     u64 len)
1454 {
1455         u64 physical_start, physical_end;
1456
1457         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1458
1459         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1460                                   &physical_start, &physical_end,
1461                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1462
1463                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1464                     in_range(*start, physical_start,
1465                              physical_end + 1 - physical_start)) {
1466                         *start = physical_end + 1;
1467                         return true;
1468                 }
1469         }
1470         return false;
1471 }
1472
1473 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1474 {
1475         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1476         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1477                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1478         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1479                 /*
1480                  * We don't care about the starting region like regular
1481                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1482                  * for superblock logging.
1483                  */
1484                 return 0;
1485         default:
1486                 BUG();
1487         }
1488 }
1489
1490 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1491                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1492                                         u64 num_bytes)
1493 {
1494         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1495         u64 pos;
1496         int ret;
1497         bool changed = false;
1498
1499         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1500
1501         while (*hole_size > 0) {
1502                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1503                                                    *hole_start + *hole_size,
1504                                                    num_bytes);
1505                 if (pos != *hole_start) {
1506                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1507                         *hole_start = pos;
1508                         changed = true;
1509                         if (*hole_size < num_bytes)
1510                                 break;
1511                 }
1512
1513                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1514
1515                 /* Range is ensured to be empty */
1516                 if (!ret)
1517                         return changed;
1518
1519                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1520                 if (ret == -ERANGE) {
1521                         *hole_start += *hole_size;
1522                         *hole_size = 0;
1523                         return true;
1524                 }
1525
1526                 *hole_start += zone_size;
1527                 *hole_size -= zone_size;
1528                 changed = true;
1529         }
1530
1531         return changed;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1536  *
1537  * @device:     the device which we have the hole
1538  * @hole_start: starting position of the hole
1539  * @hole_size:  the size of the hole
1540  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1541  *
1542  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1543  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1544  */
1545 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1546                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1547 {
1548         bool changed = false;
1549         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1550
1551         for (;;) {
1552                 /*
1553                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1554                  * sending back this offset anyway.
1555                  */
1556                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1557                         if (hole_end >= *hole_start)
1558                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1559                         else
1560                                 *hole_size = 0;
1561                         changed = true;
1562                 }
1563
1564                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1565                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1566                         /* No extra check */
1567                         break;
1568                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1569                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1570                                                         hole_size, num_bytes)) {
1571                                 changed = true;
1572                                 /*
1573                                  * The changed hole can contain pending extent.
1574                                  * Loop again to check that.
1575                                  */
1576                                 continue;
1577                         }
1578                         break;
1579                 default:
1580                         BUG();
1581                 }
1582
1583                 break;
1584         }
1585
1586         return changed;
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Find free space in the specified device.
1591  *
1592  * @device:       the device which we search the free space in
1593  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1594  * @search_start: the position from which to begin the search
1595  * @start:        store the start of the free space.
1596  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1597  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1598  *
1599  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1600  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1601  *
1602  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1603  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1604  * of the max free space.
1605  *
1606  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1607  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1608  * the max free space.
1609  *
1610  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1611  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1612  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1613  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1614  * is not reported as available.
1615  */
1616 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1617                                 u64 *start, u64 *len)
1618 {
1619         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1620         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1621         struct btrfs_key key;
1622         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1623         struct btrfs_path *path;
1624         u64 search_start;
1625         u64 hole_size;
1626         u64 max_hole_start;
1627         u64 max_hole_size = 0;
1628         u64 extent_end;
1629         u64 search_end = device->total_bytes;
1630         int ret;
1631         int slot;
1632         struct extent_buffer *l;
1633
1634         search_start = dev_extent_search_start(device);
1635         max_hole_start = search_start;
1636
1637         WARN_ON(device->zone_info &&
1638                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1639
1640         path = btrfs_alloc_path();
1641         if (!path) {
1642                 ret = -ENOMEM;
1643                 goto out;
1644         }
1645 again:
1646         if (search_start >= search_end ||
1647                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1648                 ret = -ENOSPC;
1649                 goto out;
1650         }
1651
1652         path->reada = READA_FORWARD;
1653         path->search_commit_root = 1;
1654         path->skip_locking = 1;
1655
1656         key.objectid = device->devid;
1657         key.offset = search_start;
1658         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1659
1660         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1661         if (ret < 0)
1662                 goto out;
1663
1664         while (search_start < search_end) {
1665                 l = path->nodes[0];
1666                 slot = path->slots[0];
1667                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1668                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1669                         if (ret == 0)
1670                                 continue;
1671                         if (ret < 0)
1672                                 goto out;
1673
1674                         break;
1675                 }
1676                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1677
1678                 if (key.objectid < device->devid)
1679                         goto next;
1680
1681                 if (key.objectid > device->devid)
1682                         break;
1683
1684                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1685                         goto next;
1686
1687                 if (key.offset > search_end)
1688                         break;
1689
1690                 if (key.offset > search_start) {
1691                         hole_size = key.offset - search_start;
1692                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1693                                               num_bytes);
1694
1695                         if (hole_size > max_hole_size) {
1696                                 max_hole_start = search_start;
1697                                 max_hole_size = hole_size;
1698                         }
1699
1700                         /*
1701                          * If this free space is greater than which we need,
1702                          * it must be the max free space that we have found
1703                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1704                          * of this free space and the length of this free space
1705                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1706                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1707                          * caller.
1708                          */
1709                         if (hole_size >= num_bytes) {
1710                                 ret = 0;
1711                                 goto out;
1712                         }
1713                 }
1714
1715                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1716                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1717                                                                   dev_extent);
1718                 if (extent_end > search_start)
1719                         search_start = extent_end;
1720 next:
1721                 path->slots[0]++;
1722                 cond_resched();
1723         }
1724
1725         /*
1726          * At this point, search_start should be the end of
1727          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1728          * search_end may be smaller than search_start.
1729          */
1730         if (search_end > search_start) {
1731                 hole_size = search_end - search_start;
1732                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1733                                           num_bytes)) {
1734                         btrfs_release_path(path);
1735                         goto again;
1736                 }
1737
1738                 if (hole_size > max_hole_size) {
1739                         max_hole_start = search_start;
1740                         max_hole_size = hole_size;
1741                 }
1742         }
1743
1744         /* See above. */
1745         if (max_hole_size < num_bytes)
1746                 ret = -ENOSPC;
1747         else
1748                 ret = 0;
1749
1750         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1751 out:
1752         btrfs_free_path(path);
1753         *start = max_hole_start;
1754         if (len)
1755                 *len = max_hole_size;
1756         return ret;
1757 }
1758
1759 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1760                           struct btrfs_device *device,
1761                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1762 {
1763         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1764         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1765         int ret;
1766         struct btrfs_path *path;
1767         struct btrfs_key key;
1768         struct btrfs_key found_key;
1769         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1770         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1771
1772         path = btrfs_alloc_path();
1773         if (!path)
1774                 return -ENOMEM;
1775
1776         key.objectid = device->devid;
1777         key.offset = start;
1778         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1779 again:
1780         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1781         if (ret > 0) {
1782                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1783                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1784                 if (ret)
1785                         goto out;
1786                 leaf = path->nodes[0];
1787                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1788                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1789                                         struct btrfs_dev_extent);
1790                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1791                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1792                 key = found_key;
1793                 btrfs_release_path(path);
1794                 goto again;
1795         } else if (ret == 0) {
1796                 leaf = path->nodes[0];
1797                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1798                                         struct btrfs_dev_extent);
1799         } else {
1800                 goto out;
1801         }
1802
1803         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1804
1805         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1806         if (ret == 0)
1807                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1808 out:
1809         btrfs_free_path(path);
1810         return ret;
1811 }
1812
1813 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1814 {
1815         struct rb_node *n;
1816         u64 ret = 0;
1817
1818         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1819         n = rb_last(&fs_info->mapping_tree.rb_root);
1820         if (n) {
1821                 struct btrfs_chunk_map *map;
1822
1823                 map = rb_entry(n, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
1824                 ret = map->start + map->chunk_len;
1825         }
1826         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1827
1828         return ret;
1829 }
1830
1831 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1832                                     u64 *devid_ret)
1833 {
1834         int ret;
1835         struct btrfs_key key;
1836         struct btrfs_key found_key;
1837         struct btrfs_path *path;
1838
1839         path = btrfs_alloc_path();
1840         if (!path)
1841                 return -ENOMEM;
1842
1843         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1844         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1845         key.offset = (u64)-1;
1846
1847         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1848         if (ret < 0)
1849                 goto error;
1850
1851         if (ret == 0) {
1852                 /* Corruption */
1853                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1854                 ret = -EUCLEAN;
1855                 goto error;
1856         }
1857
1858         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1859                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1860                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1861         if (ret) {
1862                 *devid_ret = 1;
1863         } else {
1864                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1865                                       path->slots[0]);
1866                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1867         }
1868         ret = 0;
1869 error:
1870         btrfs_free_path(path);
1871         return ret;
1872 }
1873
1874 /*
1875  * the device information is stored in the chunk root
1876  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1877  */
1878 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1879                             struct btrfs_device *device)
1880 {
1881         int ret;
1882         struct btrfs_path *path;
1883         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1884         struct extent_buffer *leaf;
1885         struct btrfs_key key;
1886         unsigned long ptr;
1887
1888         path = btrfs_alloc_path();
1889         if (!path)
1890                 return -ENOMEM;
1891
1892         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1893         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1894         key.offset = device->devid;
1895
1896         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1897         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1898                                       &key, sizeof(*dev_item));
1899         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1900         if (ret)
1901                 goto out;
1902
1903         leaf = path->nodes[0];
1904         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1905
1906         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1907         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1908         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1909         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1910         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1911         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1912         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1913                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1914         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1915                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1916         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1917         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1918         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1919         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1920
1921         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1922         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1923         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1924         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1925                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1926         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
1927
1928         ret = 0;
1929 out:
1930         btrfs_free_path(path);
1931         return ret;
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1936  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1937  *
1938  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1939  */
1940 static void update_dev_time(const char *device_path)
1941 {
1942         struct path path;
1943         int ret;
1944
1945         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1946         if (ret)
1947                 return;
1948
1949         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1950         path_put(&path);
1951 }
1952
1953 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1954                              struct btrfs_device *device)
1955 {
1956         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1957         int ret;
1958         struct btrfs_path *path;
1959         struct btrfs_key key;
1960
1961         path = btrfs_alloc_path();
1962         if (!path)
1963                 return -ENOMEM;
1964
1965         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1966         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1967         key.offset = device->devid;
1968
1969         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1970         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1971         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1972         if (ret) {
1973                 if (ret > 0)
1974                         ret = -ENOENT;
1975                 goto out;
1976         }
1977
1978         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1979 out:
1980         btrfs_free_path(path);
1981         return ret;
1982 }
1983
1984 /*
1985  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1986  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1987  * replace.
1988  */
1989 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1990                 u64 num_devices)
1991 {
1992         u64 all_avail;
1993         unsigned seq;
1994         int i;
1995
1996         do {
1997                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1998
1999                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
2000                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
2001                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
2002         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
2003
2004         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
2005                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
2006                         continue;
2007
2008                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
2009                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
2010         }
2011
2012         return 0;
2013 }
2014
2015 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
2016                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
2017 {
2018         struct btrfs_device *next_device;
2019
2020         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
2021                 if (next_device != device &&
2022                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
2023                     && next_device->bdev)
2024                         return next_device;
2025         }
2026
2027         return NULL;
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2032  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2033  * where this function called, there should be always be another device (or
2034  * this_dev) which is active.
2035  */
2036 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2037                                             struct btrfs_device *next_device)
2038 {
2039         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2040
2041         if (!next_device)
2042                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2043                                                             device);
2044         ASSERT(next_device);
2045
2046         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2047                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2048                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2049
2050         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2051                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2056  * currently replaced.
2057  */
2058 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2059 {
2060         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2061
2062         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2063         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2064                 ASSERT(num_devices > 1);
2065                 num_devices--;
2066         }
2067         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2068
2069         return num_devices;
2070 }
2071
2072 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2073                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2074 {
2075         struct btrfs_super_block *disk_super;
2076         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2077         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2078         int ret;
2079
2080         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2081         if (IS_ERR(disk_super))
2082                 return;
2083
2084         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2085         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2086         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2087
2088         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2089         if (ret)
2090                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2091                         copy_num, ret);
2092 }
2093
2094 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_device *device)
2095 {
2096         int copy_num;
2097         struct block_device *bdev = device->bdev;
2098
2099         if (!bdev)
2100                 return;
2101
2102         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2103                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2104                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2105                 else
2106                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2107         }
2108
2109         /* Notify udev that device has changed */
2110         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2111
2112         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2113         update_dev_time(device->name->str);
2114 }
2115
2116 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2117                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2118                     struct file **bdev_file)
2119 {
2120         struct btrfs_trans_handle *trans;
2121         struct btrfs_device *device;
2122         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2123         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2124         u64 num_devices;
2125         int ret = 0;
2126
2127         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2128                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2129                 return -EINVAL;
2130         }
2131
2132         /*
2133          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2134          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2135          * filesystem and another device rm cannot run.
2136          */
2137         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2138
2139         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2140         if (ret)
2141                 return ret;
2142
2143         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2144         if (!device) {
2145                 if (args->missing)
2146                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2147                 else
2148                         ret = -ENOENT;
2149                 return ret;
2150         }
2151
2152         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2153                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2154                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2155                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2156                 return -ETXTBSY;
2157         }
2158
2159         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2160                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2161
2162         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2163             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2164                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2165
2166         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2167                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2168                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2169                 device->fs_devices->rw_devices--;
2170                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2171         }
2172
2173         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2174         if (ret)
2175                 goto error_undo;
2176
2177         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2178         if (IS_ERR(trans)) {
2179                 ret = PTR_ERR(trans);
2180                 goto error_undo;
2181         }
2182
2183         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2184         if (ret) {
2185                 /* Any error in dev item removal is critical */
2186                 btrfs_crit(fs_info,
2187                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2188                            device->devid, ret);
2189                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2190                 btrfs_end_transaction(trans);
2191                 return ret;
2192         }
2193
2194         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2195         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2196
2197         /*
2198          * the device list mutex makes sure that we don't change
2199          * the device list while someone else is writing out all
2200          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2201          * lock the device list mutex before getting the number of
2202          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2203          * whoever updates the number of devices in the super block
2204          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2205          */
2206
2207         /*
2208          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2209          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2210          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2211          */
2212         cur_devices = device->fs_devices;
2213         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2214         list_del_rcu(&device->dev_list);
2215
2216         cur_devices->num_devices--;
2217         cur_devices->total_devices--;
2218         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2219         if (cur_devices != fs_devices)
2220                 fs_devices->total_devices--;
2221
2222         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2223                 cur_devices->missing_devices--;
2224
2225         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2226
2227         if (device->bdev_file) {
2228                 cur_devices->open_devices--;
2229                 /* remove sysfs entry */
2230                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2231         }
2232
2233         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2234         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2235         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2236
2237         /*
2238          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2239          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2240          * free the device.
2241          *
2242          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2243          * write lock, and fput() on the block device will pull in the
2244          * ->open_mutex on the block device and it's dependencies.  Instead
2245          *  just flush the device and let the caller do the final bdev_release.
2246          */
2247         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2248                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device);
2249                 if (device->bdev) {
2250                         sync_blockdev(device->bdev);
2251                         invalidate_bdev(device->bdev);
2252                 }
2253         }
2254
2255         *bdev_file = device->bdev_file;
2256         synchronize_rcu();
2257         btrfs_free_device(device);
2258
2259         /*
2260          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2261          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2262          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2263          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2264          * remove it from our list and free the fs_devices.
2265          */
2266         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2267                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2268                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2269                 cur_devices->opened--;
2270                 free_fs_devices(cur_devices);
2271         }
2272
2273         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2274
2275         return ret;
2276
2277 error_undo:
2278         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2279                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2280                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2281                          &fs_devices->alloc_list);
2282                 device->fs_devices->rw_devices++;
2283                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2284         }
2285         return ret;
2286 }
2287
2288 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2289 {
2290         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2291
2292         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2293
2294         /*
2295          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2296          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2297          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2298          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2299          */
2300         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2301
2302         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2303         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2304         fs_devices->num_devices--;
2305         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2306                 fs_devices->missing_devices--;
2307
2308         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2309                 fs_devices->rw_devices--;
2310
2311         if (srcdev->bdev)
2312                 fs_devices->open_devices--;
2313 }
2314
2315 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2316 {
2317         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2318
2319         mutex_lock(&uuid_mutex);
2320
2321         btrfs_close_bdev(srcdev);
2322         synchronize_rcu();
2323         btrfs_free_device(srcdev);
2324
2325         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2326         if (!fs_devices->num_devices) {
2327                 /*
2328                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2329                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2330                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2331                  * device left under the seed FS.
