Merge tag 'i3c/for-6.6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/i3c/linux
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / btrfs / volumes.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/sched/mm.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/ratelimit.h>
10 #include <linux/kthread.h>
11 #include <linux/semaphore.h>
12 #include <linux/uuid.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/namei.h>
15 #include "misc.h"
16 #include "ctree.h"
17 #include "extent_map.h"
18 #include "disk-io.h"
19 #include "transaction.h"
20 #include "print-tree.h"
21 #include "volumes.h"
22 #include "raid56.h"
23 #include "rcu-string.h"
24 #include "dev-replace.h"
25 #include "sysfs.h"
26 #include "tree-checker.h"
27 #include "space-info.h"
28 #include "block-group.h"
29 #include "discard.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "fs.h"
32 #include "accessors.h"
33 #include "uuid-tree.h"
34 #include "ioctl.h"
35 #include "relocation.h"
36 #include "scrub.h"
37 #include "super.h"
38
39 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
40                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
41                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
42
43 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
44         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
45                 .sub_stripes    = 2,
46                 .dev_stripes    = 1,
47                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
48                 .devs_min       = 2,
49                 .tolerated_failures = 1,
50                 .devs_increment = 2,
51                 .ncopies        = 2,
52                 .nparity        = 0,
53                 .raid_name      = "raid10",
54                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
55                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
56         },
57         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
58                 .sub_stripes    = 1,
59                 .dev_stripes    = 1,
60                 .devs_max       = 2,
61                 .devs_min       = 2,
62                 .tolerated_failures = 1,
63                 .devs_increment = 2,
64                 .ncopies        = 2,
65                 .nparity        = 0,
66                 .raid_name      = "raid1",
67                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
68                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
69         },
70         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
71                 .sub_stripes    = 1,
72                 .dev_stripes    = 1,
73                 .devs_max       = 3,
74                 .devs_min       = 3,
75                 .tolerated_failures = 2,
76                 .devs_increment = 3,
77                 .ncopies        = 3,
78                 .nparity        = 0,
79                 .raid_name      = "raid1c3",
80                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
81                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
82         },
83         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
84                 .sub_stripes    = 1,
85                 .dev_stripes    = 1,
86                 .devs_max       = 4,
87                 .devs_min       = 4,
88                 .tolerated_failures = 3,
89                 .devs_increment = 4,
90                 .ncopies        = 4,
91                 .nparity        = 0,
92                 .raid_name      = "raid1c4",
93                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
94                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
95         },
96         [BTRFS_RAID_DUP] = {
97                 .sub_stripes    = 1,
98                 .dev_stripes    = 2,
99                 .devs_max       = 1,
100                 .devs_min       = 1,
101                 .tolerated_failures = 0,
102                 .devs_increment = 1,
103                 .ncopies        = 2,
104                 .nparity        = 0,
105                 .raid_name      = "dup",
106                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
107                 .mindev_error   = 0,
108         },
109         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
110                 .sub_stripes    = 1,
111                 .dev_stripes    = 1,
112                 .devs_max       = 0,
113                 .devs_min       = 1,
114                 .tolerated_failures = 0,
115                 .devs_increment = 1,
116                 .ncopies        = 1,
117                 .nparity        = 0,
118                 .raid_name      = "raid0",
119                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
120                 .mindev_error   = 0,
121         },
122         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
123                 .sub_stripes    = 1,
124                 .dev_stripes    = 1,
125                 .devs_max       = 1,
126                 .devs_min       = 1,
127                 .tolerated_failures = 0,
128                 .devs_increment = 1,
129                 .ncopies        = 1,
130                 .nparity        = 0,
131                 .raid_name      = "single",
132                 .bg_flag        = 0,
133                 .mindev_error   = 0,
134         },
135         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
136                 .sub_stripes    = 1,
137                 .dev_stripes    = 1,
138                 .devs_max       = 0,
139                 .devs_min       = 2,
140                 .tolerated_failures = 1,
141                 .devs_increment = 1,
142                 .ncopies        = 1,
143                 .nparity        = 1,
144                 .raid_name      = "raid5",
145                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
146                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
147         },
148         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
149                 .sub_stripes    = 1,
150                 .dev_stripes    = 1,
151                 .devs_max       = 0,
152                 .devs_min       = 3,
153                 .tolerated_failures = 2,
154                 .devs_increment = 1,
155                 .ncopies        = 1,
156                 .nparity        = 2,
157                 .raid_name      = "raid6",
158                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
159                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
160         },
161 };
162
163 /*
164  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
165  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
166  */
167 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
168 {
169         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
170
171         if (!profile)
172                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
173
174         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
175 }
176
177 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
178 {
179         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
180
181         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
182                 return NULL;
183
184         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
185 }
186
187 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
188 {
189         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
190
191         return btrfs_raid_array[index].nparity;
192 }
193
194 /*
195  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
196  * bytes including terminating null byte.
197  */
198 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
199 {
200         int i;
201         int ret;
202         char *bp = buf;
203         u64 flags = bg_flags;
204         u32 size_bp = size_buf;
205
206         if (!flags) {
207                 strcpy(bp, "NONE");
208                 return;
209         }
210
211 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
212         do {                                                            \
213                 if (flags & (flag)) {                                   \
214                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
215                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
216                                 goto out_overflow;                      \
217                         size_bp -= ret;                                 \
218                         bp += ret;                                      \
219                         flags &= ~(flag);                               \
220                 }                                                       \
221         } while (0)
222
223         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
224         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
225         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
226
227         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
228         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
229                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
230                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
231 #undef DESCRIBE_FLAG
232
233         if (flags) {
234                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
235                 size_bp -= ret;
236         }
237
238         if (size_bp < size_buf)
239                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
240
241         /*
242          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
243          * large buffer
244          */
245 out_overflow:;
246 }
247
248 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
249 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
250 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
251
252 /*
253  * Device locking
254  * ==============
255  *
256  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
257  * structures like chunks but not block groups, extents or files
258  *
259  * uuid_mutex (global lock)
260  * ------------------------
261  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
262  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
263  * device) or requested by the device= mount option
264  *
265  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
266  *
267  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
268  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
269  *
270  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
271  *
272  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
273  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
274  * scan ioctl
275  *
276  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
277  *
278  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
279  * ------------------------------------------------
280  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
281  *
282  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
283  *
284  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
285  * modifications to the list (see write_all_supers)
286  *
287  * Is not required at mount and close times, because our device list is
288  * protected by the uuid_mutex at that point.
289  *
290  * balance_mutex
291  * -------------
292  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
293  * several places (internally, ioctl)
294  *
295  * chunk_mutex
296  * -----------
297  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
298  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
299  * individual devices, since they can be added to the transaction's
300  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
301  *
302  * cleaner_mutex
303  * -------------
304  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
305  * cleaning together with relocation or delayed iputs
306  *
307  *
308  * Lock nesting
309  * ============
310  *
311  * uuid_mutex
312  *   device_list_mutex
313  *     chunk_mutex
314  *   balance_mutex
315  *
316  *
317  * Exclusive operations
318  * ====================
319  *
320  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
321  * whole filesystem and cannot run in parallel.
322  *
323  * - Balance (*)
324  * - Device add
325  * - Device remove
326  * - Device replace (*)
327  * - Resize
328  *
329  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
330  *
331  * - Running state
332  * - Paused state
333  * - Completed state
334  *
335  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
336  * following reasons:
337  *
338  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
339  * - filesystem remounted as read-only
340  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
341  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
342  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
343  *
344  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
345  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
346  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
347  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
348  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
349  * completed.
350  */
351
352 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
353 static LIST_HEAD(fs_uuids);
354 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
355 {
356         return &fs_uuids;
357 }
358
359 /*
360  * alloc_fs_devices - allocate struct btrfs_fs_devices
361  * @fsid:               if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid
362  * @metadata_fsid:      if not NULL, copy the UUID to fs_devices::metadata_fsid
363  *
364  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
365  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
366  * kfree() right away.
367  */
368 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid,
369                                                  const u8 *metadata_fsid)
370 {
371         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
372
373         ASSERT(fsid || !metadata_fsid);
374
375         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
376         if (!fs_devs)
377                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
378
379         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
380
381         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
382         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
383         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
384         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
385
386         if (fsid) {
387                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
388                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid,
389                        metadata_fsid ?: fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
390         }
391
392         return fs_devs;
393 }
394
395 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
396 {
397         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
398         rcu_string_free(device->name);
399         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
400         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
401         kfree(device);
402 }
403
404 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
405 {
406         struct btrfs_device *device;
407
408         WARN_ON(fs_devices->opened);
409         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
410                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
411                                     struct btrfs_device, dev_list);
412                 list_del(&device->dev_list);
413                 btrfs_free_device(device);
414         }
415         kfree(fs_devices);
416 }
417
418 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
419 {
420         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
421
422         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
423                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
424                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
425                 list_del(&fs_devices->fs_list);
426                 free_fs_devices(fs_devices);
427         }
428 }
429
430 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
431                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
432 {
433         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
434                 return false;
435
436         if (!metadata_fsid)
437                 return true;
438
439         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
440                 return false;
441
442         return true;
443 }
444
445 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
446                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
447 {
448         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
449
450         ASSERT(fsid);
451
452         /* Handle non-split brain cases */
453         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
454                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
455                         return fs_devices;
456         }
457         return NULL;
458 }
459
460 /*
461  * First check if the metadata_uuid is different from the fsid in the given
462  * fs_devices. Then check if the given fsid is the same as the metadata_uuid
463  * in the fs_devices. If it is, return true; otherwise, return false.
464  */
465 static inline bool check_fsid_changed(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
466                                       const u8 *fsid)
467 {
468         return memcmp(fs_devices->fsid, fs_devices->metadata_uuid,
469                       BTRFS_FSID_SIZE) != 0 &&
470                memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0;
471 }
472
473 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_with_metadata_uuid(
474                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
475 {
476
477         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
478
479         /*
480          * Handle scanned device having completed its fsid change but
481          * belonging to a fs_devices that was created by first scanning
482          * a device which didn't have its fsid/metadata_uuid changed
483          * at all and the CHANGING_FSID_V2 flag set.
484          */
485         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
486                 if (!fs_devices->fsid_change)
487                         continue;
488
489                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, disk_super->metadata_uuid,
490                                           fs_devices->fsid))
491                         return fs_devices;
492         }
493
494         /*
495          * Handle scanned device having completed its fsid change but
496          * belonging to a fs_devices that was created by a device that
497          * has an outdated pair of fsid/metadata_uuid and
498          * CHANGING_FSID_V2 flag set.
499          */
500         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
501                 if (!fs_devices->fsid_change)
502                         continue;
503
504                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->metadata_uuid))
505                         return fs_devices;
506         }
507
508         return find_fsid(disk_super->fsid, disk_super->metadata_uuid);
509 }
510
511
512 static int
513 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
514                       int flush, struct block_device **bdev,
515                       struct btrfs_super_block **disk_super)
516 {
517         int ret;
518
519         *bdev = blkdev_get_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
520
521         if (IS_ERR(*bdev)) {
522                 ret = PTR_ERR(*bdev);
523                 goto error;
524         }
525
526         if (flush)
527                 sync_blockdev(*bdev);
528         ret = set_blocksize(*bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
529         if (ret) {
530                 blkdev_put(*bdev, holder);
531                 goto error;
532         }
533         invalidate_bdev(*bdev);
534         *disk_super = btrfs_read_dev_super(*bdev);
535         if (IS_ERR(*disk_super)) {
536                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
537                 blkdev_put(*bdev, holder);
538                 goto error;
539         }
540
541         return 0;
542
543 error:
544         *bdev = NULL;
545         return ret;
546 }
547
548 /*
549  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
550  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
551  *
552  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
553  *                 matching this devt only.
554  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
555  *                 devices.
556  *
557  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
558  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
559  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
560  */
561 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
562 {
563         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
564         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
565         int ret = 0;
566
567         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
568
569         if (devt)
570                 ret = -ENOENT;
571
572         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
573
574                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
575                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
576                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
577                         if (skip_device && skip_device == device)
578                                 continue;
579                         if (devt && devt != device->devt)
580                                 continue;
581                         if (fs_devices->opened) {
582                                 /* for an already deleted device return 0 */
583                                 if (devt && ret != 0)
584                                         ret = -EBUSY;
585                                 break;
586                         }
587
588                         /* delete the stale device */
589                         fs_devices->num_devices--;
590                         list_del(&device->dev_list);
591                         btrfs_free_device(device);
592
593                         ret = 0;
594                 }
595                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
596
597                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
598                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
599                         list_del(&fs_devices->fs_list);
600                         free_fs_devices(fs_devices);
601                 }
602         }
603
604         return ret;
605 }
606
607 /*
608  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
609  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
610  * fs_devices->device_list_mutex here.
611  */
612 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
613                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
614                         void *holder)
615 {
616         struct block_device *bdev;
617         struct btrfs_super_block *disk_super;
618         u64 devid;
619         int ret;
620
621         if (device->bdev)
622                 return -EINVAL;
623         if (!device->name)
624                 return -EINVAL;
625
626         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
627                                     &bdev, &disk_super);
628         if (ret)
629                 return ret;
630
631         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
632         if (devid != device->devid)
633                 goto error_free_page;
634
635         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
636                 goto error_free_page;
637
638         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
639
640         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
641                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
642                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
643                         pr_err(
644                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
645                         goto error_free_page;
646                 }
647
648                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
649                 fs_devices->seeding = true;
650         } else {
651                 if (bdev_read_only(bdev))
652                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
653                 else
654                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
655         }
656
657         if (!bdev_nonrot(bdev))
658                 fs_devices->rotating = true;
659
660         if (bdev_max_discard_sectors(bdev))
661                 fs_devices->discardable = true;
662
663         device->bdev = bdev;
664         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
665         device->holder = holder;
666
667         fs_devices->open_devices++;
668         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
669             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
670                 fs_devices->rw_devices++;
671                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
672         }
673         btrfs_release_disk_super(disk_super);
674
675         return 0;
676
677 error_free_page:
678         btrfs_release_disk_super(disk_super);
679         blkdev_put(bdev, holder);
680
681         return -EINVAL;
682 }
683
684 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
685 {
686         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
687                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
688
689         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
690 }
691
692 /*
693  * Handle scanned device having its CHANGING_FSID_V2 flag set and the fs_devices
694  * being created with a disk that has already completed its fsid change. Such
695  * disk can belong to an fs which has its FSID changed or to one which doesn't.
696  * Handle both cases here.
697  */
698 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_inprogress(
699                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
700 {
701         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
702
703         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
704                 if (fs_devices->fsid_change)
705                         continue;
706
707                 if (check_fsid_changed(fs_devices,  disk_super->fsid))
708                         return fs_devices;
709         }
710
711         return find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
712 }
713
714 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_changed(
715                                         struct btrfs_super_block *disk_super)
716 {
717         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
718
719         /*
720          * Handles the case where scanned device is part of an fs that had
721          * multiple successful changes of FSID but currently device didn't
722          * observe it. Meaning our fsid will be different than theirs. We need
723          * to handle two subcases :
724          *  1 - The fs still continues to have different METADATA/FSID uuids.
725          *  2 - The fs is switched back to its original FSID (METADATA/FSID
726          *  are equal).
727          */
728         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
729                 /* Changed UUIDs */
730                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->metadata_uuid) &&
731                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
732                            BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
733                         return fs_devices;
734
735                 /* Unchanged UUIDs */
736                 if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid,
737                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0 &&
738                     memcmp(fs_devices->fsid, disk_super->metadata_uuid,
739                            BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
740                         return fs_devices;
741         }
742
743         return NULL;
744 }
745
746 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_reverted_metadata(
747                                 struct btrfs_super_block *disk_super)
748 {
749         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
750
751         /*
752          * Handle the case where the scanned device is part of an fs whose last
753          * metadata UUID change reverted it to the original FSID. At the same
754          * time fs_devices was first created by another constituent device
755          * which didn't fully observe the operation. This results in an
756          * btrfs_fs_devices created with metadata/fsid different AND
757          * btrfs_fs_devices::fsid_change set AND the metadata_uuid of the
758          * fs_devices equal to the FSID of the disk.
759          */
760         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
761                 if (!fs_devices->fsid_change)
762                         continue;
763
764                 if (check_fsid_changed(fs_devices, disk_super->fsid))
765                         return fs_devices;
766         }
767
768         return NULL;
769 }
770 /*
771  * Add new device to list of registered devices
772  *
773  * Returns:
774  * device pointer which was just added or updated when successful
775  * error pointer when failed
776  */
777 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
778                            struct btrfs_super_block *disk_super,
779                            bool *new_device_added)
780 {
781         struct btrfs_device *device;
782         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
783         struct rcu_string *name;
784         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
785         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
786         dev_t path_devt;
787         int error;
788         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
789                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
790         bool fsid_change_in_progress = (btrfs_super_flags(disk_super) &
791                                         BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2);
792
793         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
794         if (error) {
795                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
796                           path, error);
797                 return ERR_PTR(error);
798         }
799
800         if (fsid_change_in_progress) {
801                 if (!has_metadata_uuid)
802                         fs_devices = find_fsid_inprogress(disk_super);
803                 else
804                         fs_devices = find_fsid_changed(disk_super);
805         } else if (has_metadata_uuid) {
806                 fs_devices = find_fsid_with_metadata_uuid(disk_super);
807         } else {
808                 fs_devices = find_fsid_reverted_metadata(disk_super);
809                 if (!fs_devices)
810                         fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid, NULL);
811         }
812
813
814         if (!fs_devices) {
815                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid,
816                                 has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
817                 if (IS_ERR(fs_devices))
818                         return ERR_CAST(fs_devices);
819
820                 fs_devices->fsid_change = fsid_change_in_progress;
821
822                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
823                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
824
825                 device = NULL;
826         } else {
827                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
828                         .devid = devid,
829                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
830                 };
831
832                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
833                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
834
835                 /*
836                  * If this disk has been pulled into an fs devices created by
837                  * a device which had the CHANGING_FSID_V2 flag then replace the
838                  * metadata_uuid/fsid values of the fs_devices.
839                  */
840                 if (fs_devices->fsid_change &&
841                     found_transid > fs_devices->latest_generation) {
842                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
843                                         BTRFS_FSID_SIZE);
844                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
845                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
846                         fs_devices->fsid_change = false;
847                 }
848         }
849
850         if (!device) {
851                 unsigned int nofs_flag;
852
853                 if (fs_devices->opened) {
854                         btrfs_err(NULL,
855 "device %s belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
856                                   path, fs_devices->fsid, current->comm,
857                                   task_pid_nr(current));
858                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
859                         return ERR_PTR(-EBUSY);
860                 }
861
862                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
863                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
864                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
865                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
866                 if (IS_ERR(device)) {
867                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
868                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
869                         return device;
870                 }
871
872                 device->devt = path_devt;
873
874                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
875                 fs_devices->num_devices++;
876
877                 device->fs_devices = fs_devices;
878                 *new_device_added = true;
879
880                 if (disk_super->label[0])
881                         pr_info(
882         "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
883                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
884                                 current->comm, task_pid_nr(current));
885                 else
886                         pr_info(
887         "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s scanned by %s (%d)\n",
888                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
889                                 current->comm, task_pid_nr(current));
890
891         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
892                 /*
893                  * When FS is already mounted.
894                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
895                  *    means this device was missing at time of FS mount.
896                  * 2. If you are here and if the device->name is different
897                  *    from 'path' that means either
898                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
899                  *         different name. or
900                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
901                  *         reappeared now.
902                  *
903                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
904                  * and unintentional.
905                  *
906                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
907                  * would have missed some transaction when it was away and
908                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
909                  * 2b must not be allowed at all time.
910                  */
911
912                 /*
913                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
914                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
915                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
916                  * when we reject replacement on a mounted FS.
917                  */
918                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
919                         /*
920                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
921                          * are here, that means there is more than one
922                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
923                          * with larger generation number or the last-in if
924                          * generation are equal.
925                          */
926                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
927                         btrfs_err(NULL,
928 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
929                                   path, found_transid, device->generation);
930                         return ERR_PTR(-EEXIST);
931                 }
932
933                 /*
934                  * We are going to replace the device path for a given devid,
935                  * make sure it's the same device if the device is mounted
936                  *
937                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
938                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
939                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
940                  * torn down.
941                  */
942                 if (device->bdev) {
943                         if (device->devt != path_devt) {
944                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
945                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
946         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
947                                                   path, devid, found_transid,
948                                                   current->comm,
949                                                   task_pid_nr(current));
950                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
951                         }
952                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
953         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
954                                           devid, btrfs_dev_name(device),
955                                           path, current->comm,
956                                           task_pid_nr(current));
957                 }
958
959                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
960                 if (!name) {
961                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
962                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
963                 }
964                 rcu_string_free(device->name);
965                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
966                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
967                         fs_devices->missing_devices--;
968                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
969                 }
970                 device->devt = path_devt;
971         }
972
973         /*
974          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
975          * generation along with most of the other members. So just update
976          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
977          * (as above).
978          */
979         if (!fs_devices->opened) {
980                 device->generation = found_transid;
981                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
982                                                 fs_devices->latest_generation);
983         }
984
985         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
986
987         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
988         return device;
989 }
990
991 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
992 {
993         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
994         struct btrfs_device *device;
995         struct btrfs_device *orig_dev;
996         int ret = 0;
997
998         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
999
1000         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid, NULL);
1001         if (IS_ERR(fs_devices))
1002                 return fs_devices;
1003
1004         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
1005
1006         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
1007                 const char *dev_path = NULL;
1008
1009                 /*
1010                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
1011                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
1012                  */
1013                 if (orig_dev->name)
1014                         dev_path = orig_dev->name->str;
1015
1016                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
1017                                             orig_dev->uuid, dev_path);
1018                 if (IS_ERR(device)) {
1019                         ret = PTR_ERR(device);
1020                         goto error;
1021                 }
1022
1023                 if (orig_dev->zone_info) {
1024                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
1025
1026                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
1027                         if (!zone_info) {
1028                                 btrfs_free_device(device);
1029                                 ret = -ENOMEM;
1030                                 goto error;
1031                         }
1032                         device->zone_info = zone_info;
1033                 }
1034
1035                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
1036                 device->fs_devices = fs_devices;
1037                 fs_devices->num_devices++;
1038         }
1039         return fs_devices;
1040 error:
1041         free_fs_devices(fs_devices);
1042         return ERR_PTR(ret);
1043 }
1044
1045 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1046                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1047 {
1048         struct btrfs_device *device, *next;
1049
1050         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1051         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1052                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1053                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1054                                       &device->dev_state) &&
1055                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1056                                       &device->dev_state) &&
1057                             (!*latest_dev ||
1058                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1059                                 *latest_dev = device;
1060                         }
1061                         continue;
1062                 }
1063
1064                 /*
1065                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1066                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1067                  */
1068                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1069                         continue;
1070
1071                 if (device->bdev) {
1072                         blkdev_put(device->bdev, device->holder);
1073                         device->bdev = NULL;
1074                         fs_devices->open_devices--;
1075                 }
1076                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1077                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1078                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1079                         fs_devices->rw_devices--;
1080                 }
1081                 list_del_init(&device->dev_list);
1082                 fs_devices->num_devices--;
1083                 btrfs_free_device(device);
1084         }
1085
1086 }
1087
1088 /*
1089  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1090  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1091  */
1092 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1093 {
1094         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1095         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1096
1097         mutex_lock(&uuid_mutex);
1098         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1099
1100         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1101                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1102
1103         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1104
1105         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1106 }
1107
1108 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1109 {
1110         if (!device->bdev)
1111                 return;
1112
1113         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1114                 sync_blockdev(device->bdev);
1115                 invalidate_bdev(device->bdev);
1116         }
1117
1118         blkdev_put(device->bdev, device->holder);
1119 }
1120
1121 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1122 {
1123         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1124
1125         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1126             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1127                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1128                 fs_devices->rw_devices--;
1129         }
1130
1131         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1132                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1133
1134         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1135                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1136                 fs_devices->missing_devices--;
1137         }
1138
1139         btrfs_close_bdev(device);
1140         if (device->bdev) {
1141                 fs_devices->open_devices--;
1142                 device->bdev = NULL;
1143         }
1144         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1145         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1146
1147         device->fs_info = NULL;
1148         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1149         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1150
1151         /*
1152          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1153          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1154          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1155          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1156          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1157          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1158          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1159          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1160          * unsafe super blocks.
1161          */
1162         device->last_flush_error = 0;
1163
1164         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1165         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1166         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1167         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1168         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1169 }
1170
1171 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1172 {
1173         struct btrfs_device *device, *tmp;
1174
1175         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1176
1177         if (--fs_devices->opened > 0)
1178                 return;
1179
1180         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1181                 btrfs_close_one_device(device);
1182
1183         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1184         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1185         fs_devices->opened = 0;
1186         fs_devices->seeding = false;
1187         fs_devices->fs_info = NULL;
1188 }
1189
1190 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1191 {
1192         LIST_HEAD(list);
1193         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1194
1195         mutex_lock(&uuid_mutex);
1196         close_fs_devices(fs_devices);
1197         if (!fs_devices->opened) {
1198                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1199
1200                 /*
1201                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1202                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1203                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1204                  * fully freed.
1205                  */
1206                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1207                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1208                         free_fs_devices(fs_devices);
1209                 }
1210         }
1211
1212
1213         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1214                 close_fs_devices(fs_devices);
1215                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1216                 free_fs_devices(fs_devices);
1217         }
1218         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1219 }
1220
1221 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1222                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1223 {
1224         struct btrfs_device *device;
1225         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1226         struct btrfs_device *tmp_device;
1227
1228         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1229                                  dev_list) {
1230                 int ret;
1231
1232                 ret = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1233                 if (ret == 0 &&
1234                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1235                         latest_dev = device;
1236                 } else if (ret == -ENODATA) {
1237                         fs_devices->num_devices--;
1238                         list_del(&device->dev_list);
1239                         btrfs_free_device(device);
1240                 }
1241         }
1242         if (fs_devices->open_devices == 0)
1243                 return -EINVAL;
1244
1245         fs_devices->opened = 1;
1246         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1247         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1248         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1249         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1250
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1255                      const struct list_head *b)
1256 {
1257         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1258
1259         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1260         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1261
1262         if (dev1->devid < dev2->devid)
1263                 return -1;
1264         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1265                 return 1;
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1270                        blk_mode_t flags, void *holder)
1271 {
1272         int ret;
1273
1274         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1275         /*
1276          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1277          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1278          *
1279          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1280          * exclusion is provided by uuid_mutex
1281          */
1282
1283         if (fs_devices->opened) {
1284                 fs_devices->opened++;
1285                 ret = 0;
1286         } else {
1287                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1288                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1289         }
1290
1291         return ret;
1292 }
1293
1294 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1295 {
1296         struct page *page = virt_to_page(super);
1297
1298         put_page(page);
1299 }
1300
1301 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1302                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1303 {
1304         struct btrfs_super_block *disk_super;
1305         struct page *page;
1306         void *p;
1307         pgoff_t index;
1308
1309         /* make sure our super fits in the device */
1310         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1311                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1312
1313         /* make sure our super fits in the page */
1314         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1315                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1316
1317         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1318         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1319         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1320                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1321
1322         /* pull in the page with our super */
1323         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1324
1325         if (IS_ERR(page))
1326                 return ERR_CAST(page);
1327
1328         p = page_address(page);
1329
1330         /* align our pointer to the offset of the super block */
1331         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1332
1333         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1334             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1335                 btrfs_release_disk_super(p);
1336                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1337         }
1338
1339         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1340                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1341
1342         return disk_super;
1343 }
1344
1345 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1346 {
1347         int ret;
1348
1349         mutex_lock(&uuid_mutex);
1350         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1351         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1352
1353         return ret;
1354 }
1355
1356 /*
1357  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1358  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1359  * is read via pagecache
1360  */
1361 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags)
1362 {
1363         struct btrfs_super_block *disk_super;
1364         bool new_device_added = false;
1365         struct btrfs_device *device = NULL;
1366         struct block_device *bdev;
1367         u64 bytenr, bytenr_orig;
1368         int ret;
1369
1370         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1371
1372         /*
1373          * we would like to check all the supers, but that would make
1374          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1375          * So, we need to add a special mount option to scan for
1376          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1377          */
1378
1379         /*
1380          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1381          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1382          * resulting in failure.
1383          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1384          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1385          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1386          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1387          * required information for assembling the volume.
1388          */
1389         bdev = blkdev_get_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1390         if (IS_ERR(bdev))
1391                 return ERR_CAST(bdev);
1392
1393         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1394         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(bdev, 0, READ, &bytenr);
1395         if (ret) {
1396                 device = ERR_PTR(ret);
1397                 goto error_bdev_put;
1398         }
1399
1400         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr_orig);
1401         if (IS_ERR(disk_super)) {
1402                 device = ERR_CAST(disk_super);
1403                 goto error_bdev_put;
1404         }
1405
1406         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1407         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1408                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1409
1410         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1411
1412 error_bdev_put:
1413         blkdev_put(bdev, NULL);
1414
1415         return device;
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1420  * such is found, record the end of it in *start
1421  */
1422 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1423                                     u64 len)
1424 {
1425         u64 physical_start, physical_end;
1426
1427         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1428
1429         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1430                                   &physical_start, &physical_end,
1431                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1432
1433                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1434                     in_range(*start, physical_start,
1435                              physical_end - physical_start)) {
1436                         *start = physical_end + 1;
1437                         return true;
1438                 }
1439         }
1440         return false;
1441 }
1442
1443 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1444 {
1445         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1446         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1447                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1448         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1449                 /*
1450                  * We don't care about the starting region like regular
1451                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1452                  * for superblock logging.
1453                  */
1454                 return 0;
1455         default:
1456                 BUG();
1457         }
1458 }
1459
1460 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1461                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1462                                         u64 num_bytes)
1463 {
1464         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1465         u64 pos;
1466         int ret;
1467         bool changed = false;
1468
1469         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1470
1471         while (*hole_size > 0) {
1472                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1473                                                    *hole_start + *hole_size,
1474                                                    num_bytes);
1475                 if (pos != *hole_start) {
1476                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1477                         *hole_start = pos;
1478                         changed = true;
1479                         if (*hole_size < num_bytes)
1480                                 break;
1481                 }
1482
1483                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1484
1485                 /* Range is ensured to be empty */
1486                 if (!ret)
1487                         return changed;
1488
1489                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1490                 if (ret == -ERANGE) {
1491                         *hole_start += *hole_size;
1492                         *hole_size = 0;
1493                         return true;
1494                 }
1495
1496                 *hole_start += zone_size;
1497                 *hole_size -= zone_size;
1498                 changed = true;
1499         }
1500
1501         return changed;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1506  *
1507  * @device:     the device which we have the hole
1508  * @hole_start: starting position of the hole
1509  * @hole_size:  the size of the hole
1510  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1511  *
1512  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1513  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1514  */
1515 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1516                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1517 {
1518         bool changed = false;
1519         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1520
1521         for (;;) {
1522                 /*
1523                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1524                  * sending back this offset anyway.
1525                  */
1526                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1527                         if (hole_end >= *hole_start)
1528                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1529                         else
1530                                 *hole_size = 0;
1531                         changed = true;
1532                 }
1533
1534                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1535                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1536                         /* No extra check */
1537                         break;
1538                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1539                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1540                                                         hole_size, num_bytes)) {
1541                                 changed = true;
1542                                 /*
1543                                  * The changed hole can contain pending extent.
1544                                  * Loop again to check that.
1545                                  */
1546                                 continue;
1547                         }
1548                         break;
1549                 default:
1550                         BUG();
1551                 }
1552
1553                 break;
1554         }
1555
1556         return changed;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Find free space in the specified device.
1561  *
1562  * @device:       the device which we search the free space in
1563  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1564  * @search_start: the position from which to begin the search
1565  * @start:        store the start of the free space.
1566  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1567  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1568  *
1569  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1570  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1571  *
1572  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1573  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1574  * of the max free space.
1575  *
1576  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1577  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1578  * the max free space.
1579  *
1580  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1581  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1582  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1583  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1584  * is not reported as available.
1585  */
1586 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1587                                 u64 *start, u64 *len)
1588 {
1589         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1590         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1591         struct btrfs_key key;
1592         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1593         struct btrfs_path *path;
1594         u64 search_start;
1595         u64 hole_size;
1596         u64 max_hole_start;
1597         u64 max_hole_size;
1598         u64 extent_end;
1599         u64 search_end = device->total_bytes;
1600         int ret;
1601         int slot;
1602         struct extent_buffer *l;
1603
1604         search_start = dev_extent_search_start(device);
1605
1606         WARN_ON(device->zone_info &&
1607                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1608
1609         path = btrfs_alloc_path();
1610         if (!path)
1611                 return -ENOMEM;
1612
1613         max_hole_start = search_start;
1614         max_hole_size = 0;
1615
1616 again:
1617         if (search_start >= search_end ||
1618                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1619                 ret = -ENOSPC;
1620                 goto out;
1621         }
1622
1623         path->reada = READA_FORWARD;
1624         path->search_commit_root = 1;
1625         path->skip_locking = 1;
1626
1627         key.objectid = device->devid;
1628         key.offset = search_start;
1629         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1630
1631         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1632         if (ret < 0)
1633                 goto out;
1634
1635         while (search_start < search_end) {
1636                 l = path->nodes[0];
1637                 slot = path->slots[0];
1638                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1639                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1640                         if (ret == 0)
1641                                 continue;
1642                         if (ret < 0)
1643                                 goto out;
1644
1645                         break;
1646                 }
1647                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1648
1649                 if (key.objectid < device->devid)
1650                         goto next;
1651
1652                 if (key.objectid > device->devid)
1653                         break;
1654
1655                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1656                         goto next;
1657
1658                 if (key.offset > search_end)
1659                         break;
1660
1661                 if (key.offset > search_start) {
1662                         hole_size = key.offset - search_start;
1663                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1664                                               num_bytes);
1665
1666                         if (hole_size > max_hole_size) {
1667                                 max_hole_start = search_start;
1668                                 max_hole_size = hole_size;
1669                         }
1670
1671                         /*
1672                          * If this free space is greater than which we need,
1673                          * it must be the max free space that we have found
1674                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1675                          * of this free space and the length of this free space
1676                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1677                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1678                          * caller.
1679                          */
1680                         if (hole_size >= num_bytes) {
1681                                 ret = 0;
1682                                 goto out;
1683                         }
1684                 }
1685
1686                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1687                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1688                                                                   dev_extent);
1689                 if (extent_end > search_start)
1690                         search_start = extent_end;
1691 next:
1692                 path->slots[0]++;
1693                 cond_resched();
1694         }
1695
1696         /*
1697          * At this point, search_start should be the end of
1698          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1699          * search_end may be smaller than search_start.