2332                  */
2333                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2334
2335                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2336                 close_fs_devices(fs_devices);
2337                 free_fs_devices(fs_devices);
2338         }
2339         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2340 }
2341
2342 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2343 {
2344         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2345
2346         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2347
2348         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2349
2350         if (tgtdev->bdev)
2351                 fs_devices->open_devices--;
2352
2353         fs_devices->num_devices--;
2354
2355         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2356
2357         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2358
2359         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2360
2361         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev);
2362
2363         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2364         synchronize_rcu();
2365         btrfs_free_device(tgtdev);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Populate args from device at path.
2370  *
2371  * @fs_info:    the filesystem
2372  * @args:       the args to populate
2373  * @path:       the path to the device
2374  *
2375  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2376  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2377  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2378  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2379  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2380  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2381  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2382  * uuid buffers.
2383  *
2384  * Return: 0 for success, -errno for failure
2385  */
2386 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2387                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2388                                  const char *path)
2389 {
2390         struct btrfs_super_block *disk_super;
2391         struct file *bdev_file;
2392         int ret;
2393
2394         if (!path || !path[0])
2395                 return -EINVAL;
2396         if (!strcmp(path, "missing")) {
2397                 args->missing = true;
2398                 return 0;
2399         }
2400
2401         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2402         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2403         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2404                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2405                 return -ENOMEM;
2406         }
2407
2408         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2409                                     &bdev_file, &disk_super);
2410         if (ret) {
2411                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2412                 return ret;
2413         }
2414
2415         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2416         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2417         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2418                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2419         else
2420                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2421         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2422         fput(bdev_file);
2423         return 0;
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2428  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2429  * that don't need to be freed.
2430  */
2431 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2432 {
2433         kfree(args->uuid);
2434         kfree(args->fsid);
2435         args->uuid = NULL;
2436         args->fsid = NULL;
2437 }
2438
2439 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2440                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2441                 const char *device_path)
2442 {
2443         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2444         struct btrfs_device *device;
2445         int ret;
2446
2447         if (devid) {
2448                 args.devid = devid;
2449                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2450                 if (!device)
2451                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2452                 return device;
2453         }
2454
2455         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2456         if (ret)
2457                 return ERR_PTR(ret);
2458         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2459         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2460         if (!device)
2461                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2462         return device;
2463 }
2464
2465 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2466 {
2467         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2468         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2469         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2470
2471         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2472         if (!fs_devices->seeding)
2473                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2474
2475         /*
2476          * Private copy of the seed devices, anchored at
2477          * fs_info->fs_devices->seed_list
2478          */
2479         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL);
2480         if (IS_ERR(seed_devices))
2481                 return seed_devices;
2482
2483         /*
2484          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2485          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2486          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2487          * multiple fs seed.
2488          */
2489         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2490         if (IS_ERR(old_devices)) {
2491                 kfree(seed_devices);
2492                 return old_devices;
2493         }
2494
2495         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2496
2497         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2498         seed_devices->opened = 1;
2499         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2500         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2501         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2502
2503         return seed_devices;
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2508  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2509  */
2510 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2511                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2512 {
2513         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2514         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2515         struct btrfs_device *device;
2516         u64 super_flags;
2517
2518         /*
2519          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2520          * could race, so uuid_mutex is needed.
2521          */
2522         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2523
2524         /*
2525          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2526          * device_list_mutex:
2527          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2528          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2529          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2530          *
2531          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2532          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2533          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2534          * - btrfs_get_dev_stats()
2535          */
2536         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2537
2538         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2539                               synchronize_rcu);
2540         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2541                 device->fs_devices = seed_devices;
2542
2543         fs_devices->seeding = false;
2544         fs_devices->num_devices = 0;
2545         fs_devices->open_devices = 0;
2546         fs_devices->missing_devices = 0;
2547         fs_devices->rotating = false;
2548         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2549
2550         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2551         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2552         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2553
2554         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2555                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2556         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2557 }
2558
2559 /*
2560  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2561  */
2562 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2563 {
2564         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2565         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2566         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2567         struct btrfs_path *path;
2568         struct extent_buffer *leaf;
2569         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2570         struct btrfs_device *device;
2571         struct btrfs_key key;
2572         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2573         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2574         int ret;
2575
2576         path = btrfs_alloc_path();
2577         if (!path)
2578                 return -ENOMEM;
2579
2580         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2581         key.offset = 0;
2582         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2583
2584         while (1) {
2585                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2586                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2587                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2588                 if (ret < 0)
2589                         goto error;
2590
2591                 leaf = path->nodes[0];
2592 next_slot:
2593                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2594                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2595                         if (ret > 0)
2596                                 break;
2597                         if (ret < 0)
2598                                 goto error;
2599                         leaf = path->nodes[0];
2600                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2601                         btrfs_release_path(path);
2602                         continue;
2603                 }
2604
2605                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2606                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2607                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2608                         break;
2609
2610                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2611                                           struct btrfs_dev_item);
2612                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2613                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2614                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2615                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2616                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2617                 args.uuid = dev_uuid;
2618                 args.fsid = fs_uuid;
2619                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2620                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2621
2622                 if (device->fs_devices->seeding) {
2623                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2624                                                     device->generation);
2625                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2626                 }
2627
2628                 path->slots[0]++;
2629                 goto next_slot;
2630         }
2631         ret = 0;
2632 error:
2633         btrfs_free_path(path);
2634         return ret;
2635 }
2636
2637 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2638 {
2639         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2640         struct btrfs_trans_handle *trans;
2641         struct btrfs_device *device;
2642         struct file *bdev_file;
2643         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2644         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2645         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2646         u64 orig_super_total_bytes;
2647         u64 orig_super_num_devices;
2648         int ret = 0;
2649         bool seeding_dev = false;
2650         bool locked = false;
2651
2652         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2653                 return -EROFS;
2654
2655         bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2656                                         fs_info->bdev_holder, NULL);
2657         if (IS_ERR(bdev_file))
2658                 return PTR_ERR(bdev_file);
2659
2660         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, file_bdev(bdev_file))) {
2661                 ret = -EINVAL;
2662                 goto error;
2663         }
2664
2665         if (fs_devices->seeding) {
2666                 seeding_dev = true;
2667                 down_write(&sb->s_umount);
2668                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2669                 locked = true;
2670         }
2671
2672         sync_blockdev(file_bdev(bdev_file));
2673
2674         rcu_read_lock();
2675         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2676                 if (device->bdev == file_bdev(bdev_file)) {
2677                         ret = -EEXIST;
2678                         rcu_read_unlock();
2679                         goto error;
2680                 }
2681         }
2682         rcu_read_unlock();
2683
2684         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2685         if (IS_ERR(device)) {
2686                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2687                 ret = PTR_ERR(device);
2688                 goto error;
2689         }
2690
2691         device->fs_info = fs_info;
2692         device->bdev_file = bdev_file;
2693         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
2694         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2695         if (ret)
2696                 goto error_free_device;
2697
2698         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2699         if (ret)
2700                 goto error_free_device;
2701
2702         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2703         if (IS_ERR(trans)) {
2704                 ret = PTR_ERR(trans);
2705                 goto error_free_zone;
2706         }
2707
2708         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2709         device->generation = trans->transid;
2710         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2711         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2712         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2713         device->total_bytes =
2714                 round_down(bdev_nr_bytes(device->bdev), fs_info->sectorsize);
2715         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2716         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2717         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2718         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2719         device->dev_stats_valid = 1;
2720         set_blocksize(device->bdev_file, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2721
2722         if (seeding_dev) {
2723                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2724
2725                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2726                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2727                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2728                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2729                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2730                         goto error_trans;
2731                 }
2732         }
2733
2734         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2735         if (seeding_dev) {
2736                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2737                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2738                                                 device);
2739         }
2740
2741         device->fs_devices = fs_devices;
2742
2743         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2744         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2745         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2746         fs_devices->num_devices++;
2747         fs_devices->open_devices++;
2748         fs_devices->rw_devices++;
2749         fs_devices->total_devices++;
2750         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2751
2752         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2753
2754         if (!bdev_nonrot(device->bdev))
2755                 fs_devices->rotating = true;
2756
2757         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2758         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2759                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2760                            fs_info->sectorsize));
2761
2762         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2763         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2764                                     orig_super_num_devices + 1);
2765
2766         /*
2767          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2768          * infos
2769          */
2770         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2771
2772         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2773
2774         /* Add sysfs device entry */
2775         btrfs_sysfs_add_device(device);
2776
2777         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2778
2779         if (seeding_dev) {
2780                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2781                 ret = init_first_rw_device(trans);
2782                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2783                 if (ret) {
2784                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2785                         goto error_sysfs;
2786                 }
2787         }
2788
2789         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2790         if (ret) {
2791                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2792                 goto error_sysfs;
2793         }
2794
2795         if (seeding_dev) {
2796                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2797                 if (ret) {
2798                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2799                         goto error_sysfs;
2800                 }
2801
2802                 /*
2803                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2804                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2805                  */
2806                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2807         }
2808
2809         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2810
2811         if (seeding_dev) {
2812                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2813                 up_write(&sb->s_umount);
2814                 locked = false;
2815
2816                 if (ret) /* transaction commit */
2817                         return ret;
2818
2819                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2820                 if (ret < 0)
2821                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2822                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2823                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2824                 if (IS_ERR(trans)) {
2825                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2826                                 return 0;
2827                         ret = PTR_ERR(trans);
2828                         trans = NULL;
2829                         goto error_sysfs;
2830                 }
2831                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2832         }
2833
2834         /*
2835          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2836          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2837          * device.
2838          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2839          * only succeeds if the device was an alien.
2840          */
2841         btrfs_forget_devices(device->devt);
2842
2843         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2844         update_dev_time(device_path);
2845
2846         return ret;
2847
2848 error_sysfs:
2849         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2850         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2851         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2852         list_del_rcu(&device->dev_list);
2853         list_del(&device->dev_alloc_list);
2854         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2855         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2856         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2857         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2858         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2859         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2860         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2861                                     orig_super_total_bytes);
2862         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2863                                     orig_super_num_devices);
2864         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2865         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2866 error_trans:
2867         if (seeding_dev)
2868                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2869         if (trans)
2870                 btrfs_end_transaction(trans);
2871 error_free_zone:
2872         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2873 error_free_device:
2874         btrfs_free_device(device);
2875 error:
2876         fput(bdev_file);
2877         if (locked) {
2878                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2879                 up_write(&sb->s_umount);
2880         }
2881         return ret;
2882 }
2883
2884 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2885                                         struct btrfs_device *device)
2886 {
2887         int ret;
2888         struct btrfs_path *path;
2889         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2890         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2891         struct extent_buffer *leaf;
2892         struct btrfs_key key;
2893
2894         path = btrfs_alloc_path();
2895         if (!path)
2896                 return -ENOMEM;
2897
2898         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2899         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2900         key.offset = device->devid;
2901
2902         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2903         if (ret < 0)
2904                 goto out;
2905
2906         if (ret > 0) {
2907                 ret = -ENOENT;
2908                 goto out;
2909         }
2910
2911         leaf = path->nodes[0];
2912         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2913
2914         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2915         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2916         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2917         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2918         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2919         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2920                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2921         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2922                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2923         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2924
2925 out:
2926         btrfs_free_path(path);
2927         return ret;
2928 }
2929
2930 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2931                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2932 {
2933         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2934         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2935         u64 old_total;
2936         u64 diff;
2937         int ret;
2938
2939         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2940                 return -EACCES;
2941
2942         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2943
2944         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2945         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2946         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2947
2948         if (new_size <= device->total_bytes ||
2949             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2950                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2951                 return -EINVAL;
2952         }
2953
2954         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2955                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2956         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2957         atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
2958
2959         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2960         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2961         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2962         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2963                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2964                               &trans->transaction->dev_update_list);
2965         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2966
2967         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2968         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2969         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2970
2971         return ret;
2972 }
2973
2974 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2975 {
2976         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2977         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2978         int ret;
2979         struct btrfs_path *path;
2980         struct btrfs_key key;
2981
2982         path = btrfs_alloc_path();
2983         if (!path)
2984                 return -ENOMEM;
2985
2986         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2987         key.offset = chunk_offset;
2988         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2989
2990         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2991         if (ret < 0)
2992                 goto out;
2993         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2994                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2995                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2996                 ret = -ENOENT;
2997                 goto out;
2998         }
2999
3000         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3001         if (ret < 0)
3002                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
3003                                       "Failed to delete chunk item.");
3004 out:
3005         btrfs_free_path(path);
3006         return ret;
3007 }
3008
3009 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3010 {
3011         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
3012         struct btrfs_disk_key *disk_key;
3013         struct btrfs_chunk *chunk;
3014         u8 *ptr;
3015         int ret = 0;
3016         u32 num_stripes;
3017         u32 array_size;
3018         u32 len = 0;
3019         u32 cur;
3020         struct btrfs_key key;
3021
3022         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
3023         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
3024
3025         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3026         cur = 0;
3027
3028         while (cur < array_size) {
3029                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3030                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3031
3032                 len = sizeof(*disk_key);
3033
3034                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3035                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3036                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3037                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3038                 } else {
3039                         ret = -EIO;
3040                         break;
3041                 }
3042                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3043                     key.offset == chunk_offset) {
3044                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3045                         array_size -= len;
3046                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3047                 } else {
3048                         ptr += len;
3049                         cur += len;
3050                 }
3051         }
3052         return ret;
3053 }
3054
3055 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map_nolock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3056                                                     u64 logical, u64 length)
3057 {
3058         struct rb_node *node = fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
3059         struct rb_node *prev = NULL;
3060         struct rb_node *orig_prev;
3061         struct btrfs_chunk_map *map;
3062         struct btrfs_chunk_map *prev_map = NULL;
3063
3064         while (node) {
3065                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3066                 prev = node;
3067                 prev_map = map;
3068
3069                 if (logical < map->start) {
3070                         node = node->rb_left;
3071                 } else if (logical >= map->start + map->chunk_len) {
3072                         node = node->rb_right;
3073                 } else {
3074                         refcount_inc(&map->refs);
3075                         return map;
3076                 }
3077         }
3078
3079         if (!prev)
3080                 return NULL;
3081
3082         orig_prev = prev;
3083         while (prev && logical >= prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3084                 prev = rb_next(prev);
3085                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3086         }
3087
3088         if (!prev) {
3089                 prev = orig_prev;
3090                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3091                 while (prev && logical < prev_map->start) {
3092                         prev = rb_prev(prev);
3093                         prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3094                 }
3095         }
3096
3097         if (prev) {
3098                 u64 end = logical + length;
3099
3100                 /*
3101                  * Caller can pass a U64_MAX length when it wants to get any
3102                  * chunk starting at an offset of 'logical' or higher, so deal
3103                  * with underflow by resetting the end offset to U64_MAX.
3104                  */
3105                 if (end < logical)
3106                         end = U64_MAX;
3107
3108                 if (end > prev_map->start &&
3109                     logical < prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3110                         refcount_inc(&prev_map->refs);
3111                         return prev_map;
3112                 }
3113         }
3114
3115         return NULL;
3116 }
3117
3118 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3119                                              u64 logical, u64 length)
3120 {
3121         struct btrfs_chunk_map *map;
3122
3123         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3124         map = btrfs_find_chunk_map_nolock(fs_info, logical, length);
3125         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3126
3127         return map;
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Find the mapping containing the given logical extent.
3132  *
3133  * @logical: Logical block offset in bytes.
3134  * @length: Length of extent in bytes.
3135  *
3136  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3137  */
3138 struct btrfs_chunk_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3139                                             u64 logical, u64 length)
3140 {
3141         struct btrfs_chunk_map *map;
3142
3143         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, length);
3144
3145         if (unlikely(!map)) {
3146                 btrfs_crit(fs_info,
3147                            "unable to find chunk map for logical %llu length %llu",
3148                            logical, length);
3149                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3150         }
3151
3152         if (unlikely(map->start > logical || map->start + map->chunk_len <= logical)) {
3153                 btrfs_crit(fs_info,
3154                            "found a bad chunk map, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3155                            logical, logical + length, map->start,
3156                            map->start + map->chunk_len);
3157                 btrfs_free_chunk_map(map);
3158                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3159         }
3160
3161         /* Callers are responsible for dropping the reference. */
3162         return map;
3163 }
3164
3165 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3166                              struct btrfs_chunk_map *map, u64 chunk_offset)
3167 {
3168         int i;
3169
3170         /*
3171          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3172          * requires holding the chunk_mutex.
3173          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3174          */
3175         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3176
3177         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3178                 int ret;
3179
3180                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3181                 if (ret)
3182                         return ret;
3183         }
3184
3185         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3186 }
3187
3188 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3189 {
3190         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3191         struct btrfs_chunk_map *map;
3192         u64 dev_extent_len = 0;
3193         int i, ret = 0;
3194         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3195
3196         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3197         if (IS_ERR(map)) {
3198                 /*
3199                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3200                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3201                  * do anything we still error out.
3202                  */
3203                 ASSERT(0);
3204                 return PTR_ERR(map);
3205         }
3206
3207         /*
3208          * First delete the device extent items from the devices btree.
3209          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3210          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3211          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3212          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3213          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3214          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3215          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3216          */
3217         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3218         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3219                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3220                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3221                                             map->stripes[i].physical,
3222                                             &dev_extent_len);
3223                 if (ret) {
3224                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3225                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3226                         goto out;
3227                 }
3228
3229                 if (device->bytes_used > 0) {
3230                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3231                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3232                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3233                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3234                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3235                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3236                 }
3237         }
3238         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3239
3240         /*
3241          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3242          *
3243          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3244          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3245          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3246          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3247          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3248          *
3249          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3250          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3251          *    because the device object's id can change at any time during that
3252          *    final phase of the device replace operation
3253          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3254          *    replaced device and then see it with an ID of
3255          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3256          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3257          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3258          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3259          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3260          */
3261         trans->removing_chunk = true;
3262         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3263
3264         check_system_chunk(trans, map->type);
3265
3266         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3267         /*
3268          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3269          * through the call to check_system_chunk().
3270          *
3271          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3272          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3273          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3274          * block group with the right profile, or right after we called
3275          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3276          * with enough free space into RO mode.
3277          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3278          *
3279          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3280          */
3281         if (ret == -ENOSPC) {
3282                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3283                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3284
3285                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3286                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3287                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3288                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3289                         goto out;
3290                 }
3291
3292                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3293                 if (ret) {
3294                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3295                         goto out;
3296                 }
3297
3298                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3299                 if (ret) {
3300                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3301                         goto out;
3302                 }
3303         } else if (ret) {
3304                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3305                 goto out;
3306         }
3307
3308         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, map->chunk_len);
3309
3310         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3311                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3312                 if (ret) {
3313                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3314                         goto out;
3315                 }
3316         }
3317
3318         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3319         trans->removing_chunk = false;
3320
3321         /*
3322          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3323          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3324          */
3325         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3326
3327         ret = btrfs_remove_block_group(trans, map);
3328         if (ret) {
3329                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3330                 goto out;
3331         }
3332
3333 out:
3334         if (trans->removing_chunk) {
3335                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3336                 trans->removing_chunk = false;
3337         }
3338         /* once for us */
3339         btrfs_free_chunk_map(map);
3340         return ret;
3341 }
3342
3343 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3344 {
3345         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3346         struct btrfs_trans_handle *trans;
3347         struct btrfs_block_group *block_group;
3348         u64 length;
3349         int ret;
3350
3351         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3352                 btrfs_err(fs_info,
3353                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3354                 return -EINVAL;
3355         }
3356
3357         /*
3358          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3359          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3360          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3361          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3362          *
3363          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3364          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3365          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3366          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3367          * the current task acquires this mutex and calls us.
3368          */
3369         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3370
3371         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3372         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3373         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3374         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3375         if (ret) {
3376                 /*
3377                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3378                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3379                  */
3380                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3381                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3382                 return ret;
3383         }
3384
3385         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3386         if (!block_group)
3387                 return -ENOENT;
3388         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3389         length = block_group->length;
3390         btrfs_put_block_group(block_group);
3391
3392         /*
3393          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3394          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3395          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3396          * filesystem's point of view.
3397          */
3398         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3399                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3400                 if (ret)
3401                         btrfs_info(fs_info,
3402                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3403                                 chunk_offset);
3404         }
3405
3406         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3407                                                      chunk_offset);
3408         if (IS_ERR(trans)) {
3409                 ret = PTR_ERR(trans);
3410                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3411                 return ret;
3412         }
3413
3414         /*
3415          * step two, delete the device extents and the
3416          * chunk tree entries
3417          */
3418         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3419         btrfs_end_transaction(trans);
3420         return ret;
3421 }
3422
3423 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3424 {
3425         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3426         struct btrfs_path *path;
3427         struct extent_buffer *leaf;
3428         struct btrfs_chunk *chunk;
3429         struct btrfs_key key;
3430         struct btrfs_key found_key;
3431         u64 chunk_type;
3432         bool retried = false;
3433         int failed = 0;
3434         int ret;
3435
3436         path = btrfs_alloc_path();
3437         if (!path)
3438                 return -ENOMEM;
3439
3440 again:
3441         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3442         key.offset = (u64)-1;
3443         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3444
3445         while (1) {
3446                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3447                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3448                 if (ret < 0) {
3449                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3450                         goto error;
3451                 }
3452                 if (ret == 0) {
3453                         /*
3454                          * On the first search we would find chunk tree with
3455                          * offset -1, which is not possible. On subsequent
3456                          * loops this would find an existing item on an invalid
3457                          * offset (one less than the previous one, wrong
3458                          * alignment and size).
3459                          */
3460                         ret = -EUCLEAN;
3461                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3462                         goto error;
3463                 }
3464
3465                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3466                                           key.type);
3467                 if (ret)
3468                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3469                 if (ret < 0)
3470                         goto error;
3471                 if (ret > 0)
3472                         break;
3473
3474                 leaf = path->nodes[0];
3475                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3476
3477                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3478                                        struct btrfs_chunk);
3479                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3480                 btrfs_release_path(path);
3481
3482                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3483                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3484                         if (ret == -ENOSPC)
3485                                 failed++;
3486                         else
3487                                 BUG_ON(ret);
3488                 }
3489                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3490
3491                 if (found_key.offset == 0)
3492                         break;
3493                 key.offset = found_key.offset - 1;
3494         }
3495         ret = 0;
3496         if (failed && !retried) {
3497                 failed = 0;
3498                 retried = true;
3499                 goto again;
3500         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3501                 ret = -ENOSPC;
3502         }
3503 error:
3504         btrfs_free_path(path);
3505         return ret;
3506 }
3507
3508 /*
3509  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3510  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3511  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3512  */
3513 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3514                                       u64 chunk_offset)
3515 {
3516         struct btrfs_block_group *cache;
3517         u64 bytes_used;
3518         u64 chunk_type;
3519
3520         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3521         ASSERT(cache);
3522         chunk_type = cache->flags;
3523         btrfs_put_block_group(cache);
3524
3525         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3526                 return 0;
3527
3528         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3529         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3530         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3531
3532         if (!bytes_used) {
3533                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3534                 int ret;
3535
3536                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3537                 if (IS_ERR(trans))
3538                         return PTR_ERR(trans);
3539
3540                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3541                 btrfs_end_transaction(trans);
3542                 if (ret < 0)
3543                         return ret;
3544                 return 1;
3545         }
3546
3547         return 0;
3548 }
3549
3550 static void btrfs_disk_balance_args_to_cpu(struct btrfs_balance_args *cpu,
3551                                            const struct btrfs_disk_balance_args *disk)
3552 {
3553         memset(cpu, 0, sizeof(*cpu));
3554
3555         cpu->profiles = le64_to_cpu(disk->profiles);
3556         cpu->usage = le64_to_cpu(disk->usage);
3557         cpu->devid = le64_to_cpu(disk->devid);
3558         cpu->pstart = le64_to_cpu(disk->pstart);
3559         cpu->pend = le64_to_cpu(disk->pend);
3560         cpu->vstart = le64_to_cpu(disk->vstart);
3561         cpu->vend = le64_to_cpu(disk->vend);
3562         cpu->target = le64_to_cpu(disk->target);
3563         cpu->flags = le64_to_cpu(disk->flags);
3564         cpu->limit = le64_to_cpu(disk->limit);
3565         cpu->stripes_min = le32_to_cpu(disk->stripes_min);
3566         cpu->stripes_max = le32_to_cpu(disk->stripes_max);
3567 }
3568
3569 static void btrfs_cpu_balance_args_to_disk(struct btrfs_disk_balance_args *disk,
3570                                            const struct btrfs_balance_args *cpu)
3571 {
3572         memset(disk, 0, sizeof(*disk));
3573
3574         disk->profiles = cpu_to_le64(cpu->profiles);
3575         disk->usage = cpu_to_le64(cpu->usage);
3576         disk->devid = cpu_to_le64(cpu->devid);
3577         disk->pstart = cpu_to_le64(cpu->pstart);
3578         disk->pend = cpu_to_le64(cpu->pend);
3579         disk->vstart = cpu_to_le64(cpu->vstart);
3580         disk->vend = cpu_to_le64(cpu->vend);
3581         disk->target = cpu_to_le64(cpu->target);
3582         disk->flags = cpu_to_le64(cpu->flags);
3583         disk->limit = cpu_to_le64(cpu->limit);
3584         disk->stripes_min = cpu_to_le32(cpu->stripes_min);
3585         disk->stripes_max = cpu_to_le32(cpu->stripes_max);
3586 }
3587
3588 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3589                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3590 {
3591         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3592         struct btrfs_trans_handle *trans;
3593         struct btrfs_balance_item *item;
3594         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3595         struct btrfs_path *path;
3596         struct extent_buffer *leaf;
3597         struct btrfs_key key;
3598         int ret, err;
3599
3600         path = btrfs_alloc_path();
3601         if (!path)
3602                 return -ENOMEM;
3603
3604         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3605         if (IS_ERR(trans)) {
3606                 btrfs_free_path(path);
3607                 return PTR_ERR(trans);
3608         }
3609
3610         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3611         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3612         key.offset = 0;
3613
3614         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3615                                       sizeof(*item));
3616         if (ret)
3617                 goto out;
3618
3619         leaf = path->nodes[0];
3620         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3621
3622         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3623
3624         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3625         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3626         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3627         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3628         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3629         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3630
3631         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3632
3633         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3634 out:
3635         btrfs_free_path(path);
3636         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3637         if (err && !ret)
3638                 ret = err;
3639         return ret;
3640 }
3641
3642 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3643 {
3644         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3645         struct btrfs_trans_handle *trans;
3646         struct btrfs_path *path;
3647         struct btrfs_key key;
3648         int ret, err;
3649
3650         path = btrfs_alloc_path();
3651         if (!path)
3652                 return -ENOMEM;
3653
3654         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3655         if (IS_ERR(trans)) {
3656                 btrfs_free_path(path);
3657                 return PTR_ERR(trans);
3658         }
3659
3660         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3661         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3662         key.offset = 0;
3663
3664         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3665         if (ret < 0)
3666                 goto out;
3667         if (ret > 0) {
3668                 ret = -ENOENT;
3669                 goto out;
3670         }
3671
3672         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3673 out:
3674         btrfs_free_path(path);
3675         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3676         if (err && !ret)
3677                 ret = err;
3678         return ret;
3679 }
3680
3681 /*
3682  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3683  * resume after balance was interrupted.
3684  */
3685 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3686 {
3687         /*
3688          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3689          */
3690         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3691                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3692         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3693                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3694         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3695                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3696
3697         /*
3698          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3699          * that chunks that we have already balanced should be
3700          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3701          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3702          * (albeit full) chunks.
3703          */
3704         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3705             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3706             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3707                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3708                 bctl->data.usage = 90;
3709         }
3710         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3711             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3712             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3713                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3714                 bctl->sys.usage = 90;
3715         }
3716         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3717             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3718             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3719                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3720                 bctl->meta.usage = 90;
3721         }
3722 }
3723
3724 /*
3725  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3726  */
3727 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3728 {
3729         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3730         int ret;
3731
3732         ASSERT(fs_info->balance_ctl);
3733
3734         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3735         fs_info->balance_ctl = NULL;
3736         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3737
3738         kfree(bctl);
3739         ret = del_balance_item(fs_info);
3740         if (ret)
3741                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3742 }
3743
3744 /*
3745  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3746  * (should not be balanced).
3747  */
3748 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3749                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3750 {
3751         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3752                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3753
3754         if (bargs->profiles & chunk_type)
3755                 return 0;
3756
3757         return 1;
3758 }
3759
3760 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3761                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3762 {
3763         struct btrfs_block_group *cache;
3764         u64 chunk_used;
3765         u64 user_thresh_min;
3766         u64 user_thresh_max;
3767         int ret = 1;
3768
3769         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3770         chunk_used = cache->used;
3771
3772         if (bargs->usage_min == 0)
3773                 user_thresh_min = 0;
3774         else
3775                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3776
3777         if (bargs->usage_max == 0)
3778                 user_thresh_max = 1;
3779         else if (bargs->usage_max > 100)
3780                 user_thresh_max = cache->length;
3781         else
3782                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3783
3784         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3785                 ret = 0;
3786
3787         btrfs_put_block_group(cache);
3788         return ret;
3789 }
3790
3791 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3792                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3793 {
3794         struct btrfs_block_group *cache;
3795         u64 chunk_used, user_thresh;
3796         int ret = 1;
3797
3798         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3799         chunk_used = cache->used;
3800
3801         if (bargs->usage_min == 0)
3802                 user_thresh = 1;
3803         else if (bargs->usage > 100)
3804                 user_thresh = cache->length;
3805         else
3806                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3807
3808         if (chunk_used < user_thresh)
3809                 ret = 0;
3810
3811         btrfs_put_block_group(cache);
3812         return ret;
3813 }
3814
3815 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3816                               struct btrfs_chunk *chunk,
3817                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3818 {
3819         struct btrfs_stripe *stripe;
3820         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3821         int i;
3822
3823         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3824                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3825                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3826                         return 0;
3827         }
3828
3829         return 1;
3830 }
3831
3832 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3833 {
3834         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3835         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3836         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3837
3838         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3839 }
3840
3841 /* [pstart, pend) */
3842 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3843                                struct btrfs_chunk *chunk,
3844                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3845 {
3846         struct btrfs_stripe *stripe;
3847         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3848         u64 stripe_offset;
3849         u64 stripe_length;
3850         u64 type;
3851         int factor;
3852         int i;
3853
3854         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3855                 return 0;
3856
3857         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3858         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3859
3860         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3861                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3862                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3863                         continue;
3864
3865                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3866                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3867                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3868
3869                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3870                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3871                         return 0;
3872         }
3873
3874         return 1;
3875 }
3876
3877 /* [vstart, vend) */
3878 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3879                                struct btrfs_chunk *chunk,
3880                                u64 chunk_offset,
3881                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3882 {
3883         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3884             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3885                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3886                 return 0;
3887
3888         return 1;
3889 }
3890
3891 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3892                                struct btrfs_chunk *chunk,
3893                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3894 {
3895         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3896
3897         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3898                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3899                 return 0;
3900
3901         return 1;
3902 }
3903
3904 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3905                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3906 {
3907         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3908                 return 0;
3909
3910         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3911                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3912
3913         if (bargs->target == chunk_type)
3914                 return 1;
3915
3916         return 0;
3917 }
3918
3919 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3920                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3921 {
3922         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3923         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3924         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3925         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3926
3927         /* type filter */
3928         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3929               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3930                 return 0;
3931         }
3932
3933         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3934                 bargs = &bctl->data;
3935         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3936                 bargs = &bctl->sys;
3937         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3938                 bargs = &bctl->meta;
3939
3940         /* profiles filter */
3941         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3942             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3943                 return 0;
3944         }
3945
3946         /* usage filter */
3947         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3948             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3949                 return 0;
3950         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3951             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3952                 return 0;
3953         }
3954
3955         /* devid filter */
3956         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3957             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3958                 return 0;
3959         }
3960
3961         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3962         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3963             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3964                 return 0;
3965         }
3966
3967         /* vrange filter */
3968         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3969             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3970                 return 0;
3971         }
3972
3973         /* stripes filter */
3974         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3975             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3976                 return 0;
3977         }
3978
3979         /* soft profile changing mode */
3980         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3981             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3982                 return 0;
3983         }
3984
3985         /*
3986          * limited by count, must be the last filter
3987          */
3988         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3989                 if (bargs->limit == 0)
3990                         return 0;
3991                 else
3992                         bargs->limit--;
3993         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3994                 /*
3995                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3996                  * determined here because we do not have the global information
3997                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3998                  */
3999                 if (bargs->limit_max == 0)
4000                         return 0;
4001                 else
4002                         bargs->limit_max--;
4003         }
4004
4005         return 1;
4006 }
4007
4008 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4009 {
4010         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4011         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
4012         u64 chunk_type;
4013         struct btrfs_chunk *chunk;
4014         struct btrfs_path *path = NULL;
4015         struct btrfs_key key;
4016         struct btrfs_key found_key;
4017         struct extent_buffer *leaf;
4018         int slot;
4019         int ret;
4020         int enospc_errors = 0;
4021         bool counting = true;
4022         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
4023         u64 limit_data = bctl->data.limit;
4024         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
4025         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
4026         u32 count_data = 0;
4027         u32 count_meta = 0;
4028         u32 count_sys = 0;
4029         int chunk_reserved = 0;
4030
4031         path = btrfs_alloc_path();
4032         if (!path) {
4033                 ret = -ENOMEM;
4034                 goto error;
4035         }
4036
4037         /* zero out stat counters */
4038         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4039         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
4040         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4041 again:
4042         if (!counting) {
4043                 /*
4044                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
4045                  * in the
4046                  */
4047                 bctl->data.limit = limit_data;
4048                 bctl->meta.limit = limit_meta;
4049                 bctl->sys.limit = limit_sys;
4050         }
4051         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
4052         key.offset = (u64)-1;
4053         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
4054
4055         while (1) {
4056                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
4057                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
4058                         ret = -ECANCELED;
4059                         goto error;
4060                 }
4061
4062                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4063                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
4064                 if (ret < 0) {
4065                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4066                         goto error;
4067                 }
4068
4069                 /*
4070                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
4071                  * failed
4072                  */
4073                 if (ret == 0)
4074                         BUG(); /* FIXME break ? */
4075
4076                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
4077                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
4078                 if (ret) {
4079                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4080                         ret = 0;
4081                         break;
4082                 }
4083
4084                 leaf = path->nodes[0];
4085                 slot = path->slots[0];
4086                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
4087
4088                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
4089                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4090                         break;
4091                 }
4092
4093                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
4094                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
4095
4096                 if (!counting) {
4097                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4098                         bctl->stat.considered++;
4099                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4100                 }
4101
4102                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
4103
4104                 btrfs_release_path(path);
4105                 if (!ret) {
4106                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4107                         goto loop;
4108                 }
4109
4110                 if (counting) {
4111                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4112                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4113                         bctl->stat.expected++;
4114                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4115
4116                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
4117                                 count_data++;
4118                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
4119                                 count_sys++;
4120                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
4121                                 count_meta++;
4122
4123                         goto loop;
4124                 }
4125
4126                 /*
4127                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
4128                  * filter is used, limit_min is 0 by default
4129                  */
4130                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
4131                                         count_data < bctl->data.limit_min)
4132                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
4133                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
4134                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
4135                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
4136                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4137                         goto loop;
4138                 }
4139
4140                 if (!chunk_reserved) {
4141                         /*
4142                          * We may be relocating the only data chunk we have,
4143                          * which could potentially end up with losing data's
4144                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
4145                          * advance.