1700          */
1701         if (search_end > search_start) {
1702                 hole_size = search_end - search_start;
1703                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1704                                           num_bytes)) {
1705                         btrfs_release_path(path);
1706                         goto again;
1707                 }
1708
1709                 if (hole_size > max_hole_size) {
1710                         max_hole_start = search_start;
1711                         max_hole_size = hole_size;
1712                 }
1713         }
1714
1715         /* See above. */
1716         if (max_hole_size < num_bytes)
1717                 ret = -ENOSPC;
1718         else
1719                 ret = 0;
1720
1721         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1722 out:
1723         btrfs_free_path(path);
1724         *start = max_hole_start;
1725         if (len)
1726                 *len = max_hole_size;
1727         return ret;
1728 }
1729
1730 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1731                           struct btrfs_device *device,
1732                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1733 {
1734         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1735         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1736         int ret;
1737         struct btrfs_path *path;
1738         struct btrfs_key key;
1739         struct btrfs_key found_key;
1740         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1741         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1742
1743         path = btrfs_alloc_path();
1744         if (!path)
1745                 return -ENOMEM;
1746
1747         key.objectid = device->devid;
1748         key.offset = start;
1749         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1750 again:
1751         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1752         if (ret > 0) {
1753                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1754                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1755                 if (ret)
1756                         goto out;
1757                 leaf = path->nodes[0];
1758                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1759                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1760                                         struct btrfs_dev_extent);
1761                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1762                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1763                 key = found_key;
1764                 btrfs_release_path(path);
1765                 goto again;
1766         } else if (ret == 0) {
1767                 leaf = path->nodes[0];
1768                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1769                                         struct btrfs_dev_extent);
1770         } else {
1771                 goto out;
1772         }
1773
1774         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1775
1776         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1777         if (ret == 0)
1778                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1779 out:
1780         btrfs_free_path(path);
1781         return ret;
1782 }
1783
1784 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1785 {
1786         struct extent_map_tree *em_tree;
1787         struct extent_map *em;
1788         struct rb_node *n;
1789         u64 ret = 0;
1790
1791         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1792         read_lock(&em_tree->lock);
1793         n = rb_last(&em_tree->map.rb_root);
1794         if (n) {
1795                 em = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
1796                 ret = em->start + em->len;
1797         }
1798         read_unlock(&em_tree->lock);
1799
1800         return ret;
1801 }
1802
1803 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1804                                     u64 *devid_ret)
1805 {
1806         int ret;
1807         struct btrfs_key key;
1808         struct btrfs_key found_key;
1809         struct btrfs_path *path;
1810
1811         path = btrfs_alloc_path();
1812         if (!path)
1813                 return -ENOMEM;
1814
1815         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1816         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1817         key.offset = (u64)-1;
1818
1819         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1820         if (ret < 0)
1821                 goto error;
1822
1823         if (ret == 0) {
1824                 /* Corruption */
1825                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1826                 ret = -EUCLEAN;
1827                 goto error;
1828         }
1829
1830         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1831                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1832                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1833         if (ret) {
1834                 *devid_ret = 1;
1835         } else {
1836                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1837                                       path->slots[0]);
1838                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1839         }
1840         ret = 0;
1841 error:
1842         btrfs_free_path(path);
1843         return ret;
1844 }
1845
1846 /*
1847  * the device information is stored in the chunk root
1848  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1849  */
1850 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1851                             struct btrfs_device *device)
1852 {
1853         int ret;
1854         struct btrfs_path *path;
1855         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1856         struct extent_buffer *leaf;
1857         struct btrfs_key key;
1858         unsigned long ptr;
1859
1860         path = btrfs_alloc_path();
1861         if (!path)
1862                 return -ENOMEM;
1863
1864         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1865         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1866         key.offset = device->devid;
1867
1868         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1869         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1870                                       &key, sizeof(*dev_item));
1871         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1872         if (ret)
1873                 goto out;
1874
1875         leaf = path->nodes[0];
1876         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1877
1878         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1879         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1880         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1881         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1882         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1883         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1884         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1885                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1886         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1887                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1888         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1889         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1890         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1891         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1892
1893         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1894         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1895         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1896         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1897                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1898         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
1899
1900         ret = 0;
1901 out:
1902         btrfs_free_path(path);
1903         return ret;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1908  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1909  *
1910  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1911  */
1912 static void update_dev_time(const char *device_path)
1913 {
1914         struct path path;
1915         int ret;
1916
1917         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1918         if (ret)
1919                 return;
1920
1921         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1922         path_put(&path);
1923 }
1924
1925 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1926                              struct btrfs_device *device)
1927 {
1928         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1929         int ret;
1930         struct btrfs_path *path;
1931         struct btrfs_key key;
1932
1933         path = btrfs_alloc_path();
1934         if (!path)
1935                 return -ENOMEM;
1936
1937         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1938         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1939         key.offset = device->devid;
1940
1941         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1942         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1943         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1944         if (ret) {
1945                 if (ret > 0)
1946                         ret = -ENOENT;
1947                 goto out;
1948         }
1949
1950         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1951 out:
1952         btrfs_free_path(path);
1953         return ret;
1954 }
1955
1956 /*
1957  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1958  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1959  * replace.
1960  */
1961 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1962                 u64 num_devices)
1963 {
1964         u64 all_avail;
1965         unsigned seq;
1966         int i;
1967
1968         do {
1969                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1970
1971                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1972                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1973                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1974         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
1975
1976         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
1977                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
1978                         continue;
1979
1980                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
1981                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
1982         }
1983
1984         return 0;
1985 }
1986
1987 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
1988                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
1989 {
1990         struct btrfs_device *next_device;
1991
1992         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
1993                 if (next_device != device &&
1994                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
1995                     && next_device->bdev)
1996                         return next_device;
1997         }
1998
1999         return NULL;
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2004  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2005  * where this function called, there should be always be another device (or
2006  * this_dev) which is active.
2007  */
2008 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2009                                             struct btrfs_device *next_device)
2010 {
2011         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2012
2013         if (!next_device)
2014                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2015                                                             device);
2016         ASSERT(next_device);
2017
2018         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2019                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2020                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2021
2022         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2023                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2028  * currently replaced.
2029  */
2030 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2031 {
2032         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2033
2034         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2035         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2036                 ASSERT(num_devices > 1);
2037                 num_devices--;
2038         }
2039         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2040
2041         return num_devices;
2042 }
2043
2044 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2045                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2046 {
2047         struct btrfs_super_block *disk_super;
2048         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2049         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2050         int ret;
2051
2052         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2053         if (IS_ERR(disk_super))
2054                 return;
2055
2056         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2057         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2058         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2059
2060         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2061         if (ret)
2062                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2063                         copy_num, ret);
2064 }
2065
2066 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2067                                struct block_device *bdev,
2068                                const char *device_path)
2069 {
2070         int copy_num;
2071
2072         if (!bdev)
2073                 return;
2074
2075         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2076                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2077                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2078                 else
2079                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2080         }
2081
2082         /* Notify udev that device has changed */
2083         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2084
2085         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2086         update_dev_time(device_path);
2087 }
2088
2089 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2090                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2091                     struct block_device **bdev, void **holder)
2092 {
2093         struct btrfs_trans_handle *trans;
2094         struct btrfs_device *device;
2095         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2096         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2097         u64 num_devices;
2098         int ret = 0;
2099
2100         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2101                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2102                 return -EINVAL;
2103         }
2104
2105         /*
2106          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2107          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2108          * filesystem and another device rm cannot run.
2109          */
2110         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2111
2112         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2113         if (ret)
2114                 return ret;
2115
2116         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2117         if (!device) {
2118                 if (args->missing)
2119                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2120                 else
2121                         ret = -ENOENT;
2122                 return ret;
2123         }
2124
2125         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2126                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2127                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2128                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2129                 return -ETXTBSY;
2130         }
2131
2132         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2133                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2134
2135         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2136             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2137                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2138
2139         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2140                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2141                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2142                 device->fs_devices->rw_devices--;
2143                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2144         }
2145
2146         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2147         if (ret)
2148                 goto error_undo;
2149
2150         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2151         if (IS_ERR(trans)) {
2152                 ret = PTR_ERR(trans);
2153                 goto error_undo;
2154         }
2155
2156         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2157         if (ret) {
2158                 /* Any error in dev item removal is critical */
2159                 btrfs_crit(fs_info,
2160                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2161                            device->devid, ret);
2162                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2163                 btrfs_end_transaction(trans);
2164                 return ret;
2165         }
2166
2167         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2168         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2169
2170         /*
2171          * the device list mutex makes sure that we don't change
2172          * the device list while someone else is writing out all
2173          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2174          * lock the device list mutex before getting the number of
2175          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2176          * whoever updates the number of devices in the super block
2177          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2178          */
2179
2180         /*
2181          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2182          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2183          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2184          */
2185         cur_devices = device->fs_devices;
2186         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2187         list_del_rcu(&device->dev_list);
2188
2189         cur_devices->num_devices--;
2190         cur_devices->total_devices--;
2191         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2192         if (cur_devices != fs_devices)
2193                 fs_devices->total_devices--;
2194
2195         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2196                 cur_devices->missing_devices--;
2197
2198         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2199
2200         if (device->bdev) {
2201                 cur_devices->open_devices--;
2202                 /* remove sysfs entry */
2203                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2204         }
2205
2206         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2207         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2208         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2209
2210         /*
2211          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2212          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2213          * free the device.
2214          *
2215          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2216          * write lock, and blkdev_put() will pull in the ->open_mutex on the
2217          * block device and it's dependencies.  Instead just flush the device
2218          * and let the caller do the final blkdev_put.
2219          */
2220         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2221                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device->bdev,
2222                                           device->name->str);
2223                 if (device->bdev) {
2224                         sync_blockdev(device->bdev);
2225                         invalidate_bdev(device->bdev);
2226                 }
2227         }
2228
2229         *bdev = device->bdev;
2230         *holder = device->holder;
2231         synchronize_rcu();
2232         btrfs_free_device(device);
2233
2234         /*
2235          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2236          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2237          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2238          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2239          * remove it from our list and free the fs_devices.
2240          */
2241         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2242                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2243                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2244                 cur_devices->opened--;
2245                 free_fs_devices(cur_devices);
2246         }
2247
2248         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2249
2250         return ret;
2251
2252 error_undo:
2253         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2254                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2255                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2256                          &fs_devices->alloc_list);
2257                 device->fs_devices->rw_devices++;
2258                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2259         }
2260         return ret;
2261 }
2262
2263 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2264 {
2265         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2266
2267         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2268
2269         /*
2270          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2271          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2272          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2273          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2274          */
2275         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2276
2277         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2278         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2279         fs_devices->num_devices--;
2280         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2281                 fs_devices->missing_devices--;
2282
2283         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2284                 fs_devices->rw_devices--;
2285
2286         if (srcdev->bdev)
2287                 fs_devices->open_devices--;
2288 }
2289
2290 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2291 {
2292         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2293
2294         mutex_lock(&uuid_mutex);
2295
2296         btrfs_close_bdev(srcdev);
2297         synchronize_rcu();
2298         btrfs_free_device(srcdev);
2299
2300         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2301         if (!fs_devices->num_devices) {
2302                 /*
2303                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2304                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2305                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2306                  * device left under the seed FS.
2307                  */
2308                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2309
2310                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2311                 close_fs_devices(fs_devices);
2312                 free_fs_devices(fs_devices);
2313         }
2314         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2315 }
2316
2317 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2318 {
2319         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2320
2321         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2322
2323         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2324
2325         if (tgtdev->bdev)
2326                 fs_devices->open_devices--;
2327
2328         fs_devices->num_devices--;
2329
2330         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2331
2332         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2333
2334         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2335
2336         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev->bdev,
2337                                   tgtdev->name->str);
2338
2339         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2340         synchronize_rcu();
2341         btrfs_free_device(tgtdev);
2342 }
2343
2344 /*
2345  * Populate args from device at path.
2346  *
2347  * @fs_info:    the filesystem
2348  * @args:       the args to populate
2349  * @path:       the path to the device
2350  *
2351  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2352  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2353  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2354  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2355  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2356  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2357  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2358  * uuid buffers.
2359  *
2360  * Return: 0 for success, -errno for failure
2361  */
2362 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2363                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2364                                  const char *path)
2365 {
2366         struct btrfs_super_block *disk_super;
2367         struct block_device *bdev;
2368         int ret;
2369
2370         if (!path || !path[0])
2371                 return -EINVAL;
2372         if (!strcmp(path, "missing")) {
2373                 args->missing = true;
2374                 return 0;
2375         }
2376
2377         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2378         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2379         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2380                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2381                 return -ENOMEM;
2382         }
2383
2384         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2385                                     &bdev, &disk_super);
2386         if (ret) {
2387                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2388                 return ret;
2389         }
2390
2391         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2392         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2393         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2394                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2395         else
2396                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2397         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2398         blkdev_put(bdev, NULL);
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2404  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2405  * that don't need to be freed.
2406  */
2407 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2408 {
2409         kfree(args->uuid);
2410         kfree(args->fsid);
2411         args->uuid = NULL;
2412         args->fsid = NULL;
2413 }
2414
2415 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2416                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2417                 const char *device_path)
2418 {
2419         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2420         struct btrfs_device *device;
2421         int ret;
2422
2423         if (devid) {
2424                 args.devid = devid;
2425                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2426                 if (!device)
2427                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2428                 return device;
2429         }
2430
2431         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2432         if (ret)
2433                 return ERR_PTR(ret);
2434         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2435         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2436         if (!device)
2437                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2438         return device;
2439 }
2440
2441 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2442 {
2443         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2444         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2445         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2446
2447         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2448         if (!fs_devices->seeding)
2449                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2450
2451         /*
2452          * Private copy of the seed devices, anchored at
2453          * fs_info->fs_devices->seed_list
2454          */
2455         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL, NULL);
2456         if (IS_ERR(seed_devices))
2457                 return seed_devices;
2458
2459         /*
2460          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2461          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2462          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2463          * multiple fs seed.
2464          */
2465         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2466         if (IS_ERR(old_devices)) {
2467                 kfree(seed_devices);
2468                 return old_devices;
2469         }
2470
2471         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2472
2473         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2474         seed_devices->opened = 1;
2475         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2476         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2477         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2478
2479         return seed_devices;
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2484  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2485  */
2486 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2487                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2488 {
2489         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2490         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2491         struct btrfs_device *device;
2492         u64 super_flags;
2493
2494         /*
2495          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2496          * could race, so uuid_mutex is needed.