4146                          */
4147                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4148                                                          found_key.offset);
4149                         if (ret < 0) {
4150                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4151                                 goto error;
4152                         } else if (ret == 1) {
4153                                 chunk_reserved = 1;
4154                         }
4155                 }
4156
4157                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4158                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4159                 if (ret == -ENOSPC) {
4160                         enospc_errors++;
4161                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4162                         btrfs_info(fs_info,
4163            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4164                                    found_key.offset);
4165                         ret = 0;
4166                 } else if (ret) {
4167                         goto error;
4168                 } else {
4169                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4170                         bctl->stat.completed++;
4171                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4172                 }
4173 loop:
4174                 if (found_key.offset == 0)
4175                         break;
4176                 key.offset = found_key.offset - 1;
4177         }
4178
4179         if (counting) {
4180                 btrfs_release_path(path);
4181                 counting = false;
4182                 goto again;
4183         }
4184 error:
4185         btrfs_free_path(path);
4186         if (enospc_errors) {
4187                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4188                            enospc_errors);
4189                 if (!ret)
4190                         ret = -ENOSPC;
4191         }
4192
4193         return ret;
4194 }
4195
4196 /*
4197  * See if a given profile is valid and reduced.
4198  *
4199  * @flags:     profile to validate
4200  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4201  */
4202 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4203 {
4204         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4205                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4206
4207         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4208
4209         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4210         if (flags & ~mask)
4211                 return 0;
4212
4213         /* 2) see if profile is reduced */
4214         if (flags == 0)
4215                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4216
4217         return has_single_bit_set(flags);
4218 }
4219
4220 /*
4221  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4222  * Otherwise print the error message and return false.
4223  */
4224 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4225                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4226                 u64 allowed, const char *type)
4227 {
4228         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4229                 return true;
4230
4231         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4232         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4233             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4234                 return true;
4235
4236         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4237                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4238         return false;
4239 }
4240
4241 /*
4242  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4243  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4244  * does not fit into the provided buffer.
4245  */
4246 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4247                                  u32 size_buf)
4248 {
4249         int ret;
4250         u32 size_bp = size_buf;
4251         char *bp = buf;
4252         u64 flags = bargs->flags;
4253         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4254
4255         if (!flags)
4256                 return;
4257
4258 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4259         do {                                                            \
4260                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4261                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4262                         goto out_overflow;                              \
4263                 size_bp -= ret;                                         \
4264                 bp += ret;                                              \
4265         } while (0)
4266
4267 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4268         do {                                                            \
4269                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4270                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4271                         goto out_overflow;                              \
4272                 size_bp -= ret;                                         \
4273                 bp += ret;                                              \
4274         } while (0)
4275
4276 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4277         do {                                                            \
4278                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4279                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4280                         goto out_overflow;                              \
4281                 size_bp -= ret;                                         \
4282                 bp += ret;                                              \
4283         } while (0)
4284
4285         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4286                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4287                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4288
4289         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4290                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4291
4292         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4293                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4294                                             sizeof(tmp_buf));
4295                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4296         }
4297
4298         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4299                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4300
4301         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4302                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4303                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4304
4305         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4306                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4307
4308         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4309                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4310                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4311
4312         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4313                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4314                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4315
4316         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4317                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4318
4319         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4320                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4321                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4322
4323         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4324                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4325                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4326
4327 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4328 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4329 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4330
4331 out_overflow:
4332
4333         if (size_bp < size_buf)
4334                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4335         else
4336                 buf[0] = '\0';
4337 }
4338
4339 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4340 {
4341         u32 size_buf = 1024;
4342         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4343         char *buf;
4344         char *bp;
4345         u32 size_bp = size_buf;
4346         int ret;
4347         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4348
4349         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4350         if (!buf)
4351                 return;
4352
4353         bp = buf;
4354
4355 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4356         do {                                                            \
4357                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4358                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4359                         goto out_overflow;                              \
4360                 size_bp -= ret;                                         \
4361                 bp += ret;                                              \
4362         } while (0)
4363
4364         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4365                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4366
4367         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4368                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4369                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4370         }
4371
4372         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4373                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4374                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4375         }
4376
4377         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4378                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4379                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4380         }
4381
4382 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4383
4384 out_overflow:
4385
4386         if (size_bp < size_buf)
4387                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4388         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4389                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4390                    "resume" : "start", buf);
4391
4392         kfree(buf);
4393 }
4394
4395 /*
4396  * Should be called with balance mutexe held
4397  */
4398 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4399                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4400                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4401 {
4402         u64 meta_target, data_target;
4403         u64 allowed;
4404         int mixed = 0;
4405         int ret;
4406         u64 num_devices;
4407         unsigned seq;
4408         bool reducing_redundancy;
4409         bool paused = false;
4410         int i;
4411
4412         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4413             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4414             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4415                 ret = -EINVAL;
4416                 goto out;
4417         }
4418
4419         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4420         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4421                 mixed = 1;
4422
4423         /*
4424          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4425          * and identical options should be given for both of them.
4426          */
4427         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4428         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4429                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4430                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4431                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4432                         btrfs_err(fs_info,
4433           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4434                         ret = -EINVAL;
4435                         goto out;
4436                 }
4437         }
4438
4439         /*
4440          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4441          * are exclusive
4442          */
4443         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4444
4445         /*
4446          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4447          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4448          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4449          */
4450         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4451         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4452                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4453                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4454
4455         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4456             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4457             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4458                 ret = -EINVAL;
4459                 goto out;
4460         }
4461
4462         /*
4463          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4464          * profiles with redundancy (copies, parity)
4465          */
4466         allowed = 0;
4467         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4468                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4469                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4470                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4471         }
4472         do {
4473                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4474
4475                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4476                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4477                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4478                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4479                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4480                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4481                         reducing_redundancy = true;
4482                 else
4483                         reducing_redundancy = false;
4484
4485                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4486                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4487                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4488                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4489                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4490         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4491
4492         if (reducing_redundancy) {
4493                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4494                         btrfs_info(fs_info,
4495                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4496                 } else {
4497                         btrfs_err(fs_info,
4498         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4499                         ret = -EINVAL;
4500                         goto out;
4501                 }
4502         }
4503
4504         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4505                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4506                 btrfs_warn(fs_info,
4507         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4508                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4509                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4510         }
4511
4512         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4513         if (ret && ret != -EEXIST)
4514                 goto out;
4515
4516         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4517                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4518                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4519                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4520                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4521                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4522         } else {
4523                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4524                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4525                 update_balance_args(bctl);
4526                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4527         }
4528
4529         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4530         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4531         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4532         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4533
4534         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4535
4536         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4537         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4538                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4539                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4540                 paused = true;
4541         }
4542         /*
4543          * Balance can be canceled by:
4544          *
4545          * - Regular cancel request
4546          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4547          *
4548          * - Fatal signal to "btrfs" process
4549          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4550          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4551          *   got -ECANCELED.
4552          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4553          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4554          *
4555          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4556          */
4557         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4558                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4559         else
4560                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4561
4562         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4563
4564         if (bargs) {
4565                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4566                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4567         }
4568
4569         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4570         if (!paused) {
4571                 reset_balance_state(fs_info);
4572                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4573         }
4574
4575         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4576
4577         return ret;
4578 out:
4579         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4580                 reset_balance_state(fs_info);
4581         else
4582                 kfree(bctl);
4583         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4584
4585         return ret;
4586 }
4587
4588 static int balance_kthread(void *data)
4589 {
4590         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4591         int ret = 0;
4592
4593         sb_start_write(fs_info->sb);
4594         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4595         if (fs_info->balance_ctl)
4596                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4597         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4598         sb_end_write(fs_info->sb);
4599
4600         return ret;
4601 }
4602
4603 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4604 {
4605         struct task_struct *tsk;
4606
4607         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4608         if (!fs_info->balance_ctl) {
4609                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4610                 return 0;
4611         }
4612         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4613
4614         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4615                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4616                 return 0;
4617         }
4618
4619         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4620         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4621         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4622         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4623         /*
4624          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4625          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4626          * the resume flag.
4627          */
4628         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4629         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4630         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4631
4632         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4633         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4634 }
4635
4636 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4637 {
4638         struct btrfs_balance_control *bctl;
4639         struct btrfs_balance_item *item;
4640         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4641         struct btrfs_path *path;
4642         struct extent_buffer *leaf;
4643         struct btrfs_key key;
4644         int ret;
4645
4646         path = btrfs_alloc_path();
4647         if (!path)
4648                 return -ENOMEM;
4649
4650         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4651         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4652         key.offset = 0;
4653
4654         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4655         if (ret < 0)
4656                 goto out;
4657         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4658                 ret = 0;
4659                 goto out;
4660         }
4661
4662         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4663         if (!bctl) {
4664                 ret = -ENOMEM;
4665                 goto out;
4666         }
4667
4668         leaf = path->nodes[0];
4669         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4670
4671         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4672         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4673
4674         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4675         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4676         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4677         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4678         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4679         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4680
4681         /*
4682          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4683          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4684          *
4685          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4686          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4687          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4688          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4689          * set up.
4690          */
4691         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4692                 btrfs_warn(fs_info,
4693         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4694
4695         btrfs_release_path(path);
4696
4697         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4698         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4699         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4700         fs_info->balance_ctl = bctl;
4701         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4702         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4703 out:
4704         btrfs_free_path(path);
4705         return ret;
4706 }
4707
4708 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4709 {
4710         int ret = 0;
4711
4712         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4713         if (!fs_info->balance_ctl) {
4714                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4715                 return -ENOTCONN;
4716         }
4717
4718         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4719                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4720                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4721
4722                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4723                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4724
4725                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4726                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4727                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4728                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4729         } else {
4730                 ret = -ENOTCONN;
4731         }
4732
4733         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4734         return ret;
4735 }
4736
4737 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4738 {
4739         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4740         if (!fs_info->balance_ctl) {
4741                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4742                 return -ENOTCONN;
4743         }
4744
4745         /*
4746          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4747          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4748          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4749          */
4750         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4751                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4752                 return -EROFS;
4753         }
4754
4755         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4756         /*
4757          * if we are running just wait and return, balance item is
4758          * deleted in btrfs_balance in this case
4759          */
4760         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4761                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4762                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4763                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4764                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4765         } else {
4766                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4767                 /*
4768                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4769                  * reexamine the status again.
4770                  */
4771                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4772
4773                 if (fs_info->balance_ctl) {
4774                         reset_balance_state(fs_info);
4775                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4776                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4777                 }
4778         }
4779
4780         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4781         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4782         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4783         return 0;
4784 }
4785
4786 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4787 {
4788         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4789         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4790         struct btrfs_key key;
4791         struct btrfs_path *path = NULL;
4792         int ret = 0;
4793         struct extent_buffer *eb;
4794         int slot;
4795         struct btrfs_root_item root_item;
4796         u32 item_size;
4797         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4798         bool closing = false;
4799
4800         path = btrfs_alloc_path();
4801         if (!path) {
4802                 ret = -ENOMEM;
4803                 goto out;
4804         }
4805
4806         key.objectid = 0;
4807         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4808         key.offset = 0;
4809
4810         while (1) {
4811                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4812                         closing = true;
4813                         break;
4814                 }
4815                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4816                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4817                 if (ret) {
4818                         if (ret > 0)
4819                                 ret = 0;
4820                         break;
4821                 }
4822
4823                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4824                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4825                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4826                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4827                         goto skip;
4828
4829                 eb = path->nodes[0];
4830                 slot = path->slots[0];
4831                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4832                 if (item_size < sizeof(root_item))
4833                         goto skip;
4834
4835                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4836                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4837                                    (int)sizeof(root_item));
4838                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4839                         goto skip;
4840
4841                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4842                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4843                         if (trans)
4844                                 goto update_tree;
4845
4846                         btrfs_release_path(path);
4847                         /*
4848                          * 1 - subvol uuid item
4849                          * 1 - received_subvol uuid item
4850                          */
4851                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4852                         if (IS_ERR(trans)) {
4853                                 ret = PTR_ERR(trans);
4854                                 break;
4855                         }
4856                         continue;
4857                 } else {
4858                         goto skip;
4859                 }
4860 update_tree:
4861                 btrfs_release_path(path);
4862                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4863                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4864                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4865                                                   key.objectid);
4866                         if (ret < 0) {
4867                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4868                                         ret);
4869                                 break;
4870                         }
4871                 }
4872
4873                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4874                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4875                                                   root_item.received_uuid,
4876                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4877                                                   key.objectid);
4878                         if (ret < 0) {
4879                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4880                                         ret);
4881                                 break;
4882                         }
4883                 }
4884
4885 skip:
4886                 btrfs_release_path(path);
4887                 if (trans) {
4888                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4889                         trans = NULL;
4890                         if (ret)
4891                                 break;
4892                 }
4893
4894                 if (key.offset < (u64)-1) {
4895                         key.offset++;
4896                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4897                         key.offset = 0;
4898                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4899                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4900                         key.offset = 0;
4901                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4902                         key.objectid++;
4903                 } else {
4904                         break;
4905                 }
4906                 cond_resched();
4907         }
4908
4909 out:
4910         btrfs_free_path(path);
4911         if (trans && !IS_ERR(trans))
4912                 btrfs_end_transaction(trans);
4913         if (ret)
4914                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4915         else if (!closing)
4916                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4917         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4918         return 0;
4919 }
4920
4921 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4922 {
4923         struct btrfs_trans_handle *trans;
4924         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4925         struct btrfs_root *uuid_root;
4926         struct task_struct *task;
4927         int ret;
4928
4929         /*
4930          * 1 - root node
4931          * 1 - root item
4932          */
4933         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4934         if (IS_ERR(trans))
4935                 return PTR_ERR(trans);
4936
4937         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4938         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4939                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4940                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4941                 btrfs_end_transaction(trans);
4942                 return ret;
4943         }
4944
4945         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4946
4947         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4948         if (ret)
4949                 return ret;
4950
4951         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4952         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4953         if (IS_ERR(task)) {
4954                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4955                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4956                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4957                 return PTR_ERR(task);
4958         }
4959
4960         return 0;
4961 }
4962
4963 /*
4964  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4965  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4966  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4967  */
4968 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4969 {
4970         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4971         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4972         struct btrfs_trans_handle *trans;
4973         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4974         struct btrfs_path *path;
4975         u64 length;
4976         u64 chunk_offset;
4977         int ret;
4978         int slot;
4979         int failed = 0;
4980         bool retried = false;
4981         struct extent_buffer *l;
4982         struct btrfs_key key;
4983         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4984         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4985         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4986         u64 diff;
4987         u64 start;
4988         u64 free_diff = 0;
4989
4990         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4991         start = new_size;
4992         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4993
4994         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4995                 return -EINVAL;
4996
4997         path = btrfs_alloc_path();
4998         if (!path)
4999                 return -ENOMEM;
5000
5001         path->reada = READA_BACK;
5002
5003         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5004         if (IS_ERR(trans)) {
5005                 btrfs_free_path(path);
5006                 return PTR_ERR(trans);
5007         }
5008
5009         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5010
5011         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
5012         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5013                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
5014
5015                 /*
5016                  * The new free_chunk_space is new_size - used, so we have to
5017                  * subtract the delta of the old free_chunk_space which included
5018                  * old_size - used.  If used > new_size then just subtract this
5019                  * entire device's free space.