2497          */
2498         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2499
2500         /*
2501          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2502          * device_list_mutex:
2503          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2504          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2505          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2506          *
2507          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2508          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2509          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2510          * - btrfs_get_dev_stats()
2511          */
2512         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2513
2514         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2515                               synchronize_rcu);
2516         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2517                 device->fs_devices = seed_devices;
2518
2519         fs_devices->seeding = false;
2520         fs_devices->num_devices = 0;
2521         fs_devices->open_devices = 0;
2522         fs_devices->missing_devices = 0;
2523         fs_devices->rotating = false;
2524         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2525
2526         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2527         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2528         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2529
2530         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2531                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2532         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2533 }
2534
2535 /*
2536  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2537  */
2538 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2539 {
2540         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2541         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2542         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2543         struct btrfs_path *path;
2544         struct extent_buffer *leaf;
2545         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2546         struct btrfs_device *device;
2547         struct btrfs_key key;
2548         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2549         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2550         int ret;
2551
2552         path = btrfs_alloc_path();
2553         if (!path)
2554                 return -ENOMEM;
2555
2556         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2557         key.offset = 0;
2558         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2559
2560         while (1) {
2561                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2562                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2563                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2564                 if (ret < 0)
2565                         goto error;
2566
2567                 leaf = path->nodes[0];
2568 next_slot:
2569                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2570                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2571                         if (ret > 0)
2572                                 break;
2573                         if (ret < 0)
2574                                 goto error;
2575                         leaf = path->nodes[0];
2576                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2577                         btrfs_release_path(path);
2578                         continue;
2579                 }
2580
2581                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2582                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2583                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2584                         break;
2585
2586                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2587                                           struct btrfs_dev_item);
2588                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2589                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2590                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2591                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2592                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2593                 args.uuid = dev_uuid;
2594                 args.fsid = fs_uuid;
2595                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2596                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2597
2598                 if (device->fs_devices->seeding) {
2599                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2600                                                     device->generation);
2601                         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2602                 }
2603
2604                 path->slots[0]++;
2605                 goto next_slot;
2606         }
2607         ret = 0;
2608 error:
2609         btrfs_free_path(path);
2610         return ret;
2611 }
2612
2613 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2614 {
2615         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2616         struct btrfs_trans_handle *trans;
2617         struct btrfs_device *device;
2618         struct block_device *bdev;
2619         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2620         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2621         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2622         u64 orig_super_total_bytes;
2623         u64 orig_super_num_devices;
2624         int ret = 0;
2625         bool seeding_dev = false;
2626         bool locked = false;
2627
2628         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2629                 return -EROFS;
2630
2631         bdev = blkdev_get_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2632                                   fs_info->bdev_holder, NULL);
2633         if (IS_ERR(bdev))
2634                 return PTR_ERR(bdev);
2635
2636         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, bdev)) {
2637                 ret = -EINVAL;
2638                 goto error;
2639         }
2640
2641         if (fs_devices->seeding) {
2642                 seeding_dev = true;
2643                 down_write(&sb->s_umount);
2644                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2645                 locked = true;
2646         }
2647
2648         sync_blockdev(bdev);
2649
2650         rcu_read_lock();
2651         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2652                 if (device->bdev == bdev) {
2653                         ret = -EEXIST;
2654                         rcu_read_unlock();
2655                         goto error;
2656                 }
2657         }
2658         rcu_read_unlock();
2659
2660         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2661         if (IS_ERR(device)) {
2662                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2663                 ret = PTR_ERR(device);
2664                 goto error;
2665         }
2666
2667         device->fs_info = fs_info;
2668         device->bdev = bdev;
2669         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2670         if (ret)
2671                 goto error_free_device;
2672
2673         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2674         if (ret)
2675                 goto error_free_device;
2676
2677         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2678         if (IS_ERR(trans)) {
2679                 ret = PTR_ERR(trans);
2680                 goto error_free_zone;
2681         }
2682
2683         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2684         device->generation = trans->transid;
2685         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2686         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2687         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2688         device->total_bytes =
2689                 round_down(bdev_nr_bytes(bdev), fs_info->sectorsize);
2690         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2691         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2692         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2693         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2694         device->holder = fs_info->bdev_holder;
2695         device->dev_stats_valid = 1;
2696         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2697
2698         if (seeding_dev) {
2699                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2700
2701                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2702                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2703                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2704                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2705                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2706                         goto error_trans;
2707                 }
2708         }
2709
2710         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2711         if (seeding_dev) {
2712                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2713                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2714                                                 device);
2715         }
2716
2717         device->fs_devices = fs_devices;
2718
2719         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2720         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2721         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2722         fs_devices->num_devices++;
2723         fs_devices->open_devices++;
2724         fs_devices->rw_devices++;
2725         fs_devices->total_devices++;
2726         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2727
2728         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2729
2730         if (!bdev_nonrot(bdev))
2731                 fs_devices->rotating = true;
2732
2733         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2734         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2735                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2736                            fs_info->sectorsize));
2737
2738         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2739         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2740                                     orig_super_num_devices + 1);
2741
2742         /*
2743          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2744          * infos
2745          */
2746         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2747
2748         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2749
2750         /* Add sysfs device entry */
2751         btrfs_sysfs_add_device(device);
2752
2753         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2754
2755         if (seeding_dev) {
2756                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2757                 ret = init_first_rw_device(trans);
2758                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2759                 if (ret) {
2760                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2761                         goto error_sysfs;
2762                 }
2763         }
2764
2765         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2766         if (ret) {
2767                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2768                 goto error_sysfs;
2769         }
2770
2771         if (seeding_dev) {
2772                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2773                 if (ret) {
2774                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2775                         goto error_sysfs;
2776                 }
2777
2778                 /*
2779                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2780                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2781                  */
2782                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2783         }
2784
2785         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2786
2787         if (seeding_dev) {
2788                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2789                 up_write(&sb->s_umount);
2790                 locked = false;
2791
2792                 if (ret) /* transaction commit */
2793                         return ret;
2794
2795                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2796                 if (ret < 0)
2797                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2798                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2799                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2800                 if (IS_ERR(trans)) {
2801                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2802                                 return 0;
2803                         ret = PTR_ERR(trans);
2804                         trans = NULL;
2805                         goto error_sysfs;
2806                 }
2807                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2808         }
2809
2810         /*
2811          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2812          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2813          * device.
2814          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2815          * only succeeds if the device was an alien.
2816          */
2817         btrfs_forget_devices(device->devt);
2818
2819         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2820         update_dev_time(device_path);
2821
2822         return ret;
2823
2824 error_sysfs:
2825         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2826         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2827         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2828         list_del_rcu(&device->dev_list);
2829         list_del(&device->dev_alloc_list);
2830         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2831         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2832         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2833         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2834         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2835         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2836         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2837                                     orig_super_total_bytes);
2838         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2839                                     orig_super_num_devices);
2840         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2841         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2842 error_trans:
2843         if (seeding_dev)
2844                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2845         if (trans)
2846                 btrfs_end_transaction(trans);
2847 error_free_zone:
2848         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2849 error_free_device:
2850         btrfs_free_device(device);
2851 error:
2852         blkdev_put(bdev, fs_info->bdev_holder);
2853         if (locked) {
2854                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2855                 up_write(&sb->s_umount);
2856         }
2857         return ret;
2858 }
2859
2860 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2861                                         struct btrfs_device *device)
2862 {
2863         int ret;
2864         struct btrfs_path *path;
2865         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2866         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2867         struct extent_buffer *leaf;
2868         struct btrfs_key key;
2869
2870         path = btrfs_alloc_path();
2871         if (!path)
2872                 return -ENOMEM;
2873
2874         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2875         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2876         key.offset = device->devid;
2877
2878         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2879         if (ret < 0)
2880                 goto out;
2881
2882         if (ret > 0) {
2883                 ret = -ENOENT;
2884                 goto out;
2885         }
2886
2887         leaf = path->nodes[0];
2888         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2889
2890         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2891         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2892         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2893         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2894         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2895         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2896                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2897         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2898                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2899         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2900
2901 out:
2902         btrfs_free_path(path);
2903         return ret;
2904 }
2905
2906 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2907                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2908 {
2909         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2910         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2911         u64 old_total;
2912         u64 diff;
2913         int ret;
2914
2915         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2916                 return -EACCES;
2917
2918         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2919
2920         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2921         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2922         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2923
2924         if (new_size <= device->total_bytes ||
2925             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2926                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2927                 return -EINVAL;
2928         }
2929
2930         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2931                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2932         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2933
2934         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2935         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2936         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2937         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2938                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2939                               &trans->transaction->dev_update_list);
2940         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2941
2942         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2943         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2944         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2945
2946         return ret;
2947 }
2948
2949 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2950 {
2951         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2952         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2953         int ret;
2954         struct btrfs_path *path;
2955         struct btrfs_key key;
2956
2957         path = btrfs_alloc_path();
2958         if (!path)
2959                 return -ENOMEM;
2960
2961         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2962         key.offset = chunk_offset;
2963         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2964
2965         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2966         if (ret < 0)
2967                 goto out;
2968         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2969                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2970                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2971                 ret = -ENOENT;
2972                 goto out;
2973         }
2974
2975         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2976         if (ret < 0)
2977                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2978                                       "Failed to delete chunk item.");
2979 out:
2980         btrfs_free_path(path);
2981         return ret;
2982 }
2983
2984 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
2985 {
2986         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2987         struct btrfs_disk_key *disk_key;
2988         struct btrfs_chunk *chunk;
2989         u8 *ptr;
2990         int ret = 0;
2991         u32 num_stripes;
2992         u32 array_size;
2993         u32 len = 0;
2994         u32 cur;
2995         struct btrfs_key key;
2996
2997         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
2998         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
2999
3000         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3001         cur = 0;
3002
3003         while (cur < array_size) {
3004                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3005                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3006
3007                 len = sizeof(*disk_key);
3008
3009                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3010                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3011                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3012                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3013                 } else {
3014                         ret = -EIO;
3015                         break;
3016                 }
3017                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3018                     key.offset == chunk_offset) {
3019                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3020                         array_size -= len;
3021                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3022                 } else {
3023                         ptr += len;
3024                         cur += len;
3025                 }
3026         }
3027         return ret;
3028 }
3029
3030 /*
3031  * btrfs_get_chunk_map() - Find the mapping containing the given logical extent.
3032  * @logical: Logical block offset in bytes.
3033  * @length: Length of extent in bytes.
3034  *
3035  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3036  */
3037 struct extent_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3038                                        u64 logical, u64 length)
3039 {
3040         struct extent_map_tree *em_tree;
3041         struct extent_map *em;
3042
3043         em_tree = &fs_info->mapping_tree;
3044         read_lock(&em_tree->lock);
3045         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
3046         read_unlock(&em_tree->lock);
3047
3048         if (!em) {
3049                 btrfs_crit(fs_info, "unable to find logical %llu length %llu",
3050                            logical, length);
3051                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3052         }
3053
3054         if (em->start > logical || em->start + em->len < logical) {
3055                 btrfs_crit(fs_info,
3056                            "found a bad mapping, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3057                            logical, length, em->start, em->start + em->len);
3058                 free_extent_map(em);
3059                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3060         }
3061
3062         /* callers are responsible for dropping em's ref. */
3063         return em;
3064 }
3065
3066 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3067                              struct map_lookup *map, u64 chunk_offset)
3068 {
3069         int i;
3070
3071         /*
3072          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3073          * requires holding the chunk_mutex.
3074          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3075          */
3076         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3077
3078         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3079                 int ret;
3080
3081                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3082                 if (ret)
3083                         return ret;
3084         }
3085
3086         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3087 }
3088
3089 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3090 {
3091         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3092         struct extent_map *em;
3093         struct map_lookup *map;
3094         u64 dev_extent_len = 0;
3095         int i, ret = 0;
3096         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3097
3098         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3099         if (IS_ERR(em)) {
3100                 /*
3101                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3102                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3103                  * do anything we still error out.
3104                  */
3105                 ASSERT(0);
3106                 return PTR_ERR(em);
3107         }
3108         map = em->map_lookup;
3109
3110         /*
3111          * First delete the device extent items from the devices btree.
3112          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3113          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3114          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3115          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3116          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3117          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3118          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3119          */
3120         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3121         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3122                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3123                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3124                                             map->stripes[i].physical,
3125                                             &dev_extent_len);
3126                 if (ret) {
3127                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3128                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3129                         goto out;
3130                 }
3131
3132                 if (device->bytes_used > 0) {
3133                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3134                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3135                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3136                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3137                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3138                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3139                 }
3140         }
3141         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3142
3143         /*
3144          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3145          *
3146          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3147          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3148          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3149          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3150          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3151          *
3152          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3153          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3154          *    because the device object's id can change at any time during that
3155          *    final phase of the device replace operation
3156          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3157          *    replaced device and then see it with an ID of
3158          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3159          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3160          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3161          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3162          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3163          */
3164         trans->removing_chunk = true;
3165         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3166
3167         check_system_chunk(trans, map->type);
3168
3169         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3170         /*
3171          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3172          * through the call to check_system_chunk().
3173          *
3174          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3175          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3176          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3177          * block group with the right profile, or right after we called
3178          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3179          * with enough free space into RO mode.
3180          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3181          *
3182          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3183          */
3184         if (ret == -ENOSPC) {
3185                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3186                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3187
3188                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3189                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3190                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3191                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3192                         goto out;
3193                 }
3194
3195                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3196                 if (ret) {
3197                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3198                         goto out;
3199                 }
3200
3201                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3202                 if (ret) {
3203                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3204                         goto out;
3205                 }
3206         } else if (ret) {
3207                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3208                 goto out;
3209         }
3210
3211         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, em->len);
3212
3213         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3214                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3215                 if (ret) {
3216                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3217                         goto out;
3218                 }
3219         }
3220
3221         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3222         trans->removing_chunk = false;
3223
3224         /*
3225          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3226          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3227          */
3228         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3229
3230         ret = btrfs_remove_block_group(trans, chunk_offset, em);
3231         if (ret) {
3232                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3233                 goto out;
3234         }
3235
3236 out:
3237         if (trans->removing_chunk) {
3238                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3239                 trans->removing_chunk = false;
3240         }
3241         /* once for us */
3242         free_extent_map(em);
3243         return ret;
3244 }
3245
3246 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3247 {
3248         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3249         struct btrfs_trans_handle *trans;
3250         struct btrfs_block_group *block_group;
3251         u64 length;
3252         int ret;
3253
3254         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3255                 btrfs_err(fs_info,
3256                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3257                 return -EINVAL;
3258         }
3259
3260         /*
3261          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3262          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3263          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3264          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3265          *
3266          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3267          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3268          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3269          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3270          * the current task acquires this mutex and calls us.
3271          */
3272         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3273
3274         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3275         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3276         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3277         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3278         if (ret) {
3279                 /*
3280                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3281                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3282                  */
3283                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3284                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3285                 return ret;
3286         }
3287
3288         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3289         if (!block_group)
3290                 return -ENOENT;
3291         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3292         length = block_group->length;
3293         btrfs_put_block_group(block_group);
3294
3295         /*
3296          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3297          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3298          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3299          * filesystem's point of view.
3300          */
3301         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3302                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3303                 if (ret)
3304                         btrfs_info(fs_info,
3305                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3306                                 chunk_offset);
3307         }
3308
3309         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3310                                                      chunk_offset);
3311         if (IS_ERR(trans)) {
3312                 ret = PTR_ERR(trans);
3313                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3314                 return ret;
3315         }
3316
3317         /*
3318          * step two, delete the device extents and the
3319          * chunk tree entries
3320          */
3321         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3322         btrfs_end_transaction(trans);
3323         return ret;
3324 }
3325
3326 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3327 {
3328         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3329         struct btrfs_path *path;
3330         struct extent_buffer *leaf;
3331         struct btrfs_chunk *chunk;
3332         struct btrfs_key key;
3333         struct btrfs_key found_key;
3334         u64 chunk_type;
3335         bool retried = false;
3336         int failed = 0;
3337         int ret;
3338
3339         path = btrfs_alloc_path();
3340         if (!path)
3341                 return -ENOMEM;
3342
3343 again:
3344         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3345         key.offset = (u64)-1;
3346         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3347
3348         while (1) {
3349                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3350                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3351                 if (ret < 0) {
3352                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3353                         goto error;
3354                 }
3355                 BUG_ON(ret == 0); /* Corruption */
3356
3357                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3358                                           key.type);
3359                 if (ret)
3360                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3361                 if (ret < 0)
3362                         goto error;
3363                 if (ret > 0)
3364                         break;
3365
3366                 leaf = path->nodes[0];
3367                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3368
3369                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3370                                        struct btrfs_chunk);
3371                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3372                 btrfs_release_path(path);
3373
3374                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3375                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3376                         if (ret == -ENOSPC)
3377                                 failed++;
3378                         else
3379                                 BUG_ON(ret);
3380                 }
3381                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3382
3383                 if (found_key.offset == 0)
3384                         break;
3385                 key.offset = found_key.offset - 1;
3386         }
3387         ret = 0;
3388         if (failed && !retried) {
3389                 failed = 0;
3390                 retried = true;
3391                 goto again;
3392         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3393                 ret = -ENOSPC;
3394         }
3395 error:
3396         btrfs_free_path(path);
3397         return ret;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3402  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3403  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3404  */
3405 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3406                                       u64 chunk_offset)
3407 {
3408         struct btrfs_block_group *cache;
3409         u64 bytes_used;
3410         u64 chunk_type;
3411
3412         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3413         ASSERT(cache);
3414         chunk_type = cache->flags;
3415         btrfs_put_block_group(cache);
3416
3417         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3418                 return 0;
3419
3420         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3421         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3422         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3423
3424         if (!bytes_used) {
3425                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3426                 int ret;
3427
3428                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3429                 if (IS_ERR(trans))
3430                         return PTR_ERR(trans);
3431
3432                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3433                 btrfs_end_transaction(trans);
3434                 if (ret < 0)
3435                         return ret;
3436                 return 1;
3437         }
3438
3439         return 0;
3440 }
3441
3442 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3443                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3444 {
3445         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3446         struct btrfs_trans_handle *trans;
3447         struct btrfs_balance_item *item;
3448         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3449         struct btrfs_path *path;
3450         struct extent_buffer *leaf;
3451         struct btrfs_key key;
3452         int ret, err;
3453
3454         path = btrfs_alloc_path();
3455         if (!path)
3456                 return -ENOMEM;
3457
3458         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3459         if (IS_ERR(trans)) {
3460                 btrfs_free_path(path);
3461                 return PTR_ERR(trans);
3462         }
3463
3464         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3465         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3466         key.offset = 0;
3467
3468         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3469                                       sizeof(*item));
3470         if (ret)
3471                 goto out;
3472
3473         leaf = path->nodes[0];
3474         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3475
3476         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3477
3478         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3479         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3480         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3481         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3482         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3483         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3484
3485         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3486
3487         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3488 out:
3489         btrfs_free_path(path);
3490         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3491         if (err && !ret)
3492                 ret = err;
3493         return ret;
3494 }
3495
3496 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3497 {
3498         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3499         struct btrfs_trans_handle *trans;
3500         struct btrfs_path *path;
3501         struct btrfs_key key;
3502         int ret, err;
3503
3504         path = btrfs_alloc_path();
3505         if (!path)
3506                 return -ENOMEM;
3507
3508         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3509         if (IS_ERR(trans)) {
3510                 btrfs_free_path(path);
3511                 return PTR_ERR(trans);
3512         }
3513
3514         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3515         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3516         key.offset = 0;
3517
3518         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3519         if (ret < 0)
3520                 goto out;
3521         if (ret > 0) {
3522                 ret = -ENOENT;
3523                 goto out;
3524         }
3525
3526         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3527 out:
3528         btrfs_free_path(path);
3529         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3530         if (err && !ret)
3531                 ret = err;
3532         return ret;
3533 }
3534
3535 /*
3536  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3537  * resume after balance was interrupted.
3538  */
3539 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3540 {
3541         /*
3542          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3543          */
3544         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3545                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3546         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3547                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3548         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3549                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3550
3551         /*
3552          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3553          * that chunks that we have already balanced should be
3554          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3555          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3556          * (albeit full) chunks.