5020                  */
5021                 if (device->bytes_used < new_size)
5022                         free_diff = (old_size - device->bytes_used) -
5023                                     (new_size - device->bytes_used);
5024                 else
5025                         free_diff = old_size - device->bytes_used;
5026                 atomic64_sub(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5027         }
5028
5029         /*
5030          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
5031          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
5032          * and relocates them accordingly.
5033          */
5034         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
5035                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5036                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5037                 if (ret)
5038                         goto done;
5039         } else {
5040                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5041                 btrfs_end_transaction(trans);
5042         }
5043
5044 again:
5045         key.objectid = device->devid;
5046         key.offset = (u64)-1;
5047         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
5048
5049         do {
5050                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5051                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5052                 if (ret < 0) {
5053                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5054                         goto done;
5055                 }
5056
5057                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
5058                 if (ret) {
5059                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5060                         if (ret < 0)
5061                                 goto done;
5062                         ret = 0;
5063                         btrfs_release_path(path);
5064                         break;
5065                 }
5066
5067                 l = path->nodes[0];
5068                 slot = path->slots[0];
5069                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
5070
5071                 if (key.objectid != device->devid) {
5072                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5073                         btrfs_release_path(path);
5074                         break;
5075                 }
5076
5077                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
5078                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
5079
5080                 if (key.offset + length <= new_size) {
5081                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5082                         btrfs_release_path(path);
5083                         break;
5084                 }
5085
5086                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
5087                 btrfs_release_path(path);
5088
5089                 /*
5090                  * We may be relocating the only data chunk we have,
5091                  * which could potentially end up with losing data's
5092                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
5093                  * advance.
5094                  */
5095                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
5096                 if (ret < 0) {
5097                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5098                         goto done;
5099                 }
5100
5101                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
5102                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5103                 if (ret == -ENOSPC) {
5104                         failed++;
5105                 } else if (ret) {
5106                         if (ret == -ETXTBSY) {
5107                                 btrfs_warn(fs_info,
5108                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
5109                                            chunk_offset);
5110                         }
5111                         goto done;
5112                 }
5113         } while (key.offset-- > 0);
5114
5115         if (failed && !retried) {
5116                 failed = 0;
5117                 retried = true;
5118                 goto again;
5119         } else if (failed && retried) {
5120                 ret = -ENOSPC;
5121                 goto done;
5122         }
5123
5124         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
5125         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5126         if (IS_ERR(trans)) {
5127                 ret = PTR_ERR(trans);
5128                 goto done;
5129         }
5130
5131         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5132         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
5133         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
5134                           CHUNK_STATE_MASK);
5135
5136         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
5137         if (list_empty(&device->post_commit_list))
5138                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
5139                               &trans->transaction->dev_update_list);
5140
5141         WARN_ON(diff > old_total);
5142         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
5143                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
5144         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5145
5146         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
5147         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
5148         ret = btrfs_update_device(trans, device);
5149         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
5150         if (ret < 0) {
5151                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5152                 btrfs_end_transaction(trans);
5153         } else {
5154                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5155         }
5156 done:
5157         btrfs_free_path(path);
5158         if (ret) {
5159                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5160                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5161                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5162                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5163                         atomic64_add(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5164                 }
5165                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5166         }
5167         return ret;
5168 }
5169
5170 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5171                            struct btrfs_key *key,
5172                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5173 {
5174         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5175         struct btrfs_disk_key disk_key;
5176         u32 array_size;
5177         u8 *ptr;
5178
5179         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5180
5181         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5182         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5183                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5184                 return -EFBIG;
5185
5186         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5187         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5188         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5189         ptr += sizeof(disk_key);
5190         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5191         item_size += sizeof(disk_key);
5192         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5193
5194         return 0;
5195 }
5196
5197 /*
5198  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5199  */
5200 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5201 {
5202         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5203         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5204
5205         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5206                 return -1;
5207         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5208                 return 1;
5209         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5210                 return -1;
5211         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5212                 return 1;
5213         return 0;
5214 }
5215
5216 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5217 {
5218         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5219                 return;
5220
5221         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5222 }
5223
5224 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5225 {
5226         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5227                 return;
5228
5229         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5230 }
5231
5232 /*
5233  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5234  * Wraps needed parameters.
5235  */
5236 struct alloc_chunk_ctl {
5237         u64 start;
5238         u64 type;
5239         /* Total number of stripes to allocate */
5240         int num_stripes;
5241         /* sub_stripes info for map */
5242         int sub_stripes;
5243         /* Stripes per device */
5244         int dev_stripes;
5245         /* Maximum number of devices to use */
5246         int devs_max;
5247         /* Minimum number of devices to use */
5248         int devs_min;
5249         /* ndevs has to be a multiple of this */
5250         int devs_increment;
5251         /* Number of copies */
5252         int ncopies;
5253         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5254         int nparity;
5255         u64 max_stripe_size;
5256         u64 max_chunk_size;
5257         u64 dev_extent_min;
5258         u64 stripe_size;
5259         u64 chunk_size;
5260         int ndevs;
5261 };
5262
5263 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5264                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5265                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5266 {
5267         struct btrfs_space_info *space_info;
5268
5269         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5270         ASSERT(space_info);
5271
5272         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5273         ctl->max_stripe_size = min_t(u64, ctl->max_chunk_size, SZ_1G);
5274
5275         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5276                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5277
5278         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5279         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5280                                   ctl->max_chunk_size);
5281         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5282 }
5283
5284 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5285                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5286                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5287 {
5288         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5289         u64 limit;
5290         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5291         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5292         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5293         u64 type = ctl->type;
5294
5295         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5296         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5297                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5298                                                  zone_size);
5299         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5300                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5301         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5302                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5303                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5304                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5305         } else {
5306                 BUG();
5307         }
5308
5309         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5310         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5311                                zone_size),
5312                     min_chunk_size);
5313         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5314         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5315 }
5316
5317 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5318                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5319 {
5320         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5321
5322         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5323         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5324         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5325         if (!ctl->devs_max)
5326                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5327         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5328         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5329         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5330         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5331         ctl->ndevs = 0;
5332
5333         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5334         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5335                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5336                 break;
5337         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5338                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5339                 break;
5340         default:
5341                 BUG();
5342         }
5343 }
5344
5345 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5346                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5347                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5348 {
5349         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5350         struct btrfs_device *device;
5351         u64 total_avail;
5352         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5353         int ret;
5354         int ndevs = 0;
5355         u64 max_avail;
5356         u64 dev_offset;
5357
5358         /*
5359          * in the first pass through the devices list, we gather information
5360          * about the available holes on each device.
5361          */
5362         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5363                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5364                         WARN(1, KERN_ERR
5365                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5366                         continue;
5367                 }
5368
5369                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5370                                         &device->dev_state) ||
5371                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5372                         continue;
5373
5374                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5375                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5376                 else
5377                         total_avail = 0;
5378
5379                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5380                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5381                         continue;
5382
5383                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5384                                            &max_avail);
5385                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5386                         return ret;
5387
5388                 if (ret == 0)
5389                         max_avail = dev_extent_want;
5390
5391                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5392                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5393                                 btrfs_debug(info,
5394                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5395                                             __func__, device->devid, max_avail,
5396                                             ctl->dev_extent_min);
5397                         continue;
5398                 }
5399
5400                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5401                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5402                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5403                         break;
5404                 }
5405                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5406                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5407                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5408                 devices_info[ndevs].dev = device;
5409                 ++ndevs;
5410         }
5411         ctl->ndevs = ndevs;
5412
5413         /*
5414          * now sort the devices by hole size / available space
5415          */
5416         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5417              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5418
5419         return 0;
5420 }
5421
5422 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5423                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5424 {
5425         /* Number of stripes that count for block group size */
5426         int data_stripes;
5427
5428         /*
5429          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5430          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5431          *
5432          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5433          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5434          */
5435         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5436                                    ctl->dev_stripes);
5437         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5438
5439         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5440         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5441
5442         /*
5443          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5444          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5445          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5446          * reduce stripe_size.
5447          */
5448         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5449                 /*
5450                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5451                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5452                  * previous value we had already.
5453                  */
5454                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5455                                                         data_stripes), SZ_16M),
5456                                        ctl->stripe_size);
5457         }
5458
5459         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5460         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5461
5462         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5463         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5464         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5465
5466         return 0;
5467 }
5468
5469 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5470                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5471 {
5472         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5473         /* Number of stripes that count for block group size */
5474         int data_stripes;
5475
5476         /*
5477          * It should hold because:
5478          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5479          */
5480         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5481
5482         ctl->stripe_size = zone_size;
5483         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5484         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5485
5486         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5487         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5488                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5489                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5490                                      ctl->dev_stripes);
5491                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5492                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5493                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5494         }
5495
5496         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5497
5498         return 0;
5499 }
5500
5501 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5502                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5503                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5504 {
5505         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5506
5507         /*
5508          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5509          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5510          * rounddown is safe.
5511          */
5512         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5513
5514         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5515                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5516                         btrfs_debug(info,
5517         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5518                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5519                 }
5520                 return -ENOSPC;
5521         }
5522
5523         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5524
5525         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5526         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5527                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5528         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5529                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5530         default:
5531                 BUG();
5532         }
5533 }
5534
5535 static void chunk_map_device_set_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5536 {
5537         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5538                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5539                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5540
5541                 set_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5542                                stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5543                                bits | EXTENT_NOWAIT, NULL);
5544         }
5545 }
5546
5547 static void chunk_map_device_clear_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5548 {
5549         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5550                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5551                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5552
5553                 __clear_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5554                                    stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5555                                    bits | EXTENT_NOWAIT,
5556                                    NULL, NULL);
5557         }
5558 }
5559
5560 void btrfs_remove_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5561 {
5562         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5563         rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5564         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5565         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5566         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5567
5568         /* Once for the tree reference. */
5569         btrfs_free_chunk_map(map);
5570 }
5571
5572 EXPORT_FOR_TESTS
5573 int btrfs_add_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5574 {
5575         struct rb_node **p;
5576         struct rb_node *parent = NULL;
5577         bool leftmost = true;
5578
5579         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5580         p = &fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
5581         while (*p) {
5582                 struct btrfs_chunk_map *entry;
5583
5584                 parent = *p;
5585                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5586
5587                 if (map->start < entry->start) {
5588                         p = &(*p)->rb_left;
5589                 } else if (map->start > entry->start) {
5590                         p = &(*p)->rb_right;
5591                         leftmost = false;
5592                 } else {
5593                         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5594                         return -EEXIST;
5595                 }
5596         }
5597         rb_link_node(&map->rb_node, parent, p);
5598         rb_insert_color_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree, leftmost);
5599         chunk_map_device_set_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5600         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_TRIMMED);
5601         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5602
5603         return 0;
5604 }
5605
5606 EXPORT_FOR_TESTS
5607 struct btrfs_chunk_map *btrfs_alloc_chunk_map(int num_stripes, gfp_t gfp)
5608 {
5609         struct btrfs_chunk_map *map;
5610
5611         map = kmalloc(btrfs_chunk_map_size(num_stripes), gfp);
5612         if (!map)
5613                 return NULL;
5614
5615         refcount_set(&map->refs, 1);
5616         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5617
5618         return map;
5619 }
5620
5621 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5622                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5623                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5624 {
5625         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5626         struct btrfs_chunk_map *map;
5627         struct btrfs_block_group *block_group;
5628         u64 start = ctl->start;
5629         u64 type = ctl->type;
5630         int ret;
5631         int i;
5632         int j;
5633
5634         map = btrfs_alloc_chunk_map(ctl->num_stripes, GFP_NOFS);
5635         if (!map)
5636                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5637
5638         map->start = start;
5639         map->chunk_len = ctl->chunk_size;
5640         map->stripe_size = ctl->stripe_size;
5641         map->type = type;
5642         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5643         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5644         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5645         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5646
5647         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5648                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5649                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5650                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5651                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5652                                                    j * ctl->stripe_size;
5653                 }
5654         }
5655
5656         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5657
5658         ret = btrfs_add_chunk_map(info, map);
5659         if (ret) {
5660                 btrfs_free_chunk_map(map);
5661                 return ERR_PTR(ret);
5662         }
5663
5664         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5665         if (IS_ERR(block_group)) {
5666                 btrfs_remove_chunk_map(info, map);
5667                 return block_group;
5668         }
5669
5670         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5671                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5672
5673                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5674                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5675                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5676                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5677                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5678         }
5679
5680         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5681                      &info->free_chunk_space);
5682
5683         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5684         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5685
5686         return block_group;
5687 }
5688
5689 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5690                                             u64 type)
5691 {
5692         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5693         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5694         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5695         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5696         struct btrfs_block_group *block_group;
5697         int ret;
5698
5699         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5700
5701         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5702                 ASSERT(0);
5703                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5704         }
5705
5706         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5707                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5708                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5709                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5710         }
5711
5712         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5713                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5714                 ASSERT(0);
5715                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5716         }
5717
5718         ctl.start = find_next_chunk(info);
5719         ctl.type = type;
5720         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5721
5722         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5723                                GFP_NOFS);
5724         if (!devices_info)
5725                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5726
5727         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5728         if (ret < 0) {
5729                 block_group = ERR_PTR(ret);
5730                 goto out;
5731         }
5732
5733         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5734         if (ret < 0) {
5735                 block_group = ERR_PTR(ret);
5736                 goto out;
5737         }
5738
5739         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5740
5741 out:
5742         kfree(devices_info);
5743         return block_group;
5744 }
5745
5746 /*
5747  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5748  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5749  * chunks.
5750  *
5751  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5752  * phases.
5753  */
5754 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5755                                      struct btrfs_block_group *bg)
5756 {
5757         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5758         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5759         struct btrfs_key key;
5760         struct btrfs_chunk *chunk;
5761         struct btrfs_stripe *stripe;
5762         struct btrfs_chunk_map *map;
5763         size_t item_size;
5764         int i;
5765         int ret;
5766
5767         /*
5768          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5769          *
5770          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5771          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5772          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5773          *    details;
5774          *
5775          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5776          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5777          *    because the device object's id can change at any time during that
5778          *    final phase of the device replace operation
5779          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5780          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5781          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5782          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5783          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5784          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5785          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5786          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5787          *    concurrent device replace.
5788          */
5789         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5790
5791         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5792         if (IS_ERR(map)) {
5793                 ret = PTR_ERR(map);
5794                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5795                 return ret;
5796         }
5797
5798         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5799
5800         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5801         if (!chunk) {
5802                 ret = -ENOMEM;
5803                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5804                 goto out;
5805         }
5806
5807         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5808                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5809
5810                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5811                 if (ret)
5812                         goto out;
5813         }
5814
5815         stripe = &chunk->stripe;
5816         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5817                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5818                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5819
5820                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5821                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5822                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5823                 stripe++;
5824         }
5825
5826         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5827         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5828         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5829         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5830         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5831         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5832         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5833         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5834         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5835
5836         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5837         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5838         key.offset = bg->start;
5839
5840         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5841         if (ret)
5842                 goto out;
5843
5844         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5845
5846         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5847                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5848                 if (ret)
5849                         goto out;
5850         }
5851
5852 out:
5853         kfree(chunk);
5854         btrfs_free_chunk_map(map);
5855         return ret;
5856 }
5857
5858 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5859 {
5860         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5861         u64 alloc_profile;
5862         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5863         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5864
5865         /*
5866          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5867          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5868          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5869          * we must first:
5870          *
5871          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5872          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5873          *    seed device are read-only;
5874          *
5875          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5876          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5877          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5878          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5879          *
5880          * After that we can add the block group items to their btrees:
5881          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5882          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5883          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5884          */
5885
5886         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5887         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5888         if (IS_ERR(meta_bg))
5889                 return PTR_ERR(meta_bg);
5890
5891         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5892         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5893         if (IS_ERR(sys_bg))
5894                 return PTR_ERR(sys_bg);
5895
5896         return 0;
5897 }
5898
5899 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct btrfs_chunk_map *map)
5900 {
5901         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5902
5903         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5904 }
5905
5906 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5907 {
5908         struct btrfs_chunk_map *map;
5909         int miss_ndevs = 0;
5910         int i;
5911         bool ret = true;
5912
5913         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5914         if (IS_ERR(map))
5915                 return false;
5916
5917         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5918                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5919                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5920                         miss_ndevs++;
5921                         continue;
5922                 }
5923                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5924                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5925                         ret = false;
5926                         goto end;
5927                 }
5928         }
5929
5930         /*
5931          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5932          * not write the data into that chunk successfully.
5933          */
5934         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5935                 ret = false;
5936 end:
5937         btrfs_free_chunk_map(map);
5938         return ret;
5939 }
5940
5941 void btrfs_mapping_tree_free(struct btrfs_fs_info *fs_info)
5942 {
5943         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5944         while (!RB_EMPTY_ROOT(&fs_info->mapping_tree.rb_root)) {
5945                 struct btrfs_chunk_map *map;
5946                 struct rb_node *node;
5947
5948                 node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree);
5949                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5950                 rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5951                 RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5952                 chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5953                 /* Once for the tree ref. */
5954                 btrfs_free_chunk_map(map);
5955                 cond_resched_rwlock_write(&fs_info->mapping_tree_lock);
5956         }
5957         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5958 }
5959
5960 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5961 {
5962         struct btrfs_chunk_map *map;
5963         enum btrfs_raid_types index;
5964         int ret = 1;
5965
5966         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5967         if (IS_ERR(map))
5968                 /*
5969                  * We could return errors for these cases, but that could get
5970                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5971                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5972                  * to use other copies.
5973                  */
5974                 return 1;
5975
5976         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5977
5978         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5979         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5980                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5981         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5982                 ret = 2;
5983         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5984                 /*
5985                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5986                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5987                  *
5988                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5989                  * stripe under reconstruction.
5990                  */
5991                 ret = map->num_stripes;
5992         btrfs_free_chunk_map(map);
5993         return ret;
5994 }
5995
5996 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5997                                     u64 logical)
5998 {
5999         struct btrfs_chunk_map *map;
6000         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
6001
6002         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
6003                 return len;
6004
6005         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
6006
6007         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
6008                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6009                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6010                 btrfs_free_chunk_map(map);
6011         }
6012         return len;
6013 }
6014
6015 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
6016 {
6017         struct btrfs_chunk_map *map;
6018         int ret = 0;
6019
6020         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
6021                 return 0;
6022
6023         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
6024
6025         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
6026                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6027                         ret = 1;
6028                 btrfs_free_chunk_map(map);
6029         }
6030         return ret;
6031 }
6032
6033 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6034                             struct btrfs_chunk_map *map, int first,
6035                             int dev_replace_is_ongoing)
6036 {
6037         const enum btrfs_read_policy policy = READ_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy);
6038         int i;
6039         int num_stripes;
6040         int preferred_mirror;
6041         int tolerance;
6042         struct btrfs_device *srcdev;
6043
6044         ASSERT((map->type &
6045                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
6046
6047         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
6048                 num_stripes = map->sub_stripes;
6049         else
6050                 num_stripes = map->num_stripes;
6051
6052         switch (policy) {
6053         default:
6054                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
6055                 btrfs_warn_rl(fs_info, "unknown read_policy type %u, reset to pid",
6056                               policy);
6057                 WRITE_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy, BTRFS_READ_POLICY_PID);
6058                 fallthrough;
6059         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
6060                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
6061                 break;
6062         }
6063
6064         if (dev_replace_is_ongoing &&
6065             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
6066              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
6067                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
6068         else
6069                 srcdev = NULL;
6070
6071         /*
6072          * try to avoid the drive that is the source drive for a
6073          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
6074          * mirror is available
6075          */
6076         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
6077                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
6078                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
6079                         return preferred_mirror;
6080                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
6081                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
6082                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
6083                                 return i;
6084                 }
6085         }
6086
6087         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
6088          * and the io error handling code will clean up eventually
6089          */
6090         return preferred_mirror;
6091 }
6092
6093 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6094                                                        u64 logical,
6095                                                        u16 total_stripes)
6096 {
6097         struct btrfs_io_context *bioc;
6098
6099         bioc = kzalloc(
6100                  /* The size of btrfs_io_context */
6101                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
6102                 /* Plus the variable array for the stripes */
6103                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
6104                 GFP_NOFS);
6105
6106         if (!bioc)
6107                 return NULL;
6108
6109         refcount_set(&bioc->refs, 1);
6110
6111         bioc->fs_info = fs_info;
6112         bioc->replace_stripe_src = -1;
6113         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
6114         bioc->logical = logical;
6115
6116         return bioc;
6117 }
6118
6119 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6120 {
6121         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
6122         refcount_inc(&bioc->refs);
6123 }
6124
6125 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6126 {
6127         if (!bioc)
6128                 return;
6129         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
6130                 kfree(bioc);
6131 }
6132
6133 /*
6134  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
6135  * replace.
6136  */
6137 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6138                                                u64 logical, u64 *length_ret,
6139                                                u32 *num_stripes)
6140 {
6141         struct btrfs_chunk_map *map;
6142         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
6143         u64 length = *length_ret;
6144         u64 offset;
6145         u32 stripe_nr;
6146         u32 stripe_nr_end;
6147         u32 stripe_cnt;
6148         u64 stripe_end_offset;
6149         u64 stripe_offset;
6150         u32 stripe_index;
6151         u32 factor = 0;
6152         u32 sub_stripes = 0;
6153         u32 stripes_per_dev = 0;
6154         u32 remaining_stripes = 0;
6155         u32 last_stripe = 0;
6156         int ret;
6157         int i;
6158
6159         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
6160         if (IS_ERR(map))
6161                 return ERR_CAST(map);
6162
6163         /* we don't discard raid56 yet */
6164         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6165                 ret = -EOPNOTSUPP;
6166                 goto out_free_map;
6167         }
6168
6169         offset = logical - map->start;
6170         length = min_t(u64, map->start + map->chunk_len - logical, length);
6171         *length_ret = length;
6172
6173         /*
6174          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
6175          * to get to this block
6176          */
6177         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6178
6179         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6180         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6181
6182         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
6183                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6184         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6185         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
6186                             (offset + length);
6187         /*
6188          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6189          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6190          * the number of our device in the stripe array
6191          */
6192         *num_stripes = 1;
6193         stripe_index = 0;
6194         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6195                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6196                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6197                         sub_stripes = 1;
6198                 else
6199                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6200
6201                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6202                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6203                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6204                 stripe_index = stripe_nr % factor;
6205                 stripe_nr /= factor;
6206                 stripe_index *= sub_stripes;
6207
6208                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6209                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6210                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6211         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6212                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6213                 *num_stripes = map->num_stripes;
6214         } else {
6215                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6216                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6217         }
6218
6219         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6220         if (!stripes) {
6221                 ret = -ENOMEM;
6222                 goto out_free_map;
6223         }
6224
6225         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6226                 stripes[i].physical =
6227                         map->stripes[stripe_index].physical +
6228                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6229                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6230
6231                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6232                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6233                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6234
6235                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6236                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6237
6238                         /*
6239                          * Special for the first stripe and
6240                          * the last stripe:
6241                          *
6242                          * |-------|...|-------|
6243                          *     |----------|
6244                          *    off     end_off
6245                          */
6246                         if (i < sub_stripes)
6247                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6248
6249                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6250                             stripe_index <= (last_stripe +
6251                                              sub_stripes - 1))
6252                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6253
6254                         if (i == sub_stripes - 1)
6255                                 stripe_offset = 0;
6256                 } else {
6257                         stripes[i].length = length;
6258                 }
6259
6260                 stripe_index++;
6261                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6262                         stripe_index = 0;
6263                         stripe_nr++;
6264                 }
6265         }
6266
6267         btrfs_free_chunk_map(map);
6268         return stripes;
6269 out_free_map:
6270         btrfs_free_chunk_map(map);
6271         return ERR_PTR(ret);
6272 }
6273
6274 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6275 {
6276         struct btrfs_block_group *cache;
6277         bool ret;
6278
6279         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6280         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6281                 return false;
6282
6283         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6284
6285         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6286
6287         btrfs_put_block_group(cache);
6288         return ret;
6289 }
6290
6291 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6292                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6293                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6294                                       u64 logical,
6295                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6296 {
6297         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6298         /*
6299          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6300          * excluding the duplicated stripes.
6301          */
6302         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6303         int nr_extra_stripes = 0;
6304         int max_errors = *max_errors_ret;
6305         int i;
6306
6307         /*
6308          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6309          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6310          */
6311         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6312                 return;
6313
6314         /*
6315          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6316          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6317          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6318          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6319          * to the new disk as well.
6320          *
6321          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6322          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6323          */
6324         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6325                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6326                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6327
6328                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6329                         continue;
6330
6331                 new->physical = old->physical;
6332                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6333                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6334                         bioc->replace_stripe_src = i;
6335                 nr_extra_stripes++;
6336         }
6337
6338         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6339         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6340         /*
6341          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6342          * replace.
6343          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6344          */
6345         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6346                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6347                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6348
6349                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6350                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6351
6352                 /*
6353                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6354                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6355                  */
6356                 if (first->physical > second->physical) {
6357                         swap(second->physical, first->physical);
6358                         swap(second->dev, first->dev);
6359                         nr_extra_stripes--;
6360                 }
6361         }
6362
6363         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6364         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6365         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6366 }
6367
6368 static u64 btrfs_max_io_len(struct btrfs_chunk_map *map, u64 offset,
6369                             struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6370 {
6371         /*
6372          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6373          * the offset of this block in its stripe.
6374          */
6375         io_geom->stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6376         io_geom->stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6377         ASSERT(io_geom->stripe_offset < U32_MAX);
6378
6379         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6380                 unsigned long full_stripe_len =
6381                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6382
6383                 /*
6384                  * For full stripe start, we use previously calculated
6385                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6386                  * STRIPE_LEN.
6387                  *
6388                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6389                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6390                  * not ensured to be power of 2.
6391                  */
6392                 io_geom->raid56_full_stripe_start = btrfs_stripe_nr_to_offset(
6393                         rounddown(io_geom->stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6394
6395                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6396                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start <= offset);
6397                 /*
6398                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6399                  * no straddling of stripe sets.
6400                  */
6401                 if (io_geom->op == BTRFS_MAP_WRITE)
6402                         return full_stripe_len - (offset - io_geom->raid56_full_stripe_start);
6403         }
6404
6405         /*
6406          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6407          * a single disk).
6408          */
6409         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6410                 return BTRFS_STRIPE_LEN - io_geom->stripe_offset;
6411         return U64_MAX;
6412 }
6413
6414 static int set_io_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
6415                          u64 *length, struct btrfs_io_stripe *dst,
6416                          struct btrfs_chunk_map *map,
6417                          struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6418 {
6419         dst->dev = map->stripes[io_geom->stripe_index].dev;
6420
6421         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ &&
6422             btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type))
6423                 return btrfs_get_raid_extent_offset(fs_info, logical, length,
6424                                                     map->type,
6425                                                     io_geom->stripe_index, dst);
6426
6427         dst->physical = map->stripes[io_geom->stripe_index].physical +
6428                         io_geom->stripe_offset +
6429                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom->stripe_nr);
6430         return 0;
6431 }
6432
6433 static bool is_single_device_io(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6434                                 const struct btrfs_io_stripe *smap,
6435                                 const struct btrfs_chunk_map *map,
6436                                 int num_alloc_stripes,
6437                                 enum btrfs_map_op op, int mirror_num)
6438 {
6439         if (!smap)
6440                 return false;
6441
6442         if (num_alloc_stripes != 1)
6443                 return false;
6444
6445         if (btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type) && op != BTRFS_MAP_READ)
6446                 return false;
6447
6448         if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)
6449                 return false;
6450
6451         return true;
6452 }
6453
6454 static void map_blocks_raid0(const struct btrfs_chunk_map *map,
6455                              struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6456 {
6457         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6458         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6459         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ)
6460                 io_geom->mirror_num = 1;
6461 }
6462
6463 static void map_blocks_raid1(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6464                              struct btrfs_chunk_map *map,
6465                              struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6466                              bool dev_replace_is_ongoing)
6467 {
6468         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6469                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6470                 return;
6471         }
6472
6473         if (io_geom->mirror_num) {
6474                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6475                 return;
6476         }
6477
6478         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6479                                                  dev_replace_is_ongoing);
6480         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6481 }
6482
6483 static void map_blocks_dup(const struct btrfs_chunk_map *map,
6484                            struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6485 {
6486         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6487                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6488                 return;
6489         }
6490
6491         if (io_geom->mirror_num) {
6492                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6493                 return;
6494         }
6495
6496         io_geom->mirror_num = 1;
6497 }
6498
6499 static void map_blocks_raid10(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6500                               struct btrfs_chunk_map *map,
6501                               struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6502                               bool dev_replace_is_ongoing)
6503 {
6504         u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6505         int old_stripe_index;
6506
6507         io_geom->stripe_index = (io_geom->stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6508         io_geom->stripe_nr /= factor;
6509
6510         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6511                 io_geom->num_stripes = map->sub_stripes;
6512                 return;
6513         }
6514
6515         if (io_geom->mirror_num) {
6516                 io_geom->stripe_index += io_geom->mirror_num - 1;
6517                 return;
6518         }
6519
6520         old_stripe_index = io_geom->stripe_index;
6521         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6522                                                  io_geom->stripe_index,
6523                                                  dev_replace_is_ongoing);
6524         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index - old_stripe_index + 1;
6525 }
6526
6527 static void map_blocks_raid56_write(struct btrfs_chunk_map *map,
6528                                     struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6529                                     u64 logical, u64 *length)
6530 {
6531         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6532
6533         /*
6534          * Needs full stripe mapping.
6535          *
6536          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe For those cases
6537          * needing a full stripe, @stripe_nr is the full stripe number.
6538          *
6539          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len, but
6540          * that can be expensive.  Here we just divide @stripe_nr with
6541          * @data_stripes.
6542          */
6543         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6544
6545         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6546         io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6547         io_geom->max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6548
6549         /* Return the length to the full stripe end. */
6550         *length = min(logical + *length,
6551                       io_geom->raid56_full_stripe_start + map->start +
6552                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6553                 logical;
6554         io_geom->stripe_index = 0;
6555         io_geom->stripe_offset = 0;
6556 }
6557
6558 static void map_blocks_raid56_read(struct btrfs_chunk_map *map,
6559                                    struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6560 {
6561         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6562
6563         ASSERT(io_geom->mirror_num <= 1);
6564         /* Just grab the data stripe directly. */
6565         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % data_stripes;
6566         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6567
6568         /* We distribute the parity blocks across stripes. */
6569         io_geom->stripe_index =
6570                 (io_geom->stripe_nr + io_geom->stripe_index) % map->num_stripes;
6571
6572         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ && io_geom->mirror_num < 1)
6573                 io_geom->mirror_num = 1;
6574 }
6575
6576 static void map_blocks_single(const struct btrfs_chunk_map *map,
6577                               struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6578 {
6579         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6580         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6581         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6582 }
6583
6584 /*
6585  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6586  *
6587  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6588  *                      One logical range can be split into different segments
6589  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6590  *                      boundaries.
6591  *
6592  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6593  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6594  *                      recorded inside.
6595  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6596  *
6597  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6598  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6599  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6600  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6601  *                      updated.
6602  *
6603  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6604  *                      value is 0.
6605  *
6606  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6607  *
6608  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6609  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6610  *                      copy).
6611  *
6612  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6613  *                      the remaining data stripes.
6614  *
6615  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6616  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6617  *                      stripes..
6618  */
6619 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6620                     u64 logical, u64 *length,
6621                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6622                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret)
6623 {
6624         struct btrfs_chunk_map *map;
6625         struct btrfs_io_geometry io_geom = { 0 };
6626         u64 map_offset;
6627         int i;
6628         int ret = 0;
6629         int num_copies;
6630         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6631         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6632         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6633         u16 num_alloc_stripes;
6634         u64 max_len;
6635
6636         ASSERT(bioc_ret);
6637
6638         io_geom.mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6639         io_geom.num_stripes = 1;
6640         io_geom.stripe_index = 0;
6641         io_geom.op = op;
6642
6643         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6644         if (io_geom.mirror_num > num_copies)
6645                 return -EINVAL;
6646
6647         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6648         if (IS_ERR(map))
6649                 return PTR_ERR(map);
6650
6651         map_offset = logical - map->start;
6652         io_geom.raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6653         max_len = btrfs_max_io_len(map, map_offset, &io_geom);
6654         *length = min_t(u64, map->chunk_len - map_offset, max_len);
6655
6656         down_read(&dev_replace->rwsem);
6657         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6658         /*
6659          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6660          * requested at commit time but must wait.