3557          */
3558         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3559             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3560             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3561                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3562                 bctl->data.usage = 90;
3563         }
3564         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3565             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3566             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3567                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3568                 bctl->sys.usage = 90;
3569         }
3570         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3571             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3572             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3573                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3574                 bctl->meta.usage = 90;
3575         }
3576 }
3577
3578 /*
3579  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3580  */
3581 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3582 {
3583         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3584         int ret;
3585
3586         BUG_ON(!fs_info->balance_ctl);
3587
3588         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3589         fs_info->balance_ctl = NULL;
3590         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3591
3592         kfree(bctl);
3593         ret = del_balance_item(fs_info);
3594         if (ret)
3595                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3596 }
3597
3598 /*
3599  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3600  * (should not be balanced).
3601  */
3602 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3603                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3604 {
3605         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3606                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3607
3608         if (bargs->profiles & chunk_type)
3609                 return 0;
3610
3611         return 1;
3612 }
3613
3614 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3615                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3616 {
3617         struct btrfs_block_group *cache;
3618         u64 chunk_used;
3619         u64 user_thresh_min;
3620         u64 user_thresh_max;
3621         int ret = 1;
3622
3623         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3624         chunk_used = cache->used;
3625
3626         if (bargs->usage_min == 0)
3627                 user_thresh_min = 0;
3628         else
3629                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3630
3631         if (bargs->usage_max == 0)
3632                 user_thresh_max = 1;
3633         else if (bargs->usage_max > 100)
3634                 user_thresh_max = cache->length;
3635         else
3636                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3637
3638         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3639                 ret = 0;
3640
3641         btrfs_put_block_group(cache);
3642         return ret;
3643 }
3644
3645 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3646                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3647 {
3648         struct btrfs_block_group *cache;
3649         u64 chunk_used, user_thresh;
3650         int ret = 1;
3651
3652         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3653         chunk_used = cache->used;
3654
3655         if (bargs->usage_min == 0)
3656                 user_thresh = 1;
3657         else if (bargs->usage > 100)
3658                 user_thresh = cache->length;
3659         else
3660                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3661
3662         if (chunk_used < user_thresh)
3663                 ret = 0;
3664
3665         btrfs_put_block_group(cache);
3666         return ret;
3667 }
3668
3669 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3670                               struct btrfs_chunk *chunk,
3671                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3672 {
3673         struct btrfs_stripe *stripe;
3674         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3675         int i;
3676
3677         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3678                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3679                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3680                         return 0;
3681         }
3682
3683         return 1;
3684 }
3685
3686 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3687 {
3688         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3689         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3690         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3691
3692         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3693 }
3694
3695 /* [pstart, pend) */
3696 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3697                                struct btrfs_chunk *chunk,
3698                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3699 {
3700         struct btrfs_stripe *stripe;
3701         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3702         u64 stripe_offset;
3703         u64 stripe_length;
3704         u64 type;
3705         int factor;
3706         int i;
3707
3708         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3709                 return 0;
3710
3711         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3712         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3713
3714         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3715                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3716                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3717                         continue;
3718
3719                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3720                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3721                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3722
3723                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3724                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3725                         return 0;
3726         }
3727
3728         return 1;
3729 }
3730
3731 /* [vstart, vend) */
3732 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3733                                struct btrfs_chunk *chunk,
3734                                u64 chunk_offset,
3735                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3736 {
3737         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3738             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3739                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3740                 return 0;
3741
3742         return 1;
3743 }
3744
3745 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3746                                struct btrfs_chunk *chunk,
3747                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3748 {
3749         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3750
3751         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3752                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3753                 return 0;
3754
3755         return 1;
3756 }
3757
3758 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3759                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3760 {
3761         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3762                 return 0;
3763
3764         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3765                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3766
3767         if (bargs->target == chunk_type)
3768                 return 1;
3769
3770         return 0;
3771 }
3772
3773 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3774                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3775 {
3776         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3777         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3778         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3779         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3780
3781         /* type filter */
3782         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3783               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3784                 return 0;
3785         }
3786
3787         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3788                 bargs = &bctl->data;
3789         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3790                 bargs = &bctl->sys;
3791         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3792                 bargs = &bctl->meta;
3793
3794         /* profiles filter */
3795         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3796             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3797                 return 0;
3798         }
3799
3800         /* usage filter */
3801         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3802             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3803                 return 0;
3804         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3805             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3806                 return 0;
3807         }
3808
3809         /* devid filter */
3810         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3811             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3812                 return 0;
3813         }
3814
3815         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3816         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3817             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3818                 return 0;
3819         }
3820
3821         /* vrange filter */
3822         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3823             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3824                 return 0;
3825         }
3826
3827         /* stripes filter */
3828         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3829             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3830                 return 0;
3831         }
3832
3833         /* soft profile changing mode */
3834         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3835             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3836                 return 0;
3837         }
3838
3839         /*
3840          * limited by count, must be the last filter
3841          */
3842         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3843                 if (bargs->limit == 0)
3844                         return 0;
3845                 else
3846                         bargs->limit--;
3847         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3848                 /*
3849                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3850                  * determined here because we do not have the global information
3851                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3852                  */
3853                 if (bargs->limit_max == 0)
3854                         return 0;
3855                 else
3856                         bargs->limit_max--;
3857         }
3858
3859         return 1;
3860 }
3861
3862 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3863 {
3864         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3865         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3866         u64 chunk_type;
3867         struct btrfs_chunk *chunk;
3868         struct btrfs_path *path = NULL;
3869         struct btrfs_key key;
3870         struct btrfs_key found_key;
3871         struct extent_buffer *leaf;
3872         int slot;
3873         int ret;
3874         int enospc_errors = 0;
3875         bool counting = true;
3876         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
3877         u64 limit_data = bctl->data.limit;
3878         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
3879         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
3880         u32 count_data = 0;
3881         u32 count_meta = 0;
3882         u32 count_sys = 0;
3883         int chunk_reserved = 0;
3884
3885         path = btrfs_alloc_path();
3886         if (!path) {
3887                 ret = -ENOMEM;
3888                 goto error;
3889         }
3890
3891         /* zero out stat counters */
3892         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3893         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
3894         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3895 again:
3896         if (!counting) {
3897                 /*
3898                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
3899                  * in the
3900                  */
3901                 bctl->data.limit = limit_data;
3902                 bctl->meta.limit = limit_meta;
3903                 bctl->sys.limit = limit_sys;
3904         }
3905         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3906         key.offset = (u64)-1;
3907         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3908
3909         while (1) {
3910                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
3911                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
3912                         ret = -ECANCELED;
3913                         goto error;
3914                 }
3915
3916                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3917                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3918                 if (ret < 0) {
3919                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3920                         goto error;
3921                 }
3922
3923                 /*
3924                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
3925                  * failed
3926                  */
3927                 if (ret == 0)
3928                         BUG(); /* FIXME break ? */
3929
3930                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
3931                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
3932                 if (ret) {
3933                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3934                         ret = 0;
3935                         break;
3936                 }
3937
3938                 leaf = path->nodes[0];
3939                 slot = path->slots[0];
3940                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3941
3942                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
3943                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3944                         break;
3945                 }
3946
3947                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
3948                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3949
3950                 if (!counting) {
3951                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3952                         bctl->stat.considered++;
3953                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3954                 }
3955
3956                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
3957
3958                 btrfs_release_path(path);
3959                 if (!ret) {
3960                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3961                         goto loop;
3962                 }
3963
3964                 if (counting) {
3965                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3966                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3967                         bctl->stat.expected++;
3968                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3969
3970                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3971                                 count_data++;
3972                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3973                                 count_sys++;
3974                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3975                                 count_meta++;
3976
3977                         goto loop;
3978                 }
3979
3980                 /*
3981                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
3982                  * filter is used, limit_min is 0 by default
3983                  */
3984                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
3985                                         count_data < bctl->data.limit_min)
3986                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
3987                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
3988                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
3989                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
3990                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3991                         goto loop;
3992                 }
3993
3994                 if (!chunk_reserved) {
3995                         /*
3996                          * We may be relocating the only data chunk we have,
3997                          * which could potentially end up with losing data's
3998                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
3999                          * advance.
4000                          */
4001                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4002                                                          found_key.offset);
4003                         if (ret < 0) {
4004                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4005                                 goto error;
4006                         } else if (ret == 1) {
4007                                 chunk_reserved = 1;
4008                         }
4009                 }
4010
4011                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4012                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4013                 if (ret == -ENOSPC) {
4014                         enospc_errors++;
4015                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4016                         btrfs_info(fs_info,
4017            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4018                                    found_key.offset);
4019                         ret = 0;
4020                 } else if (ret) {
4021                         goto error;
4022                 } else {
4023                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4024                         bctl->stat.completed++;
4025                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4026                 }
4027 loop:
4028                 if (found_key.offset == 0)
4029                         break;
4030                 key.offset = found_key.offset - 1;
4031         }
4032
4033         if (counting) {
4034                 btrfs_release_path(path);
4035                 counting = false;
4036                 goto again;
4037         }
4038 error:
4039         btrfs_free_path(path);
4040         if (enospc_errors) {
4041                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4042                            enospc_errors);
4043                 if (!ret)
4044                         ret = -ENOSPC;
4045         }
4046
4047         return ret;
4048 }
4049
4050 /*
4051  * See if a given profile is valid and reduced.
4052  *
4053  * @flags:     profile to validate
4054  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4055  */
4056 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4057 {
4058         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4059                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4060
4061         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4062
4063         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4064         if (flags & ~mask)
4065                 return 0;
4066
4067         /* 2) see if profile is reduced */
4068         if (flags == 0)
4069                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4070
4071         return has_single_bit_set(flags);
4072 }
4073
4074 /*
4075  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4076  * Otherwise print the error message and return false.
4077  */
4078 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4079                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4080                 u64 allowed, const char *type)
4081 {
4082         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4083                 return true;
4084
4085         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4086         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4087             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4088                 return true;
4089
4090         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4091                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4092         return false;
4093 }
4094
4095 /*
4096  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4097  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4098  * does not fit into the provided buffer.
4099  */
4100 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4101                                  u32 size_buf)
4102 {
4103         int ret;
4104         u32 size_bp = size_buf;
4105         char *bp = buf;
4106         u64 flags = bargs->flags;
4107         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4108
4109         if (!flags)
4110                 return;
4111
4112 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4113         do {                                                            \
4114                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4115                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4116                         goto out_overflow;                              \
4117                 size_bp -= ret;                                         \
4118                 bp += ret;                                              \
4119         } while (0)
4120
4121 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4122         do {                                                            \
4123                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4124                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4125                         goto out_overflow;                              \
4126                 size_bp -= ret;                                         \
4127                 bp += ret;                                              \
4128         } while (0)
4129
4130 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4131         do {                                                            \
4132                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4133                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4134                         goto out_overflow;                              \
4135                 size_bp -= ret;                                         \
4136                 bp += ret;                                              \
4137         } while (0)
4138
4139         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4140                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4141                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4142
4143         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4144                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4145
4146         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4147                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4148                                             sizeof(tmp_buf));
4149                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4150         }
4151
4152         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4153                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4154
4155         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4156                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4157                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4158
4159         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4160                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4161
4162         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4163                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4164                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4165
4166         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4167                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4168                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4169
4170         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4171                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4172
4173         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4174                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4175                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4176
4177         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4178                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4179                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4180
4181 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4182 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4183 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4184
4185 out_overflow:
4186
4187         if (size_bp < size_buf)
4188                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4189         else
4190                 buf[0] = '\0';
4191 }
4192
4193 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4194 {
4195         u32 size_buf = 1024;
4196         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4197         char *buf;
4198         char *bp;
4199         u32 size_bp = size_buf;
4200         int ret;
4201         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4202
4203         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4204         if (!buf)
4205                 return;
4206
4207         bp = buf;
4208
4209 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4210         do {                                                            \
4211                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4212                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4213                         goto out_overflow;                              \
4214                 size_bp -= ret;                                         \
4215                 bp += ret;                                              \
4216         } while (0)
4217
4218         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4219                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4220
4221         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4222                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4223                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4224         }
4225
4226         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4227                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4228                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4229         }
4230
4231         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4232                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4233                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4234         }
4235
4236 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4237
4238 out_overflow:
4239
4240         if (size_bp < size_buf)
4241                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4242         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4243                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4244                    "resume" : "start", buf);
4245
4246         kfree(buf);
4247 }
4248
4249 /*
4250  * Should be called with balance mutexe held
4251  */
4252 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4253                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4254                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4255 {
4256         u64 meta_target, data_target;
4257         u64 allowed;
4258         int mixed = 0;
4259         int ret;
4260         u64 num_devices;
4261         unsigned seq;
4262         bool reducing_redundancy;
4263         bool paused = false;
4264         int i;
4265
4266         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4267             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4268             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4269                 ret = -EINVAL;
4270                 goto out;
4271         }
4272
4273         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4274         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4275                 mixed = 1;
4276
4277         /*
4278          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4279          * and identical options should be given for both of them.
4280          */
4281         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4282         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4283                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4284                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4285                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4286                         btrfs_err(fs_info,
4287           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4288                         ret = -EINVAL;
4289                         goto out;
4290                 }
4291         }
4292
4293         /*
4294          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4295          * are exclusive
4296          */
4297         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4298
4299         /*
4300          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4301          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4302          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4303          */
4304         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4305         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4306                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4307                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4308
4309         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4310             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4311             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4312                 ret = -EINVAL;
4313                 goto out;
4314         }
4315
4316         /*
4317          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4318          * profiles with redundancy (copies, parity)
4319          */
4320         allowed = 0;
4321         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4322                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4323                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4324                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4325         }
4326         do {
4327                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4328
4329                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4330                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4331                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4332                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4333                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4334                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4335                         reducing_redundancy = true;
4336                 else
4337                         reducing_redundancy = false;
4338
4339                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4340                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4341                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4342                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4343                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4344         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4345
4346         if (reducing_redundancy) {
4347                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4348                         btrfs_info(fs_info,
4349                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4350                 } else {
4351                         btrfs_err(fs_info,
4352         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4353                         ret = -EINVAL;
4354                         goto out;
4355                 }
4356         }
4357
4358         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4359                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4360                 btrfs_warn(fs_info,
4361         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4362                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4363                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4364         }
4365
4366         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4367         if (ret && ret != -EEXIST)
4368                 goto out;
4369
4370         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4371                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4372                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4373                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4374                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4375                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4376         } else {
4377                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4378                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4379                 update_balance_args(bctl);
4380                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4381         }
4382
4383         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4384         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4385         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4386         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4387
4388         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4389
4390         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4391         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4392                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4393                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4394                 paused = true;
4395         }
4396         /*
4397          * Balance can be canceled by:
4398          *
4399          * - Regular cancel request
4400          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4401          *
4402          * - Fatal signal to "btrfs" process
4403          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4404          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4405          *   got -ECANCELED.
4406          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4407          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4408          *
4409          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4410          */
4411         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4412                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4413         else
4414                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4415
4416         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4417
4418         if (bargs) {
4419                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4420                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4421         }
4422
4423         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4424         if (!paused) {
4425                 reset_balance_state(fs_info);
4426                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4427         }
4428
4429         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4430
4431         return ret;
4432 out:
4433         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4434                 reset_balance_state(fs_info);
4435         else
4436                 kfree(bctl);
4437         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4438
4439         return ret;
4440 }
4441
4442 static int balance_kthread(void *data)
4443 {
4444         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4445         int ret = 0;
4446
4447         sb_start_write(fs_info->sb);
4448         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4449         if (fs_info->balance_ctl)
4450                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4451         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4452         sb_end_write(fs_info->sb);
4453
4454         return ret;
4455 }
4456
4457 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4458 {
4459         struct task_struct *tsk;
4460
4461         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4462         if (!fs_info->balance_ctl) {
4463                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4464                 return 0;
4465         }
4466         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4467
4468         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4469                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4470                 return 0;
4471         }
4472
4473         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4474         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4475         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4476         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4477         /*
4478          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4479          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4480          * the resume flag.
4481          */
4482         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4483         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4484         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4485
4486         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4487         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4488 }
4489
4490 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4491 {
4492         struct btrfs_balance_control *bctl;
4493         struct btrfs_balance_item *item;
4494         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4495         struct btrfs_path *path;
4496         struct extent_buffer *leaf;
4497         struct btrfs_key key;
4498         int ret;
4499
4500         path = btrfs_alloc_path();
4501         if (!path)
4502                 return -ENOMEM;
4503
4504         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4505         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4506         key.offset = 0;
4507
4508         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4509         if (ret < 0)
4510                 goto out;
4511         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4512                 ret = 0;
4513                 goto out;
4514         }
4515
4516         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4517         if (!bctl) {
4518                 ret = -ENOMEM;
4519                 goto out;
4520         }
4521
4522         leaf = path->nodes[0];
4523         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4524
4525         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4526         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4527
4528         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4529         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4530         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4531         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4532         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4533         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4534
4535         /*
4536          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4537          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4538          *
4539          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4540          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4541          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4542          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4543          * set up.
4544          */
4545         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4546                 btrfs_warn(fs_info,
4547         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4548
4549         btrfs_release_path(path);
4550
4551         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4552         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4553         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4554         fs_info->balance_ctl = bctl;
4555         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4556         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4557 out:
4558         btrfs_free_path(path);
4559         return ret;
4560 }
4561
4562 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4563 {
4564         int ret = 0;
4565
4566         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4567         if (!fs_info->balance_ctl) {
4568                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4569                 return -ENOTCONN;
4570         }
4571
4572         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4573                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4574                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4575
4576                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4577                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4578
4579                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4580                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4581                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4582                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4583         } else {
4584                 ret = -ENOTCONN;
4585         }
4586
4587         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4588         return ret;
4589 }
4590
4591 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4592 {
4593         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4594         if (!fs_info->balance_ctl) {
4595                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4596                 return -ENOTCONN;
4597         }
4598
4599         /*
4600          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4601          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4602          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4603          */
4604         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4605                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4606                 return -EROFS;
4607         }
4608
4609         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4610         /*
4611          * if we are running just wait and return, balance item is
4612          * deleted in btrfs_balance in this case
4613          */
4614         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4615                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4616                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4617                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4618                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4619         } else {
4620                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4621                 /*
4622                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4623                  * reexamine the status again.
4624                  */
4625                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4626
4627                 if (fs_info->balance_ctl) {
4628                         reset_balance_state(fs_info);
4629                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4630                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4631                 }
4632         }
4633
4634         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4635         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4636         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4637         return 0;
4638 }
4639
4640 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4641 {
4642         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4643         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4644         struct btrfs_key key;
4645         struct btrfs_path *path = NULL;
4646         int ret = 0;
4647         struct extent_buffer *eb;
4648         int slot;
4649         struct btrfs_root_item root_item;
4650         u32 item_size;
4651         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4652         bool closing = false;
4653
4654         path = btrfs_alloc_path();
4655         if (!path) {
4656                 ret = -ENOMEM;
4657                 goto out;
4658         }
4659
4660         key.objectid = 0;
4661         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4662         key.offset = 0;
4663
4664         while (1) {
4665                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4666                         closing = true;
4667                         break;
4668                 }
4669                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4670                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4671                 if (ret) {
4672                         if (ret > 0)
4673                                 ret = 0;
4674                         break;
4675                 }
4676
4677                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4678                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4679                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4680                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4681                         goto skip;
4682
4683                 eb = path->nodes[0];
4684                 slot = path->slots[0];
4685                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4686                 if (item_size < sizeof(root_item))
4687                         goto skip;
4688
4689                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4690                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4691                                    (int)sizeof(root_item));
4692                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4693                         goto skip;
4694
4695                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4696                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4697                         if (trans)
4698                                 goto update_tree;
4699
4700                         btrfs_release_path(path);
4701                         /*
4702                          * 1 - subvol uuid item
4703                          * 1 - received_subvol uuid item
4704                          */
4705                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4706                         if (IS_ERR(trans)) {
4707                                 ret = PTR_ERR(trans);
4708                                 break;
4709                         }
4710                         continue;
4711                 } else {
4712                         goto skip;
4713                 }
4714 update_tree:
4715                 btrfs_release_path(path);
4716                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4717                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4718                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4719                                                   key.objectid);
4720                         if (ret < 0) {
4721                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4722                                         ret);
4723                                 break;
4724                         }
4725                 }
4726
4727                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4728                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4729                                                   root_item.received_uuid,
4730                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4731                                                   key.objectid);
4732                         if (ret < 0) {
4733                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4734                                         ret);
4735                                 break;
4736                         }
4737                 }
4738
4739 skip:
4740                 btrfs_release_path(path);
4741                 if (trans) {
4742                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4743                         trans = NULL;
4744                         if (ret)
4745                                 break;
4746                 }
4747
4748                 if (key.offset < (u64)-1) {
4749                         key.offset++;
4750                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4751                         key.offset = 0;
4752                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4753                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4754                         key.offset = 0;
4755                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4756                         key.objectid++;
4757                 } else {
4758                         break;
4759                 }
4760                 cond_resched();
4761         }
4762
4763 out:
4764         btrfs_free_path(path);
4765         if (trans && !IS_ERR(trans))
4766                 btrfs_end_transaction(trans);
4767         if (ret)
4768                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4769         else if (!closing)
4770                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4771         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4772         return 0;
4773 }
4774
4775 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4776 {
4777         struct btrfs_trans_handle *trans;
4778         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4779         struct btrfs_root *uuid_root;
4780         struct task_struct *task;
4781         int ret;
4782
4783         /*
4784          * 1 - root node
4785          * 1 - root item
4786          */
4787         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4788         if (IS_ERR(trans))
4789                 return PTR_ERR(trans);
4790
4791         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4792         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4793                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4794                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4795                 btrfs_end_transaction(trans);
4796                 return ret;
4797         }
4798
4799         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4800
4801         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4802         if (ret)
4803                 return ret;
4804
4805         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4806         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4807         if (IS_ERR(task)) {
4808                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4809                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4810                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4811                 return PTR_ERR(task);
4812         }
4813
4814         return 0;
4815 }
4816
4817 /*
4818  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4819  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4820  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4821  */
4822 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4823 {
4824         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4825         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4826         struct btrfs_trans_handle *trans;
4827         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4828         struct btrfs_path *path;
4829         u64 length;
4830         u64 chunk_offset;
4831         int ret;
4832         int slot;
4833         int failed = 0;
4834         bool retried = false;
4835         struct extent_buffer *l;
4836         struct btrfs_key key;
4837         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4838         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4839         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4840         u64 diff;
4841         u64 start;
4842
4843         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4844         start = new_size;
4845         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4846
4847         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4848                 return -EINVAL;
4849
4850         path = btrfs_alloc_path();
4851         if (!path)
4852                 return -ENOMEM;
4853
4854         path->reada = READA_BACK;
4855
4856         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4857         if (IS_ERR(trans)) {
4858                 btrfs_free_path(path);
4859                 return PTR_ERR(trans);
4860         }
4861
4862         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4863
4864         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
4865         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
4866                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
4867                 atomic64_sub(diff, &fs_info->free_chunk_space);
4868         }
4869
4870         /*
4871          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
4872          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
4873          * and relocates them accordingly.
4874          */
4875         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
4876                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4877                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4878                 if (ret)
4879                         goto done;
4880         } else {
4881                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4882                 btrfs_end_transaction(trans);
4883         }
4884
4885 again:
4886         key.objectid = device->devid;
4887         key.offset = (u64)-1;
4888         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
4889
4890         do {
4891                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4892                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
4893                 if (ret < 0) {
4894                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4895                         goto done;
4896                 }
4897
4898                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
4899                 if (ret) {
4900                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4901                         if (ret < 0)
4902                                 goto done;
4903                         ret = 0;
4904                         btrfs_release_path(path);
4905                         break;
4906                 }
4907
4908                 l = path->nodes[0];
4909                 slot = path->slots[0];
4910                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
4911
4912                 if (key.objectid != device->devid) {
4913                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4914                         btrfs_release_path(path);
4915                         break;
4916                 }
4917
4918                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
4919                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
4920
4921                 if (key.offset + length <= new_size) {
4922                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4923                         btrfs_release_path(path);
4924                         break;
4925                 }
4926
4927                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
4928                 btrfs_release_path(path);
4929
4930                 /*
4931                  * We may be relocating the only data chunk we have,
4932                  * which could potentially end up with losing data's
4933                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
4934                  * advance.
4935                  */
4936                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
4937                 if (ret < 0) {
4938                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4939                         goto done;
4940                 }
4941
4942                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
4943                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4944                 if (ret == -ENOSPC) {
4945                         failed++;
4946                 } else if (ret) {
4947                         if (ret == -ETXTBSY) {
4948                                 btrfs_warn(fs_info,
4949                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
4950                                            chunk_offset);
4951                         }
4952                         goto done;
4953                 }
4954         } while (key.offset-- > 0);
4955
4956         if (failed && !retried) {
4957                 failed = 0;
4958                 retried = true;
4959                 goto again;
4960         } else if (failed && retried) {
4961                 ret = -ENOSPC;
4962                 goto done;
4963         }
4964
4965         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
4966         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4967         if (IS_ERR(trans)) {
4968                 ret = PTR_ERR(trans);
4969                 goto done;
4970         }
4971
4972         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
4973         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
4974         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
4975                           CHUNK_STATE_MASK);
4976
4977         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
4978         if (list_empty(&device->post_commit_list))
4979                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
4980                               &trans->transaction->dev_update_list);
4981
4982         WARN_ON(diff > old_total);
4983         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
4984                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
4985         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
4986
4987         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
4988         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
4989         ret = btrfs_update_device(trans, device);
4990         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
4991         if (ret < 0) {
4992                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4993                 btrfs_end_transaction(trans);
4994         } else {
4995                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4996         }
4997 done:
4998         btrfs_free_path(path);
4999         if (ret) {
5000                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5001                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5002                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
5003                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5004                 atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
5005                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5006         }
5007         return ret;
5008 }
5009
5010 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5011                            struct btrfs_key *key,
5012                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5013 {
5014         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5015         struct btrfs_disk_key disk_key;
5016         u32 array_size;
5017         u8 *ptr;
5018
5019         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5020
5021         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5022         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5023                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5024                 return -EFBIG;
5025
5026         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5027         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5028         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5029         ptr += sizeof(disk_key);
5030         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5031         item_size += sizeof(disk_key);
5032         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5033
5034         return 0;
5035 }
5036
5037 /*
5038  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5039  */
5040 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5041 {
5042         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5043         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5044
5045         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5046                 return -1;
5047         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5048                 return 1;
5049         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5050                 return -1;
5051         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5052                 return 1;
5053         return 0;
5054 }
5055
5056 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5057 {
5058         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5059                 return;
5060
5061         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5062 }
5063
5064 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5065 {
5066         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5067                 return;
5068
5069         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5070 }
5071
5072 /*
5073  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5074  * Wraps needed parameters.
5075  */
5076 struct alloc_chunk_ctl {
5077         u64 start;
5078         u64 type;
5079         /* Total number of stripes to allocate */
5080         int num_stripes;
5081         /* sub_stripes info for map */
5082         int sub_stripes;
5083         /* Stripes per device */
5084         int dev_stripes;
5085         /* Maximum number of devices to use */
5086         int devs_max;
5087         /* Minimum number of devices to use */
5088         int devs_min;
5089         /* ndevs has to be a multiple of this */
5090         int devs_increment;
5091         /* Number of copies */
5092         int ncopies;
5093         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5094         int nparity;
5095         u64 max_stripe_size;
5096         u64 max_chunk_size;
5097         u64 dev_extent_min;
5098         u64 stripe_size;
5099         u64 chunk_size;
5100         int ndevs;
5101 };
5102
5103 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5104                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5105                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5106 {
5107         struct btrfs_space_info *space_info;
5108
5109         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5110         ASSERT(space_info);
5111
5112         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5113         ctl->max_stripe_size = ctl->max_chunk_size;
5114
5115         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5116                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5117
5118         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5119         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5120                                   ctl->max_chunk_size);
5121         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5122 }
5123
5124 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5125                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5126                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5127 {
5128         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5129         u64 limit;
5130         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5131         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5132         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5133         u64 type = ctl->type;
5134
5135         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5136         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5137                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5138                                                  zone_size);
5139         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5140                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5141         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5142                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5143                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5144                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5145         } else {
5146                 BUG();
5147         }
5148
5149         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5150         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5151                                zone_size),
5152                     min_chunk_size);
5153         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5154         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5155 }
5156
5157 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5158                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5159 {
5160         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5161
5162         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5163         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5164         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5165         if (!ctl->devs_max)
5166                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5167         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5168         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5169         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5170         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5171         ctl->ndevs = 0;
5172
5173         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5174         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5175                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5176                 break;
5177         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5178                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5179                 break;
5180         default:
5181                 BUG();
5182         }
5183 }
5184
5185 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5186                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5187                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5188 {
5189         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5190         struct btrfs_device *device;
5191         u64 total_avail;
5192         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5193         int ret;
5194         int ndevs = 0;
5195         u64 max_avail;
5196         u64 dev_offset;
5197
5198         /*
5199          * in the first pass through the devices list, we gather information
5200          * about the available holes on each device.
5201          */
5202         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5203                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5204                         WARN(1, KERN_ERR
5205                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5206                         continue;
5207                 }
5208
5209                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5210                                         &device->dev_state) ||
5211                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5212                         continue;
5213
5214                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5215                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5216                 else
5217                         total_avail = 0;
5218
5219                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5220                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5221                         continue;
5222
5223                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5224                                            &max_avail);
5225                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5226                         return ret;
5227
5228                 if (ret == 0)
5229                         max_avail = dev_extent_want;
5230
5231                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5232                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5233                                 btrfs_debug(info,
5234                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5235                                             __func__, device->devid, max_avail,
5236                                             ctl->dev_extent_min);
5237                         continue;
5238                 }
5239
5240                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5241                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5242                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5243                         break;
5244                 }
5245                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5246                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5247                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5248                 devices_info[ndevs].dev = device;
5249                 ++ndevs;
5250         }
5251         ctl->ndevs = ndevs;
5252
5253         /*
5254          * now sort the devices by hole size / available space
5255          */
5256         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5257              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5258
5259         return 0;
5260 }
5261
5262 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5263                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5264 {
5265         /* Number of stripes that count for block group size */
5266         int data_stripes;
5267
5268         /*
5269          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5270          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5271          *
5272          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5273          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5274          */
5275         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5276                                    ctl->dev_stripes);
5277         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5278
5279         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5280         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5281
5282         /*
5283          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5284          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5285          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5286          * reduce stripe_size.
5287          */
5288         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5289                 /*
5290                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5291                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5292                  * previous value we had already.
5293                  */
5294                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5295                                                         data_stripes), SZ_16M),
5296                                        ctl->stripe_size);
5297         }
5298
5299         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5300         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5301
5302         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5303         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5304         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5305
5306         return 0;
5307 }
5308
5309 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5310                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5311 {
5312         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5313         /* Number of stripes that count for block group size */
5314         int data_stripes;
5315
5316         /*
5317          * It should hold because:
5318          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5319          */
5320         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5321
5322         ctl->stripe_size = zone_size;
5323         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5324         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5325
5326         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5327         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5328                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5329                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5330                                      ctl->dev_stripes);
5331                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5332                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5333                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5334         }
5335
5336         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5337
5338         return 0;
5339 }
5340
5341 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5342                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5343                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5344 {
5345         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5346
5347         /*
5348          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5349          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5350          * rounddown is safe.
5351          */
5352         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5353
5354         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5355                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5356                         btrfs_debug(info,
5357         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5358                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5359                 }
5360                 return -ENOSPC;
5361         }
5362
5363         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5364
5365         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5366         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5367                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5368         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5369                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5370         default:
5371                 BUG();
5372         }
5373 }
5374
5375 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5376                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5377                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5378 {
5379         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5380         struct map_lookup *map = NULL;
5381         struct extent_map_tree *em_tree;
5382         struct btrfs_block_group *block_group;
5383         struct extent_map *em;
5384         u64 start = ctl->start;
5385         u64 type = ctl->type;
5386         int ret;
5387         int i;
5388         int j;
5389
5390         map = kmalloc(map_lookup_size(ctl->num_stripes), GFP_NOFS);
5391         if (!map)
5392                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5393         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5394
5395         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5396                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5397                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5398                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5399                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5400                                                    j * ctl->stripe_size;
5401                 }
5402         }
5403         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5404         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5405         map->type = type;
5406         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5407
5408         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5409
5410         em = alloc_extent_map();
5411         if (!em) {
5412                 kfree(map);
5413                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5414         }
5415         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
5416         em->map_lookup = map;
5417         em->start = start;
5418         em->len = ctl->chunk_size;
5419         em->block_start = 0;
5420         em->block_len = em->len;
5421         em->orig_block_len = ctl->stripe_size;
5422
5423         em_tree = &info->mapping_tree;
5424         write_lock(&em_tree->lock);
5425         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
5426         if (ret) {
5427                 write_unlock(&em_tree->lock);
5428                 free_extent_map(em);
5429                 return ERR_PTR(ret);
5430         }
5431         write_unlock(&em_tree->lock);
5432
5433         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5434         if (IS_ERR(block_group))
5435                 goto error_del_extent;
5436
5437         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5438                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5439
5440                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5441                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5442                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5443                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5444                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5445         }
5446
5447         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5448                      &info->free_chunk_space);
5449
5450         free_extent_map(em);
5451         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5452         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5453
5454         return block_group;
5455
5456 error_del_extent:
5457         write_lock(&em_tree->lock);
5458         remove_extent_mapping(em_tree, em);
5459         write_unlock(&em_tree->lock);
5460
5461         /* One for our allocation */
5462         free_extent_map(em);
5463         /* One for the tree reference */
5464         free_extent_map(em);
5465
5466         return block_group;
5467 }
5468
5469 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5470                                             u64 type)
5471 {
5472         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5473         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5474         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5475         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5476         struct btrfs_block_group *block_group;
5477         int ret;
5478
5479         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5480
5481         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5482                 ASSERT(0);
5483                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5484         }
5485
5486         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5487                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5488                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5489                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5490         }
5491
5492         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5493                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5494                 ASSERT(0);
5495                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5496         }
5497
5498         ctl.start = find_next_chunk(info);
5499         ctl.type = type;
5500         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5501
5502         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5503                                GFP_NOFS);
5504         if (!devices_info)
5505                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5506
5507         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5508         if (ret < 0) {
5509                 block_group = ERR_PTR(ret);
5510                 goto out;
5511         }
5512
5513         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5514         if (ret < 0) {
5515                 block_group = ERR_PTR(ret);
5516                 goto out;
5517         }
5518
5519         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5520
5521 out:
5522         kfree(devices_info);
5523         return block_group;
5524 }
5525
5526 /*
5527  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5528  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5529  * chunks.
5530  *
5531  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5532  * phases.