6661          */
6662         if (!dev_replace_is_ongoing)
6663                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6664
6665         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
6666         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
6667                 map_blocks_raid0(map, &io_geom);
6668                 break;
6669         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
6670         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3:
6671         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4:
6672                 map_blocks_raid1(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6673                 break;
6674         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
6675                 map_blocks_dup(map, &io_geom);
6676                 break;
6677         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
6678                 map_blocks_raid10(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6679                 break;
6680         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
6681         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
6682                 if (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)
6683                         map_blocks_raid56_write(map, &io_geom, logical, length);
6684                 else
6685                         map_blocks_raid56_read(map, &io_geom);
6686                 break;
6687         default:
6688                 /*
6689                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6690                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6691                  * the number of our device in the stripe array
6692                  */
6693                 map_blocks_single(map, &io_geom);
6694                 break;
6695         }
6696         if (io_geom.stripe_index >= map->num_stripes) {
6697                 btrfs_crit(fs_info,
6698                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6699                            io_geom.stripe_index, map->num_stripes);
6700                 ret = -EINVAL;
6701                 goto out;
6702         }
6703
6704         num_alloc_stripes = io_geom.num_stripes;
6705         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6706             op != BTRFS_MAP_READ)
6707                 /*
6708                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6709                  * duplicated stripes.
6710                  *
6711                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6712                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6713                  */
6714                 num_alloc_stripes += 2;
6715
6716         /*
6717          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6718          * physical block information on the stack instead of allocating an
6719          * I/O context structure.
6720          */
6721         if (is_single_device_io(fs_info, smap, map, num_alloc_stripes, op,
6722                                 io_geom.mirror_num)) {
6723                 ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length, smap, map, &io_geom);
6724                 if (mirror_num_ret)
6725                         *mirror_num_ret = io_geom.mirror_num;
6726                 *bioc_ret = NULL;
6727                 goto out;
6728         }
6729
6730         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, logical, num_alloc_stripes);
6731         if (!bioc) {
6732                 ret = -ENOMEM;
6733                 goto out;
6734         }
6735         bioc->map_type = map->type;
6736
6737         /*
6738          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6739          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6740          * (if we have).
6741          *
6742          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6743          */
6744         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK &&
6745             (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)) {
6746                 /*
6747                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6748                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6749                  * with num_stripes).
6750                  *
6751                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6752                  * modulo, to reduce one modulo call.
6753                  */
6754                 bioc->full_stripe_logical = map->start +
6755                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr *
6756                                                   nr_data_stripes(map));
6757                 for (int i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6758                         struct btrfs_io_stripe *dst = &bioc->stripes[i];
6759                         u32 stripe_index;
6760
6761                         stripe_index = (i + io_geom.stripe_nr) % io_geom.num_stripes;
6762                         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6763                         dst->physical =
6764                                 map->stripes[stripe_index].physical +
6765                                 io_geom.stripe_offset +
6766                                 btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr);
6767                 }
6768         } else {
6769                 /*
6770                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6771                  * stripe into the bioc.
6772                  */
6773                 for (i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6774                         ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length,
6775                                             &bioc->stripes[i], map, &io_geom);
6776                         if (ret < 0)
6777                                 break;
6778                         io_geom.stripe_index++;
6779                 }
6780         }
6781
6782         if (ret) {
6783                 *bioc_ret = NULL;
6784                 btrfs_put_bioc(bioc);
6785                 goto out;
6786         }
6787
6788         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6789                 io_geom.max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6790
6791         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6792             op != BTRFS_MAP_READ) {
6793                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6794                                           &io_geom.num_stripes, &io_geom.max_errors);
6795         }
6796
6797         *bioc_ret = bioc;
6798         bioc->num_stripes = io_geom.num_stripes;
6799         bioc->max_errors = io_geom.max_errors;
6800         bioc->mirror_num = io_geom.mirror_num;
6801
6802 out:
6803         if (dev_replace_is_ongoing) {
6804                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6805                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6806                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6807         }
6808         btrfs_free_chunk_map(map);
6809         return ret;
6810 }
6811
6812 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6813                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6814 {
6815         if (args->fsid == NULL)
6816                 return true;
6817         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6818                 return true;
6819         return false;
6820 }
6821
6822 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6823                                   const struct btrfs_device *device)
6824 {
6825         if (args->missing) {
6826                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6827                     !device->bdev)
6828                         return true;
6829                 return false;
6830         }
6831
6832         if (device->devid != args->devid)
6833                 return false;
6834         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6835                 return false;
6836         return true;
6837 }
6838
6839 /*
6840  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6841  * return NULL.
6842  *
6843  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6844  * only devid is used.
6845  */
6846 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6847                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6848 {
6849         struct btrfs_device *device;
6850         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6851
6852         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6853                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6854                         if (dev_args_match_device(args, device))
6855                                 return device;
6856                 }
6857         }
6858
6859         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6860                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6861                         continue;
6862                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6863                         if (dev_args_match_device(args, device))
6864                                 return device;
6865                 }
6866         }
6867
6868         return NULL;
6869 }
6870
6871 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6872                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6873 {
6874         struct btrfs_device *device;
6875         unsigned int nofs_flag;
6876
6877         /*
6878          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6879          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6880          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6881          * places.
6882          */
6883
6884         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6885         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6886         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6887         if (IS_ERR(device))
6888                 return device;
6889
6890         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6891         device->fs_devices = fs_devices;
6892         fs_devices->num_devices++;
6893
6894         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6895         fs_devices->missing_devices++;
6896
6897         return device;
6898 }
6899
6900 /*
6901  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6902  *
6903  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6904  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6905  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6906  *              is generated.
6907  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6908  *              is generated.
6909  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6910  *
6911  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6912  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6913  * destroyed with btrfs_free_device.
6914  */
6915 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6916                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6917                                         const char *path)
6918 {
6919         struct btrfs_device *dev;
6920         u64 tmp;
6921
6922         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6923                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6924
6925         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6926         if (!dev)
6927                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6928
6929         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6930         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6931         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6932
6933         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6934         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6935         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6936
6937         if (devid)
6938                 tmp = *devid;
6939         else {
6940                 int ret;
6941
6942                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6943                 if (ret) {
6944                         btrfs_free_device(dev);
6945                         return ERR_PTR(ret);
6946                 }
6947         }
6948         dev->devid = tmp;
6949
6950         if (uuid)
6951                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6952         else
6953                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6954
6955         if (path) {
6956                 struct rcu_string *name;
6957
6958                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6959                 if (!name) {
6960                         btrfs_free_device(dev);
6961                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6962                 }
6963                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6964         }
6965
6966         return dev;
6967 }
6968
6969 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6970                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6971 {
6972         if (error)
6973                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6974                               devid, uuid);
6975         else
6976                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6977                               devid, uuid);
6978 }
6979
6980 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct btrfs_chunk_map *map)
6981 {
6982         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6983
6984         return div_u64(map->chunk_len, data_stripes);
6985 }
6986
6987 #if BITS_PER_LONG == 32
6988 /*
6989  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6990  * can't be accessed on 32bit systems.
6991  *
6992  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6993  * metadata chunk beyond that limit.
6994  */
6995 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6996                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6997 {
6998         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6999                 return 0;
7000
7001         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
7002                 return 0;
7003
7004         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
7005         return -EOVERFLOW;
7006 }
7007
7008 /*
7009  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
7010  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
7011  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
7012  * once the limit is reached.
7013  */
7014 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7015                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7016 {
7017         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7018                 return;
7019
7020         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
7021                 return;
7022
7023         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
7024 }
7025 #endif
7026
7027 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7028                                                   u64 devid, u8 *uuid)
7029 {
7030         struct btrfs_device *dev;
7031
7032         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7033                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
7034                 return ERR_PTR(-ENOENT);
7035         }
7036
7037         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
7038         if (IS_ERR(dev)) {
7039                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
7040                           devid, PTR_ERR(dev));
7041                 return dev;
7042         }
7043         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
7044
7045         return dev;
7046 }
7047
7048 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
7049                           struct btrfs_chunk *chunk)
7050 {
7051         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7052         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7053         struct btrfs_chunk_map *map;
7054         u64 logical;
7055         u64 length;
7056         u64 devid;
7057         u64 type;
7058         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7059         int index;
7060         int num_stripes;
7061         int ret;
7062         int i;
7063
7064         logical = key->offset;
7065         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
7066         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
7067         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
7068         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
7069
7070 #if BITS_PER_LONG == 32
7071         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7072         if (ret < 0)
7073                 return ret;
7074         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7075 #endif
7076
7077         /*
7078          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
7079          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
7080          */
7081         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
7082                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
7083                 if (ret)
7084                         return ret;
7085         }
7086
7087         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, 1);
7088
7089         /* already mapped? */
7090         if (map && map->start <= logical && map->start + map->chunk_len > logical) {
7091                 btrfs_free_chunk_map(map);
7092                 return 0;
7093         } else if (map) {
7094                 btrfs_free_chunk_map(map);
7095         }
7096
7097         map = btrfs_alloc_chunk_map(num_stripes, GFP_NOFS);
7098         if (!map)
7099                 return -ENOMEM;
7100
7101         map->start = logical;
7102         map->chunk_len = length;
7103         map->num_stripes = num_stripes;
7104         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7105         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7106         map->type = type;
7107         /*
7108          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
7109          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
7110          * older mkfs (<v5.4).
7111          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
7112          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
7113          * use the trusted value instead.
7114          */
7115         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
7116         map->verified_stripes = 0;
7117         map->stripe_size = btrfs_calc_stripe_length(map);
7118         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7119                 map->stripes[i].physical =
7120                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7121                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7122                 args.devid = devid;
7123                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7124                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7125                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7126                 args.uuid = uuid;
7127                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7128                 if (!map->stripes[i].dev) {
7129                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7130                                                                     devid, uuid);
7131                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7132                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7133                                 btrfs_free_chunk_map(map);
7134                                 return ret;
7135                         }
7136                 }
7137
7138                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7139                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7140         }
7141
7142         ret = btrfs_add_chunk_map(fs_info, map);
7143         if (ret < 0) {
7144                 btrfs_err(fs_info,
7145                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7146                           map->start, map->chunk_len, ret);
7147         }
7148
7149         return ret;
7150 }
7151
7152 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7153                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7154                                  struct btrfs_device *device)
7155 {
7156         unsigned long ptr;
7157
7158         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7159         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7160         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7161         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7162         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7163         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7164         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7165         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7166         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7167         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7168         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7169         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7170
7171         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7172         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7173 }
7174
7175 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7176                                                   u8 *fsid)
7177 {
7178         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7179         int ret;
7180
7181         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7182         ASSERT(fsid);
7183
7184         /* This will match only for multi-device seed fs */
7185         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7186                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7187                         return fs_devices;
7188
7189
7190         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7191         if (!fs_devices) {
7192                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7193                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7194
7195                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid);
7196                 if (IS_ERR(fs_devices))
7197                         return fs_devices;
7198
7199                 fs_devices->seeding = true;
7200                 fs_devices->opened = 1;
7201                 return fs_devices;
7202         }
7203
7204         /*
7205          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7206          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7207          */
7208         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7209         if (IS_ERR(fs_devices))
7210                 return fs_devices;
7211
7212         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
7213         if (ret) {
7214                 free_fs_devices(fs_devices);
7215                 return ERR_PTR(ret);
7216         }
7217
7218         if (!fs_devices->seeding) {
7219                 close_fs_devices(fs_devices);
7220                 free_fs_devices(fs_devices);
7221                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7222         }
7223
7224         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7225
7226         return fs_devices;
7227 }
7228
7229 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7230                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7231 {
7232         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7233         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7234         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7235         struct btrfs_device *device;
7236         u64 devid;
7237         int ret;
7238         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7239         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7240
7241         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7242         args.devid = devid;
7243         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7244                            BTRFS_UUID_SIZE);
7245         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7246                            BTRFS_FSID_SIZE);
7247         args.uuid = dev_uuid;
7248         args.fsid = fs_uuid;
7249
7250         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7251                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7252                 if (IS_ERR(fs_devices))
7253                         return PTR_ERR(fs_devices);
7254         }
7255
7256         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7257         if (!device) {
7258                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7259                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7260                                                         dev_uuid, true);
7261                         return -ENOENT;
7262                 }
7263
7264                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7265                 if (IS_ERR(device)) {
7266                         btrfs_err(fs_info,
7267                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7268                                 devid, PTR_ERR(device));
7269                         return PTR_ERR(device);
7270                 }
7271                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7272         } else {
7273                 if (!device->bdev) {
7274                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7275                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7276                                                 devid, dev_uuid, true);
7277                                 return -ENOENT;
7278                         }
7279                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7280                                                         dev_uuid, false);
7281                 }
7282
7283                 if (!device->bdev &&
7284                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7285                         /*
7286                          * this happens when a device that was properly setup
7287                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7288                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7289                          * device->missing to one here
7290                          */
7291                         device->fs_devices->missing_devices++;
7292                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7293                 }
7294
7295                 /* Move the device to its own fs_devices */
7296                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7297                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7298                                                         &device->dev_state));
7299
7300                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7301                         device->fs_devices->num_devices--;
7302                         fs_devices->num_devices++;
7303
7304                         device->fs_devices->missing_devices--;
7305                         fs_devices->missing_devices++;
7306
7307                         device->fs_devices = fs_devices;
7308                 }
7309         }
7310
7311         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7312                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7313                 if (device->generation !=
7314                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7315                         return -EINVAL;
7316         }
7317
7318         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7319         if (device->bdev) {
7320                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7321
7322                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7323                         btrfs_err(fs_info,
7324                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7325                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7326                         return -EINVAL;
7327                 }
7328         }
7329         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7330         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7331            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7332                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7333                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7334                                 &fs_info->free_chunk_space);
7335         }
7336         ret = 0;
7337         return ret;
7338 }
7339
7340 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7341 {
7342         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7343         struct extent_buffer *sb;
7344         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7345         struct btrfs_chunk *chunk;
7346         u8 *array_ptr;
7347         unsigned long sb_array_offset;
7348         int ret = 0;
7349         u32 num_stripes;
7350         u32 array_size;
7351         u32 len = 0;
7352         u32 cur_offset;
7353         u64 type;
7354         struct btrfs_key key;
7355
7356         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7357
7358         /*
7359          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7360          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7361          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7362          */
7363         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7364         if (!sb)
7365                 return -ENOMEM;
7366         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7367
7368         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7369         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7370
7371         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7372         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7373         cur_offset = 0;
7374
7375         while (cur_offset < array_size) {
7376                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7377                 len = sizeof(*disk_key);
7378                 if (cur_offset + len > array_size)
7379                         goto out_short_read;
7380
7381                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7382
7383                 array_ptr += len;
7384                 sb_array_offset += len;
7385                 cur_offset += len;
7386
7387                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7388                         btrfs_err(fs_info,
7389                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7390                                   (u32)key.type, cur_offset);
7391                         ret = -EIO;
7392                         break;
7393                 }
7394
7395                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7396                 /*
7397                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7398                  * exact stripe count check comes afterwards
7399                  */
7400                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7401                 if (cur_offset + len > array_size)
7402                         goto out_short_read;
7403
7404                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7405                 if (!num_stripes) {
7406                         btrfs_err(fs_info,
7407                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7408                                   num_stripes, cur_offset);
7409                         ret = -EIO;
7410                         break;
7411                 }
7412
7413                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7414                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7415                         btrfs_err(fs_info,
7416                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7417                                   type, cur_offset);
7418                         ret = -EIO;
7419                         break;
7420                 }
7421
7422                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7423                 if (cur_offset + len > array_size)
7424                         goto out_short_read;
7425
7426                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7427                 if (ret)
7428                         break;
7429
7430                 array_ptr += len;
7431                 sb_array_offset += len;
7432                 cur_offset += len;
7433         }
7434         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7435         free_extent_buffer_stale(sb);
7436         return ret;
7437
7438 out_short_read:
7439         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7440                         len, cur_offset);
7441         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7442         free_extent_buffer_stale(sb);
7443         return -EIO;
7444 }
7445
7446 /*
7447  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7448  *
7449  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7450  *
7451  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7452  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7453  */
7454 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7455                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7456 {
7457         struct btrfs_chunk_map *map;
7458         u64 next_start;
7459         bool ret = true;
7460
7461         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, 0, U64_MAX);
7462         /* No chunk at all? Return false anyway */
7463         if (!map) {
7464                 ret = false;
7465                 goto out;
7466         }
7467         while (map) {
7468                 int missing = 0;
7469                 int max_tolerated;
7470                 int i;
7471
7472                 max_tolerated =
7473                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7474                                         map->type);
7475                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7476                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7477
7478                         if (!dev || !dev->bdev ||
7479                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7480                             dev->last_flush_error)
7481                                 missing++;
7482                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7483                                 missing++;
7484                 }
7485                 if (missing > max_tolerated) {
7486                         if (!failing_dev)
7487                                 btrfs_warn(fs_info,
7488         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7489                                    map->start, missing, max_tolerated);
7490                         btrfs_free_chunk_map(map);
7491                         ret = false;
7492                         goto out;
7493                 }
7494                 next_start = map->start + map->chunk_len;
7495                 btrfs_free_chunk_map(map);
7496
7497                 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, next_start, U64_MAX - next_start);
7498         }
7499 out:
7500         return ret;
7501 }
7502
7503 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7504 {
7505         int i;
7506         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7507
7508         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7509                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7510 }
7511
7512 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7513 {
7514         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7515         struct btrfs_path *path;
7516         struct extent_buffer *leaf;
7517         struct btrfs_key key;
7518         struct btrfs_key found_key;
7519         int ret;
7520         int slot;
7521         int iter_ret = 0;
7522         u64 total_dev = 0;
7523         u64 last_ra_node = 0;
7524
7525         path = btrfs_alloc_path();
7526         if (!path)
7527                 return -ENOMEM;
7528
7529         /*
7530          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7531          * otherwise we don't need it.