5533  */
5534 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5535                                      struct btrfs_block_group *bg)
5536 {
5537         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5538         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5539         struct btrfs_key key;
5540         struct btrfs_chunk *chunk;
5541         struct btrfs_stripe *stripe;
5542         struct extent_map *em;
5543         struct map_lookup *map;
5544         size_t item_size;
5545         int i;
5546         int ret;
5547
5548         /*
5549          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5550          *
5551          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5552          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5553          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5554          *    details;
5555          *
5556          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5557          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5558          *    because the device object's id can change at any time during that
5559          *    final phase of the device replace operation
5560          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5561          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5562          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5563          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5564          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5565          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5566          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5567          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5568          *    concurrent device replace.
5569          */
5570         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5571
5572         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5573         if (IS_ERR(em)) {
5574                 ret = PTR_ERR(em);
5575                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5576                 return ret;
5577         }
5578
5579         map = em->map_lookup;
5580         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5581
5582         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5583         if (!chunk) {
5584                 ret = -ENOMEM;
5585                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5586                 goto out;
5587         }
5588
5589         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5590                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5591
5592                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5593                 if (ret)
5594                         goto out;
5595         }
5596
5597         stripe = &chunk->stripe;
5598         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5599                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5600                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5601
5602                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5603                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5604                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5605                 stripe++;
5606         }
5607
5608         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5609         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5610         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5611         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5612         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5613         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5614         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5615         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5616         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5617
5618         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5619         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5620         key.offset = bg->start;
5621
5622         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5623         if (ret)
5624                 goto out;
5625
5626         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5627
5628         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5629                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5630                 if (ret)
5631                         goto out;
5632         }
5633
5634 out:
5635         kfree(chunk);
5636         free_extent_map(em);
5637         return ret;
5638 }
5639
5640 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5641 {
5642         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5643         u64 alloc_profile;
5644         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5645         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5646
5647         /*
5648          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5649          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5650          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5651          * we must first:
5652          *
5653          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5654          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5655          *    seed device are read-only;
5656          *
5657          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5658          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5659          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5660          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5661          *
5662          * After that we can add the block group items to their btrees:
5663          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5664          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5665          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5666          */
5667
5668         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5669         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5670         if (IS_ERR(meta_bg))
5671                 return PTR_ERR(meta_bg);
5672
5673         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5674         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5675         if (IS_ERR(sys_bg))
5676                 return PTR_ERR(sys_bg);
5677
5678         return 0;
5679 }
5680
5681 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct map_lookup *map)
5682 {
5683         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5684
5685         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5686 }
5687
5688 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5689 {
5690         struct extent_map *em;
5691         struct map_lookup *map;
5692         int miss_ndevs = 0;
5693         int i;
5694         bool ret = true;
5695
5696         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5697         if (IS_ERR(em))
5698                 return false;
5699
5700         map = em->map_lookup;
5701         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5702                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5703                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5704                         miss_ndevs++;
5705                         continue;
5706                 }
5707                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5708                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5709                         ret = false;
5710                         goto end;
5711                 }
5712         }
5713
5714         /*
5715          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5716          * not write the data into that chunk successfully.
5717          */
5718         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5719                 ret = false;
5720 end:
5721         free_extent_map(em);
5722         return ret;
5723 }
5724
5725 void btrfs_mapping_tree_free(struct extent_map_tree *tree)
5726 {
5727         struct extent_map *em;
5728
5729         while (1) {
5730                 write_lock(&tree->lock);
5731                 em = lookup_extent_mapping(tree, 0, (u64)-1);
5732                 if (em)
5733                         remove_extent_mapping(tree, em);
5734                 write_unlock(&tree->lock);
5735                 if (!em)
5736                         break;
5737                 /* once for us */
5738                 free_extent_map(em);
5739                 /* once for the tree */
5740                 free_extent_map(em);
5741         }
5742 }
5743
5744 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5745 {
5746         struct extent_map *em;
5747         struct map_lookup *map;
5748         enum btrfs_raid_types index;
5749         int ret = 1;
5750
5751         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5752         if (IS_ERR(em))
5753                 /*
5754                  * We could return errors for these cases, but that could get
5755                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5756                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5757                  * to use other copies.
5758                  */
5759                 return 1;
5760
5761         map = em->map_lookup;
5762         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5763
5764         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5765         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5766                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5767         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5768                 ret = 2;
5769         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5770                 /*
5771                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5772                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5773                  *
5774                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
5775                  * stripe under reconstruction.
5776                  */
5777                 ret = map->num_stripes;
5778         free_extent_map(em);
5779         return ret;
5780 }
5781
5782 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5783                                     u64 logical)
5784 {
5785         struct extent_map *em;
5786         struct map_lookup *map;
5787         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
5788
5789         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5790                 return len;
5791
5792         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5793
5794         if (!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5795                 map = em->map_lookup;
5796                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5797                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
5798                 free_extent_map(em);
5799         }
5800         return len;
5801 }
5802
5803 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5804 {
5805         struct extent_map *em;
5806         struct map_lookup *map;
5807         int ret = 0;
5808
5809         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
5810                 return 0;
5811
5812         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5813
5814         if(!WARN_ON(IS_ERR(em))) {
5815                 map = em->map_lookup;
5816                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
5817                         ret = 1;
5818                 free_extent_map(em);
5819         }
5820         return ret;
5821 }
5822
5823 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5824                             struct map_lookup *map, int first,
5825                             int dev_replace_is_ongoing)
5826 {
5827         int i;
5828         int num_stripes;
5829         int preferred_mirror;
5830         int tolerance;
5831         struct btrfs_device *srcdev;
5832
5833         ASSERT((map->type &
5834                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
5835
5836         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
5837                 num_stripes = map->sub_stripes;
5838         else
5839                 num_stripes = map->num_stripes;
5840
5841         switch (fs_info->fs_devices->read_policy) {
5842         default:
5843                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
5844                 btrfs_warn_rl(fs_info,
5845                               "unknown read_policy type %u, reset to pid",
5846                               fs_info->fs_devices->read_policy);
5847                 fs_info->fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
5848                 fallthrough;
5849         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
5850                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
5851                 break;
5852         }
5853
5854         if (dev_replace_is_ongoing &&
5855             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
5856              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
5857                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
5858         else
5859                 srcdev = NULL;
5860
5861         /*
5862          * try to avoid the drive that is the source drive for a
5863          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
5864          * mirror is available
5865          */
5866         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
5867                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
5868                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
5869                         return preferred_mirror;
5870                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
5871                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
5872                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
5873                                 return i;
5874                 }
5875         }
5876
5877         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
5878          * and the io error handling code will clean up eventually
5879          */
5880         return preferred_mirror;
5881 }
5882
5883 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5884                                                        u16 total_stripes)
5885 {
5886         struct btrfs_io_context *bioc;
5887
5888         bioc = kzalloc(
5889                  /* The size of btrfs_io_context */
5890                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
5891                 /* Plus the variable array for the stripes */
5892                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
5893                 GFP_NOFS);
5894
5895         if (!bioc)
5896                 return NULL;
5897
5898         refcount_set(&bioc->refs, 1);
5899
5900         bioc->fs_info = fs_info;
5901         bioc->replace_stripe_src = -1;
5902         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
5903
5904         return bioc;
5905 }
5906
5907 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5908 {
5909         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
5910         refcount_inc(&bioc->refs);
5911 }
5912
5913 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
5914 {
5915         if (!bioc)
5916                 return;
5917         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
5918                 kfree(bioc);
5919 }
5920
5921 /*
5922  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
5923  * replace.
5924  */
5925 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5926                                                u64 logical, u64 *length_ret,
5927                                                u32 *num_stripes)
5928 {
5929         struct extent_map *em;
5930         struct map_lookup *map;
5931         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
5932         u64 length = *length_ret;
5933         u64 offset;
5934         u32 stripe_nr;
5935         u32 stripe_nr_end;
5936         u32 stripe_cnt;
5937         u64 stripe_end_offset;
5938         u64 stripe_offset;
5939         u32 stripe_index;
5940         u32 factor = 0;
5941         u32 sub_stripes = 0;
5942         u32 stripes_per_dev = 0;
5943         u32 remaining_stripes = 0;
5944         u32 last_stripe = 0;
5945         int ret;
5946         int i;
5947
5948         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
5949         if (IS_ERR(em))
5950                 return ERR_CAST(em);
5951
5952         map = em->map_lookup;
5953
5954         /* we don't discard raid56 yet */
5955         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
5956                 ret = -EOPNOTSUPP;
5957                 goto out_free_map;
5958         }
5959
5960         offset = logical - em->start;
5961         length = min_t(u64, em->start + em->len - logical, length);
5962         *length_ret = length;
5963
5964         /*
5965          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
5966          * to get to this block
5967          */
5968         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5969
5970         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
5971         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
5972
5973         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
5974                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
5975         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
5976         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
5977                             (offset + length);
5978         /*
5979          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
5980          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
5981          * the number of our device in the stripe array
5982          */
5983         *num_stripes = 1;
5984         stripe_index = 0;
5985         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
5986                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
5987                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
5988                         sub_stripes = 1;
5989                 else
5990                         sub_stripes = map->sub_stripes;
5991
5992                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
5993                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
5994                                     sub_stripes * stripe_cnt);
5995                 stripe_index = stripe_nr % factor;
5996                 stripe_nr /= factor;
5997                 stripe_index *= sub_stripes;
5998
5999                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6000                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6001                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6002         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6003                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6004                 *num_stripes = map->num_stripes;
6005         } else {
6006                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6007                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6008         }
6009
6010         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6011         if (!stripes) {
6012                 ret = -ENOMEM;
6013                 goto out_free_map;
6014         }
6015
6016         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6017                 stripes[i].physical =
6018                         map->stripes[stripe_index].physical +
6019                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6020                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6021
6022                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6023                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6024                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6025
6026                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6027                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6028
6029                         /*
6030                          * Special for the first stripe and
6031                          * the last stripe:
6032                          *
6033                          * |-------|...|-------|
6034                          *     |----------|
6035                          *    off     end_off
6036                          */
6037                         if (i < sub_stripes)
6038                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6039
6040                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6041                             stripe_index <= (last_stripe +
6042                                              sub_stripes - 1))
6043                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6044
6045                         if (i == sub_stripes - 1)
6046                                 stripe_offset = 0;
6047                 } else {
6048                         stripes[i].length = length;
6049                 }
6050
6051                 stripe_index++;
6052                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6053                         stripe_index = 0;
6054                         stripe_nr++;
6055                 }
6056         }
6057
6058         free_extent_map(em);
6059         return stripes;
6060 out_free_map:
6061         free_extent_map(em);
6062         return ERR_PTR(ret);
6063 }
6064
6065 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6066 {
6067         struct btrfs_block_group *cache;
6068         bool ret;
6069
6070         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6071         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6072                 return false;
6073
6074         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6075
6076         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6077
6078         btrfs_put_block_group(cache);
6079         return ret;
6080 }
6081
6082 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6083                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6084                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6085                                       u64 logical,
6086                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6087 {
6088         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6089         /*
6090          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6091          * excluding the duplicated stripes.
6092          */
6093         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6094         int nr_extra_stripes = 0;
6095         int max_errors = *max_errors_ret;
6096         int i;
6097
6098         /*
6099          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6100          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6101          */
6102         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6103                 return;
6104
6105         /*
6106          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6107          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6108          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6109          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6110          * to the new disk as well.
6111          *
6112          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6113          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6114          */
6115         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6116                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6117                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6118
6119                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6120                         continue;
6121
6122                 new->physical = old->physical;
6123                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6124                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6125                         bioc->replace_stripe_src = i;
6126                 nr_extra_stripes++;
6127         }
6128
6129         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6130         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6131         /*
6132          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6133          * replace.
6134          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6135          */
6136         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6137                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6138                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6139
6140                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6141                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6142
6143                 /*
6144                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6145                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6146                  */
6147                 if (first->physical > second->physical) {
6148                         swap(second->physical, first->physical);
6149                         swap(second->dev, first->dev);
6150                         nr_extra_stripes--;
6151                 }
6152         }
6153
6154         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6155         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6156         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6157 }
6158
6159 static u64 btrfs_max_io_len(struct map_lookup *map, enum btrfs_map_op op,
6160                             u64 offset, u32 *stripe_nr, u64 *stripe_offset,
6161                             u64 *full_stripe_start)
6162 {
6163         /*
6164          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6165          * the offset of this block in its stripe.
6166          */
6167         *stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6168         *stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6169         ASSERT(*stripe_offset < U32_MAX);
6170
6171         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6172                 unsigned long full_stripe_len =
6173                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6174
6175                 /*
6176                  * For full stripe start, we use previously calculated
6177                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6178                  * STRIPE_LEN.
6179                  *
6180                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6181                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6182                  * not ensured to be power of 2.
6183                  */
6184                 *full_stripe_start =
6185                         btrfs_stripe_nr_to_offset(
6186                                 rounddown(*stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6187
6188                 ASSERT(*full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6189                 ASSERT(*full_stripe_start <= offset);
6190                 /*
6191                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6192                  * no straddling of stripe sets.
6193                  */
6194                 if (op == BTRFS_MAP_WRITE)
6195                         return full_stripe_len - (offset - *full_stripe_start);
6196         }
6197
6198         /*
6199          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6200          * a single disk).
6201          */
6202         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6203                 return BTRFS_STRIPE_LEN - *stripe_offset;
6204         return U64_MAX;
6205 }
6206
6207 static void set_io_stripe(struct btrfs_io_stripe *dst, const struct map_lookup *map,
6208                           u32 stripe_index, u64 stripe_offset, u32 stripe_nr)
6209 {
6210         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6211         dst->physical = map->stripes[stripe_index].physical +
6212                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6213 }
6214
6215 /*
6216  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6217  *
6218  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6219  *                      One logical range can be split into different segments
6220  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6221  *                      boundaries.
6222  *
6223  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6224  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6225  *                      recorded inside.
6226  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6227  *
6228  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6229  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6230  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6231  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6232  *                      updated.
6233  *
6234  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6235  *                      value is 0.
6236  *
6237  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6238  *
6239  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6240  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6241  *                      copy).
6242  *
6243  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6244  *                      the remaining data stripes.
6245  *
6246  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6247  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6248  *                      stripes..
6249  *
6250  * @need_raid_map:      (Used only for integrity checker) whether the map wants
6251  *                      a full stripe map (including all data and P/Q stripes)
6252  *                      for RAID56. Should always be 1 except integrity checker.
6253  */
6254 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6255                     u64 logical, u64 *length,
6256                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6257                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret,
6258                     int need_raid_map)
6259 {
6260         struct extent_map *em;
6261         struct map_lookup *map;
6262         u64 map_offset;
6263         u64 stripe_offset;
6264         u32 stripe_nr;
6265         u32 stripe_index;
6266         int data_stripes;
6267         int i;
6268         int ret = 0;
6269         int mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6270         int num_stripes;
6271         int num_copies;
6272         int max_errors = 0;
6273         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6274         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6275         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6276         u16 num_alloc_stripes;
6277         u64 raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6278         u64 max_len;
6279
6280         ASSERT(bioc_ret);
6281
6282         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6283         if (mirror_num > num_copies)
6284                 return -EINVAL;
6285
6286         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6287         if (IS_ERR(em))
6288                 return PTR_ERR(em);
6289
6290         map = em->map_lookup;
6291         data_stripes = nr_data_stripes(map);
6292
6293         map_offset = logical - em->start;
6294         max_len = btrfs_max_io_len(map, op, map_offset, &stripe_nr,
6295                                    &stripe_offset, &raid56_full_stripe_start);
6296         *length = min_t(u64, em->len - map_offset, max_len);
6297
6298         down_read(&dev_replace->rwsem);
6299         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6300         /*
6301          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6302          * requested at commit time but must wait.
6303          */
6304         if (!dev_replace_is_ongoing)
6305                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6306
6307         num_stripes = 1;
6308         stripe_index = 0;
6309         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0) {
6310                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6311                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6312                 if (op == BTRFS_MAP_READ)
6313                         mirror_num = 1;
6314         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK) {
6315                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6316                         num_stripes = map->num_stripes;
6317                 } else if (mirror_num) {
6318                         stripe_index = mirror_num - 1;
6319                 } else {
6320                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6321                                             dev_replace_is_ongoing);
6322                         mirror_num = stripe_index + 1;
6323                 }
6324
6325         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP) {
6326                 if (op != BTRFS_MAP_READ) {
6327                         num_stripes = map->num_stripes;
6328                 } else if (mirror_num) {
6329                         stripe_index = mirror_num - 1;
6330                 } else {
6331                         mirror_num = 1;
6332                 }
6333
6334         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
6335                 u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6336
6337                 stripe_index = (stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6338                 stripe_nr /= factor;
6339
6340                 if (op != BTRFS_MAP_READ)
6341                         num_stripes = map->sub_stripes;
6342                 else if (mirror_num)
6343                         stripe_index += mirror_num - 1;
6344                 else {
6345                         int old_stripe_index = stripe_index;
6346                         stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6347                                               stripe_index,
6348                                               dev_replace_is_ongoing);
6349                         mirror_num = stripe_index - old_stripe_index + 1;
6350                 }
6351
6352         } else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6353                 if (need_raid_map && (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1)) {
6354                         /*
6355                          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe
6356                          * For those cases needing a full stripe, @stripe_nr
6357                          * is the full stripe number.
6358                          *
6359                          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len,
6360                          * but that can be expensive.  Here we just divide
6361                          * @stripe_nr with @data_stripes.