7532          */
7533         mutex_lock(&uuid_mutex);
7534
7535         /*
7536          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7537          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7538          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7539          * device items, so clear it here.
7540          */
7541         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7542
7543         /*
7544          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7545          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7546          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7547          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7548          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7549          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7550          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7551          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7552          */
7553         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7554         path->skip_locking = 1;
7555
7556         /*
7557          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7558          * device items are found before any chunk item (their object id
7559          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7560          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7561          */
7562         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7563         key.offset = 0;
7564         key.type = 0;
7565         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7566                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7567
7568                 leaf = path->nodes[0];
7569                 slot = path->slots[0];
7570
7571                 if (node) {
7572                         if (last_ra_node != node->start) {
7573                                 readahead_tree_node_children(node);
7574                                 last_ra_node = node->start;
7575                         }
7576                 }
7577                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7578                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7579                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7580                                                   struct btrfs_dev_item);
7581                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7582                         if (ret)
7583                                 goto error;
7584                         total_dev++;
7585                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7586                         struct btrfs_chunk *chunk;
7587
7588                         /*
7589                          * We are only called at mount time, so no need to take
7590                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7591                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7592                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7593                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7594                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7595                          */
7596                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7597                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7598                         if (ret)
7599                                 goto error;
7600                 }
7601         }
7602         /* Catch error found during iteration */
7603         if (iter_ret < 0) {
7604                 ret = iter_ret;
7605                 goto error;
7606         }
7607
7608         /*
7609          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7610          * do another round of validation checks.
7611          */
7612         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7613                 btrfs_warn(fs_info,
7614 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7615                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7616                           total_dev);
7617                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7618                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7619         }
7620         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7621             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7622                 btrfs_err(fs_info,
7623         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7624                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7625                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7626                 ret = -EINVAL;
7627                 goto error;
7628         }
7629         ret = 0;
7630 error:
7631         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7632
7633         btrfs_free_path(path);
7634         return ret;
7635 }
7636
7637 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7638 {
7639         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7640         struct btrfs_device *device;
7641         int ret = 0;
7642
7643         fs_devices->fs_info = fs_info;
7644
7645         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7646         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7647                 device->fs_info = fs_info;
7648
7649         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7650                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7651                         device->fs_info = fs_info;
7652                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7653                         if (ret)
7654                                 break;
7655                 }
7656
7657                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7658         }
7659         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7660
7661         return ret;
7662 }
7663
7664 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7665                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7666                                  int index)
7667 {
7668         u64 val;
7669
7670         read_extent_buffer(eb, &val,
7671                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7672                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7673                            sizeof(val));
7674         return val;
7675 }
7676
7677 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7678                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7679                                       int index, u64 val)
7680 {
7681         write_extent_buffer(eb, &val,
7682                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7683                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7684                             sizeof(val));
7685 }
7686
7687 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7688                                        struct btrfs_path *path)
7689 {
7690         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7691         struct extent_buffer *eb;
7692         struct btrfs_key key;
7693         int item_size;
7694         int i, ret, slot;
7695
7696         if (!device->fs_info->dev_root)
7697                 return 0;
7698
7699         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7700         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7701         key.offset = device->devid;
7702         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7703         if (ret) {
7704                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7705                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7706                 device->dev_stats_valid = 1;
7707                 btrfs_release_path(path);
7708                 return ret < 0 ? ret : 0;
7709         }
7710         slot = path->slots[0];
7711         eb = path->nodes[0];
7712         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7713
7714         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7715
7716         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7717                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7718                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7719                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7720                 else
7721                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7722         }
7723
7724         device->dev_stats_valid = 1;
7725         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7726         btrfs_release_path(path);
7727
7728         return 0;
7729 }
7730
7731 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7732 {
7733         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7734         struct btrfs_device *device;
7735         struct btrfs_path *path = NULL;
7736         int ret = 0;
7737
7738         path = btrfs_alloc_path();
7739         if (!path)
7740                 return -ENOMEM;
7741
7742         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7743         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7744                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7745                 if (ret)
7746                         goto out;
7747         }
7748         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7749                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7750                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7751                         if (ret)
7752                                 goto out;
7753                 }
7754         }
7755 out:
7756         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7757
7758         btrfs_free_path(path);
7759         return ret;
7760 }
7761
7762 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7763                                 struct btrfs_device *device)
7764 {
7765         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7766         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7767         struct btrfs_path *path;
7768         struct btrfs_key key;
7769         struct extent_buffer *eb;
7770         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7771         int ret;
7772         int i;
7773
7774         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7775         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7776         key.offset = device->devid;
7777
7778         path = btrfs_alloc_path();
7779         if (!path)
7780                 return -ENOMEM;
7781         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7782         if (ret < 0) {
7783                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7784                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7785                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7786                 goto out;
7787         }
7788
7789         if (ret == 0 &&
7790             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7791                 /* need to delete old one and insert a new one */
7792                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7793                 if (ret != 0) {
7794                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7795                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7796                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7797                         goto out;
7798                 }
7799                 ret = 1;
7800         }
7801
7802         if (ret == 1) {
7803                 /* need to insert a new item */
7804                 btrfs_release_path(path);
7805                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7806                                               &key, sizeof(*ptr));
7807                 if (ret < 0) {
7808                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7809                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7810                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7811                         goto out;
7812                 }
7813         }
7814
7815         eb = path->nodes[0];
7816         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7817         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7818                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7819                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7820         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, eb);
7821
7822 out:
7823         btrfs_free_path(path);
7824         return ret;
7825 }
7826
7827 /*
7828  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7829  */
7830 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7831 {
7832         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7833         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7834         struct btrfs_device *device;
7835         int stats_cnt;
7836         int ret = 0;
7837
7838         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7839         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7840                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7841                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7842                         continue;
7843
7844
7845                 /*
7846                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7847                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7848                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7849                  * require explicit read memory barriers.
7850                  *
7851                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7852                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7853                  * barrier implied by atomic_xchg in
7854                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7855                  */
7856                 smp_rmb();
7857
7858                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7859                 if (!ret)
7860                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7861         }
7862         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7863
7864         return ret;
7865 }
7866
7867 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7868 {
7869         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7870
7871         if (!dev->dev_stats_valid)
7872                 return;
7873         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7874                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7875                            btrfs_dev_name(dev),
7876                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7877                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7878                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7879                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7880                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7881 }
7882
7883 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7884 {
7885         int i;
7886
7887         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7888                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7889                         break;
7890         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7891                 return; /* all values == 0, suppress message */
7892
7893         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7894                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7895                btrfs_dev_name(dev),
7896                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7897                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7898                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7899                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7900                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7901 }
7902
7903 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7904                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7905 {
7906         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7907         struct btrfs_device *dev;
7908         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7909         int i;
7910
7911         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7912         args.devid = stats->devid;
7913         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7914         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7915
7916         if (!dev) {
7917                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7918                 return -ENODEV;
7919         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7920                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7921                 return -ENODEV;
7922         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7923                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7924                         if (stats->nr_items > i)
7925                                 stats->values[i] =
7926                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7927                         else
7928                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7929                 }
7930                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7931                            current->comm, task_pid_nr(current));
7932         } else {
7933                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7934                         if (stats->nr_items > i)
7935                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7936         }
7937         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7938                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7939         return 0;
7940 }
7941
7942 /*
7943  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7944  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7945  * superblocks.
7946  *
7947  * Must be invoked during transaction commit.
7948  */
7949 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7950 {
7951         struct btrfs_device *curr, *next;
7952
7953         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7954
7955         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7956                 return;
7957
7958         /*
7959          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7960          * transaction and the transaction must complete before the device is
7961          * released.
7962          */
7963         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7964         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7965                                  post_commit_list) {
7966                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7967                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7968                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7969         }
7970         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7971 }
7972
7973 /*
7974  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7975  */
7976 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7977 {
7978         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7979
7980         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7981 }
7982
7983
7984
7985 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7986                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7987                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7988 {
7989         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7990         struct btrfs_chunk_map *map;
7991         struct btrfs_device *dev;
7992         u64 stripe_len;
7993         bool found = false;
7994         int ret = 0;
7995         int i;
7996
7997         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
7998         if (!map) {
7999                 btrfs_err(fs_info,
8000 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
8001                           physical_offset, devid);
8002                 ret = -EUCLEAN;
8003                 goto out;
8004         }
8005
8006         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(map);
8007         if (physical_len != stripe_len) {
8008                 btrfs_err(fs_info,
8009 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
8010                           physical_offset, devid, map->start, physical_len,
8011                           stripe_len);
8012                 ret = -EUCLEAN;
8013                 goto out;
8014         }
8015
8016         /*
8017          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
8018          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
8019          * the users.
8020          */
8021         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
8022                 btrfs_warn(fs_info,
8023                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
8024                            devid, physical_offset, physical_len);
8025
8026         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
8027                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
8028                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
8029                         found = true;
8030                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
8031                                 btrfs_err(fs_info,
8032                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
8033                                           map->start);
8034                                 ret = -EUCLEAN;
8035                                 goto out;
8036                         }
8037                         map->verified_stripes++;
8038                         break;
8039                 }
8040         }
8041         if (!found) {
8042                 btrfs_err(fs_info,
8043         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
8044                         physical_offset, devid);
8045                 ret = -EUCLEAN;
8046         }
8047
8048         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
8049         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
8050         if (!dev) {
8051                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
8052                 ret = -EUCLEAN;
8053                 goto out;
8054         }
8055
8056         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
8057                 btrfs_err(fs_info,
8058 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
8059                           devid, physical_offset, physical_len,
8060                           dev->disk_total_bytes);
8061                 ret = -EUCLEAN;
8062                 goto out;
8063         }
8064
8065         if (dev->zone_info) {
8066                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
8067
8068                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
8069                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
8070                         btrfs_err(fs_info,
8071 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
8072                                   devid, physical_offset, physical_len);
8073                         ret = -EUCLEAN;
8074                         goto out;
8075                 }
8076         }
8077
8078 out:
8079         btrfs_free_chunk_map(map);
8080         return ret;
8081 }
8082
8083 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8084 {
8085         struct rb_node *node;
8086         int ret = 0;
8087
8088         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8089         for (node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree); node; node = rb_next(node)) {
8090                 struct btrfs_chunk_map *map;
8091
8092                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
8093                 if (map->num_stripes != map->verified_stripes) {
8094                         btrfs_err(fs_info,
8095                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8096                                   map->start, map->verified_stripes, map->num_stripes);
8097                         ret = -EUCLEAN;
8098                         goto out;
8099                 }
8100         }
8101 out:
8102         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8103         return ret;
8104 }
8105
8106 /*
8107  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8108  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8109  *
8110  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8111  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8112  */
8113 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8114 {
8115         struct btrfs_path *path;
8116         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8117         struct btrfs_key key;
8118         u64 prev_devid = 0;
8119         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8120         int ret = 0;
8121
8122         /*
8123          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8124          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8125          * case for sure.
8126          *
8127          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8128          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8129          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8130          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8131          */
8132         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8133                 return 0;
8134
8135         key.objectid = 1;
8136         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8137         key.offset = 0;
8138
8139         path = btrfs_alloc_path();
8140         if (!path)
8141                 return -ENOMEM;
8142
8143         path->reada = READA_FORWARD;
8144         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8145         if (ret < 0)
8146                 goto out;
8147
8148         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8149                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8150                 if (ret < 0)
8151                         goto out;
8152                 /* No dev extents at all? Not good */
8153                 if (ret > 0) {
8154                         ret = -EUCLEAN;
8155                         goto out;
8156                 }
8157         }
8158         while (1) {
8159                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8160                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8161                 int slot = path->slots[0];
8162                 u64 chunk_offset;
8163                 u64 physical_offset;
8164                 u64 physical_len;
8165                 u64 devid;
8166
8167                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8168                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8169                         break;
8170                 devid = key.objectid;
8171                 physical_offset = key.offset;
8172
8173                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8174                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8175                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8176
8177                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8178                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8179                         btrfs_err(fs_info,
8180 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8181                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8182                         ret = -EUCLEAN;
8183                         goto out;
8184                 }
8185
8186                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8187                                             physical_offset, physical_len);
8188                 if (ret < 0)
8189                         goto out;
8190                 prev_devid = devid;
8191                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8192
8193                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8194                 if (ret < 0)
8195                         goto out;
8196                 if (ret > 0) {
8197                         ret = 0;
8198                         break;
8199                 }
8200         }
8201
8202         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8203         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8204 out:
8205         btrfs_free_path(path);
8206         return ret;
8207 }
8208
8209 /*
8210  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8211  * used as a swapfile.
8212  */
8213 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8214 {
8215         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8216         struct rb_node *node;
8217
8218         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8219         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8220         while (node) {
8221                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8222                 if (ptr < sp->ptr)
8223                         node = node->rb_left;
8224                 else if (ptr > sp->ptr)
8225                         node = node->rb_right;
8226                 else
8227                         break;
8228         }
8229         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8230         return node != NULL;
8231 }
8232
8233 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8234 {
8235         struct btrfs_block_group *cache = data;
8236         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8237         u64 target;
8238         int ret = 0;
8239
8240         target = cache->start;
8241         btrfs_put_block_group(cache);
8242
8243         sb_start_write(fs_info->sb);
8244         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8245                 btrfs_info(fs_info,
8246                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8247                            target);
8248                 sb_end_write(fs_info->sb);
8249                 return -EBUSY;
8250         }
8251
8252         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8253
8254         /* Ensure block group still exists */
8255         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8256         if (!cache)
8257                 goto out;
8258
8259         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
8260                 goto out;
8261
8262         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8263         if (ret < 0)
8264                 goto out;
8265
8266         btrfs_info(fs_info,
8267                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8268                    target);
8269         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8270
8271 out:
8272         if (cache)
8273                 btrfs_put_block_group(cache);
8274         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8275         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8276         sb_end_write(fs_info->sb);
8277
8278         return ret;
8279 }
8280
8281 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8282 {
8283         struct btrfs_block_group *cache;
8284
8285         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8286                 return false;
8287
8288         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8289         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8290                 return true;
8291
8292         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8293         if (!cache)
8294                 return true;
8295
8296         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8297                 btrfs_put_block_group(cache);
8298                 return true;
8299         }
8300
8301         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8302                     "btrfs-relocating-repair");
8303
8304         return true;
8305 }
8306
8307 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8308                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8309                                     u64 logical)
8310 {
8311         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8312         int i;
8313
8314         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8315                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8316                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8317
8318                 if (logical >= stripe_start &&
8319                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8320                         break;
8321         }
8322         ASSERT(i < data_stripes);
8323         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8324         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8325                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8326                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8327 }
8328
8329 /*
8330  * Map a repair write into a single device.
8331  *
8332  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8333  * update the contents of a single device.
8334  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8335  *
8336  * Callers should ensure:
8337  *
8338  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8339  * - The range does not cross stripe boundary
8340  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8341  */
8342 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8343                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8344                            u32 length, int mirror_num)
8345 {
8346         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8347         u64 map_length = length;
8348         int mirror_ret = mirror_num;
8349         int ret;
8350
8351         ASSERT(mirror_num > 0);
8352
8353         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8354                               &bioc, smap, &mirror_ret);
8355         if (ret < 0)
8356                 return ret;
8357
8358         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8359         ASSERT(map_length >= length);
8360
8361         /* Already mapped to single stripe. */
8362         if (!bioc)
8363                 goto out;
8364
8365         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8366         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8367                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8368                 goto out;
8369         }
8370
8371         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8372         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8373         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8374 out:
8375         btrfs_put_bioc(bioc);
8376         ASSERT(smap->dev);
8377         return 0;
8378 }