6362                          */
6363                         stripe_nr /= data_stripes;
6364
6365                         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6366                         num_stripes = map->num_stripes;
6367                         max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6368
6369                         /* Return the length to the full stripe end */
6370                         *length = min(logical + *length,
6371                                       raid56_full_stripe_start + em->start +
6372                                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6373                                   logical;
6374                         stripe_index = 0;
6375                         stripe_offset = 0;
6376                 } else {
6377                         /*
6378                          * Mirror #0 or #1 means the original data block.
6379                          * Mirror #2 is RAID5 parity block.
6380                          * Mirror #3 is RAID6 Q block.
6381                          */
6382                         stripe_index = stripe_nr % data_stripes;
6383                         stripe_nr /= data_stripes;
6384                         if (mirror_num > 1)
6385                                 stripe_index = data_stripes + mirror_num - 2;
6386
6387                         /* We distribute the parity blocks across stripes */
6388                         stripe_index = (stripe_nr + stripe_index) % map->num_stripes;
6389                         if (op == BTRFS_MAP_READ && mirror_num <= 1)
6390                                 mirror_num = 1;
6391                 }
6392         } else {
6393                 /*
6394                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6395                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6396                  * the number of our device in the stripe array
6397                  */
6398                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6399                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6400                 mirror_num = stripe_index + 1;
6401         }
6402         if (stripe_index >= map->num_stripes) {
6403                 btrfs_crit(fs_info,
6404                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6405                            stripe_index, map->num_stripes);
6406                 ret = -EINVAL;
6407                 goto out;
6408         }
6409
6410         num_alloc_stripes = num_stripes;
6411         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6412             op != BTRFS_MAP_READ)
6413                 /*
6414                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6415                  * duplicated stripes.
6416                  *
6417                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6418                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6419                  */
6420                 num_alloc_stripes += 2;
6421
6422         /*
6423          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6424          * physical block information on the stack instead of allocating an
6425          * I/O context structure.
6426          */
6427         if (smap && num_alloc_stripes == 1 &&
6428             !((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)) {
6429                 set_io_stripe(smap, map, stripe_index, stripe_offset, stripe_nr);
6430                 if (mirror_num_ret)
6431                         *mirror_num_ret = mirror_num;
6432                 *bioc_ret = NULL;
6433                 ret = 0;
6434                 goto out;
6435         }
6436
6437         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, num_alloc_stripes);
6438         if (!bioc) {
6439                 ret = -ENOMEM;
6440                 goto out;
6441         }
6442         bioc->map_type = map->type;
6443
6444         /*
6445          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6446          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6447          * (if we have).
6448          *
6449          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6450          */
6451         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK && need_raid_map &&
6452             (op != BTRFS_MAP_READ || mirror_num > 1)) {
6453                 /*
6454                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6455                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6456                  * with num_stripes).
6457                  *
6458                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6459                  * modulo, to reduce one modulo call.
6460                  */
6461                 bioc->full_stripe_logical = em->start +
6462                         btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr * data_stripes);
6463                 for (i = 0; i < num_stripes; i++)
6464                         set_io_stripe(&bioc->stripes[i], map,
6465                                       (i + stripe_nr) % num_stripes,
6466                                       stripe_offset, stripe_nr);
6467         } else {
6468                 /*
6469                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6470                  * stripe into the bioc.
6471                  */
6472                 for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6473                         set_io_stripe(&bioc->stripes[i], map, stripe_index,
6474                                       stripe_offset, stripe_nr);
6475                         stripe_index++;
6476                 }
6477         }
6478
6479         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6480                 max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6481
6482         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6483             op != BTRFS_MAP_READ) {
6484                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6485                                           &num_stripes, &max_errors);
6486         }
6487
6488         *bioc_ret = bioc;
6489         bioc->num_stripes = num_stripes;
6490         bioc->max_errors = max_errors;
6491         bioc->mirror_num = mirror_num;
6492
6493 out:
6494         if (dev_replace_is_ongoing) {
6495                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6496                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6497                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6498         }
6499         free_extent_map(em);
6500         return ret;
6501 }
6502
6503 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6504                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6505 {
6506         if (args->fsid == NULL)
6507                 return true;
6508         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6509                 return true;
6510         return false;
6511 }
6512
6513 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6514                                   const struct btrfs_device *device)
6515 {
6516         if (args->missing) {
6517                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6518                     !device->bdev)
6519                         return true;
6520                 return false;
6521         }
6522
6523         if (device->devid != args->devid)
6524                 return false;
6525         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6526                 return false;
6527         return true;
6528 }
6529
6530 /*
6531  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6532  * return NULL.
6533  *
6534  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6535  * only devid is used.
6536  */
6537 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6538                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6539 {
6540         struct btrfs_device *device;
6541         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6542
6543         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6544                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6545                         if (dev_args_match_device(args, device))
6546                                 return device;
6547                 }
6548         }
6549
6550         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6551                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6552                         continue;
6553                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6554                         if (dev_args_match_device(args, device))
6555                                 return device;
6556                 }
6557         }
6558
6559         return NULL;
6560 }
6561
6562 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6563                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6564 {
6565         struct btrfs_device *device;
6566         unsigned int nofs_flag;
6567
6568         /*
6569          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6570          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6571          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6572          * places.
6573          */
6574
6575         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6576         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6577         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6578         if (IS_ERR(device))
6579                 return device;
6580
6581         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6582         device->fs_devices = fs_devices;
6583         fs_devices->num_devices++;
6584
6585         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6586         fs_devices->missing_devices++;
6587
6588         return device;
6589 }
6590
6591 /*
6592  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6593  *
6594  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6595  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6596  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6597  *              is generated.
6598  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6599  *              is generated.
6600  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6601  *
6602  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6603  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6604  * destroyed with btrfs_free_device.
6605  */
6606 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6607                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6608                                         const char *path)
6609 {
6610         struct btrfs_device *dev;
6611         u64 tmp;
6612
6613         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6614                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6615
6616         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6617         if (!dev)
6618                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6619
6620         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6621         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6622         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6623
6624         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6625         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6626         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6627
6628         if (devid)
6629                 tmp = *devid;
6630         else {
6631                 int ret;
6632
6633                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6634                 if (ret) {
6635                         btrfs_free_device(dev);
6636                         return ERR_PTR(ret);
6637                 }
6638         }
6639         dev->devid = tmp;
6640
6641         if (uuid)
6642                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6643         else
6644                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6645
6646         if (path) {
6647                 struct rcu_string *name;
6648
6649                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6650                 if (!name) {
6651                         btrfs_free_device(dev);
6652                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6653                 }
6654                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6655         }
6656
6657         return dev;
6658 }
6659
6660 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6661                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6662 {
6663         if (error)
6664                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6665                               devid, uuid);
6666         else
6667                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6668                               devid, uuid);
6669 }
6670
6671 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct extent_map *em)
6672 {
6673         const struct map_lookup *map = em->map_lookup;
6674         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6675
6676         return div_u64(em->len, data_stripes);
6677 }
6678
6679 #if BITS_PER_LONG == 32
6680 /*
6681  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
6682  * can't be accessed on 32bit systems.
6683  *
6684  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
6685  * metadata chunk beyond that limit.
6686  */
6687 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6688                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6689 {
6690         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6691                 return 0;
6692
6693         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
6694                 return 0;
6695
6696         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6697         return -EOVERFLOW;
6698 }
6699
6700 /*
6701  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
6702  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
6703  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
6704  * once the limit is reached.
6705  */
6706 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6707                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
6708 {
6709         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
6710                 return;
6711
6712         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6713                 return;
6714
6715         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6716 }
6717 #endif
6718
6719 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6720                                                   u64 devid, u8 *uuid)
6721 {
6722         struct btrfs_device *dev;
6723
6724         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6725                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
6726                 return ERR_PTR(-ENOENT);
6727         }
6728
6729         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
6730         if (IS_ERR(dev)) {
6731                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
6732                           devid, PTR_ERR(dev));
6733                 return dev;
6734         }
6735         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
6736
6737         return dev;
6738 }
6739
6740 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
6741                           struct btrfs_chunk *chunk)
6742 {
6743         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6744         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6745         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
6746         struct map_lookup *map;
6747         struct extent_map *em;
6748         u64 logical;
6749         u64 length;
6750         u64 devid;
6751         u64 type;
6752         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6753         int index;
6754         int num_stripes;
6755         int ret;
6756         int i;
6757
6758         logical = key->offset;
6759         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
6760         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
6761         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
6762         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
6763
6764 #if BITS_PER_LONG == 32
6765         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6766         if (ret < 0)
6767                 return ret;
6768         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
6769 #endif
6770
6771         /*
6772          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
6773          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
6774          */
6775         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
6776                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
6777                 if (ret)
6778                         return ret;
6779         }
6780
6781         read_lock(&map_tree->lock);
6782         em = lookup_extent_mapping(map_tree, logical, 1);
6783         read_unlock(&map_tree->lock);
6784
6785         /* already mapped? */
6786         if (em && em->start <= logical && em->start + em->len > logical) {
6787                 free_extent_map(em);
6788                 return 0;
6789         } else if (em) {
6790                 free_extent_map(em);
6791         }
6792
6793         em = alloc_extent_map();
6794         if (!em)
6795                 return -ENOMEM;
6796         map = kmalloc(map_lookup_size(num_stripes), GFP_NOFS);
6797         if (!map) {
6798                 free_extent_map(em);
6799                 return -ENOMEM;
6800         }
6801
6802         set_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags);
6803         em->map_lookup = map;
6804         em->start = logical;
6805         em->len = length;
6806         em->orig_start = 0;
6807         em->block_start = 0;
6808         em->block_len = em->len;
6809
6810         map->num_stripes = num_stripes;
6811         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
6812         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
6813         map->type = type;
6814         /*
6815          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
6816          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
6817          * older mkfs (<v5.4).
6818          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
6819          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
6820          * use the trusted value instead.
6821          */
6822         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
6823         map->verified_stripes = 0;
6824         em->orig_block_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
6825         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6826                 map->stripes[i].physical =
6827                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
6828                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
6829                 args.devid = devid;
6830                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
6831                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
6832                                    BTRFS_UUID_SIZE);
6833                 args.uuid = uuid;
6834                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6835                 if (!map->stripes[i].dev) {
6836                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
6837                                                                     devid, uuid);
6838                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
6839                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
6840                                 free_extent_map(em);
6841                                 return ret;
6842                         }
6843                 }
6844
6845                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
6846                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
6847         }
6848
6849         write_lock(&map_tree->lock);
6850         ret = add_extent_mapping(map_tree, em, 0);
6851         write_unlock(&map_tree->lock);
6852         if (ret < 0) {
6853                 btrfs_err(fs_info,
6854                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
6855                           em->start, em->len, ret);
6856         }
6857         free_extent_map(em);
6858
6859         return ret;
6860 }
6861
6862 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
6863                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
6864                                  struct btrfs_device *device)
6865 {
6866         unsigned long ptr;
6867
6868         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6869         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
6870         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
6871         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
6872         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
6873         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
6874         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
6875         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
6876         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
6877         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
6878         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
6879         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
6880
6881         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
6882         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
6883 }
6884
6885 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6886                                                   u8 *fsid)
6887 {
6888         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
6889         int ret;
6890
6891         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
6892         ASSERT(fsid);
6893
6894         /* This will match only for multi-device seed fs */
6895         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
6896                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
6897                         return fs_devices;
6898
6899
6900         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
6901         if (!fs_devices) {
6902                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
6903                         return ERR_PTR(-ENOENT);
6904
6905                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid, NULL);
6906                 if (IS_ERR(fs_devices))
6907                         return fs_devices;
6908
6909                 fs_devices->seeding = true;
6910                 fs_devices->opened = 1;
6911                 return fs_devices;
6912         }
6913
6914         /*
6915          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
6916          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
6917          */
6918         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
6919         if (IS_ERR(fs_devices))
6920                 return fs_devices;
6921
6922         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
6923         if (ret) {
6924                 free_fs_devices(fs_devices);
6925                 return ERR_PTR(ret);
6926         }
6927
6928         if (!fs_devices->seeding) {
6929                 close_fs_devices(fs_devices);
6930                 free_fs_devices(fs_devices);
6931                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6932         }
6933
6934         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
6935
6936         return fs_devices;
6937 }
6938
6939 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
6940                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
6941 {
6942         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
6943         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
6944         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
6945         struct btrfs_device *device;
6946         u64 devid;
6947         int ret;
6948         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
6949         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
6950
6951         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
6952         args.devid = devid;
6953         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
6954                            BTRFS_UUID_SIZE);
6955         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
6956                            BTRFS_FSID_SIZE);
6957         args.uuid = dev_uuid;
6958         args.fsid = fs_uuid;
6959
6960         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
6961                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
6962                 if (IS_ERR(fs_devices))
6963                         return PTR_ERR(fs_devices);
6964         }
6965
6966         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
6967         if (!device) {
6968                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6969                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6970                                                         dev_uuid, true);
6971                         return -ENOENT;
6972                 }
6973
6974                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
6975                 if (IS_ERR(device)) {
6976                         btrfs_err(fs_info,
6977                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
6978                                 devid, PTR_ERR(device));
6979                         return PTR_ERR(device);
6980                 }
6981                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
6982         } else {
6983                 if (!device->bdev) {
6984                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
6985                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
6986                                                 devid, dev_uuid, true);
6987                                 return -ENOENT;
6988                         }
6989                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
6990                                                         dev_uuid, false);
6991                 }
6992
6993                 if (!device->bdev &&
6994                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
6995                         /*
6996                          * this happens when a device that was properly setup
6997                          * in the device info lists suddenly goes bad.
6998                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
6999                          * device->missing to one here
7000                          */
7001                         device->fs_devices->missing_devices++;
7002                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7003                 }
7004
7005                 /* Move the device to its own fs_devices */
7006                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7007                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7008                                                         &device->dev_state));
7009
7010                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7011                         device->fs_devices->num_devices--;
7012                         fs_devices->num_devices++;
7013
7014                         device->fs_devices->missing_devices--;
7015                         fs_devices->missing_devices++;
7016
7017                         device->fs_devices = fs_devices;
7018                 }
7019         }
7020
7021         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7022                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7023                 if (device->generation !=
7024                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7025                         return -EINVAL;
7026         }
7027
7028         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7029         if (device->bdev) {
7030                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7031
7032                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7033                         btrfs_err(fs_info,
7034                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7035                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7036                         return -EINVAL;
7037                 }
7038         }
7039         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7040         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7041            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7042                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7043                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7044                                 &fs_info->free_chunk_space);
7045         }
7046         ret = 0;
7047         return ret;
7048 }
7049
7050 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7051 {
7052         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7053         struct extent_buffer *sb;
7054         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7055         struct btrfs_chunk *chunk;
7056         u8 *array_ptr;
7057         unsigned long sb_array_offset;
7058         int ret = 0;
7059         u32 num_stripes;
7060         u32 array_size;
7061         u32 len = 0;
7062         u32 cur_offset;
7063         u64 type;
7064         struct btrfs_key key;
7065
7066         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7067
7068         /*
7069          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7070          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7071          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7072          */
7073         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7074         if (!sb)
7075                 return -ENOMEM;
7076         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7077
7078         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7079         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7080
7081         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7082         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7083         cur_offset = 0;
7084
7085         while (cur_offset < array_size) {
7086                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7087                 len = sizeof(*disk_key);
7088                 if (cur_offset + len > array_size)
7089                         goto out_short_read;
7090
7091                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7092
7093                 array_ptr += len;
7094                 sb_array_offset += len;
7095                 cur_offset += len;
7096
7097                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7098                         btrfs_err(fs_info,
7099                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7100                                   (u32)key.type, cur_offset);
7101                         ret = -EIO;
7102                         break;
7103                 }
7104
7105                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7106                 /*
7107                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7108                  * exact stripe count check comes afterwards
7109                  */
7110                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7111                 if (cur_offset + len > array_size)
7112                         goto out_short_read;
7113
7114                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7115                 if (!num_stripes) {
7116                         btrfs_err(fs_info,
7117                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7118                                   num_stripes, cur_offset);
7119                         ret = -EIO;
7120                         break;
7121                 }
7122
7123                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7124                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7125                         btrfs_err(fs_info,
7126                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7127                                   type, cur_offset);
7128                         ret = -EIO;
7129                         break;
7130                 }
7131
7132                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7133                 if (cur_offset + len > array_size)
7134                         goto out_short_read;
7135
7136                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7137                 if (ret)
7138                         break;
7139
7140                 array_ptr += len;
7141                 sb_array_offset += len;
7142                 cur_offset += len;
7143         }
7144         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7145         free_extent_buffer_stale(sb);
7146         return ret;
7147
7148 out_short_read:
7149         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7150                         len, cur_offset);
7151         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7152         free_extent_buffer_stale(sb);
7153         return -EIO;
7154 }
7155
7156 /*
7157  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7158  *
7159  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7160  *
7161  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7162  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7163  */
7164 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7165                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7166 {
7167         struct extent_map_tree *map_tree = &fs_info->mapping_tree;
7168         struct extent_map *em;
7169         u64 next_start = 0;
7170         bool ret = true;
7171
7172         read_lock(&map_tree->lock);
7173         em = lookup_extent_mapping(map_tree, 0, (u64)-1);
7174         read_unlock(&map_tree->lock);
7175         /* No chunk at all? Return false anyway */
7176         if (!em) {
7177                 ret = false;
7178                 goto out;
7179         }
7180         while (em) {
7181                 struct map_lookup *map;
7182                 int missing = 0;
7183                 int max_tolerated;
7184                 int i;
7185
7186                 map = em->map_lookup;
7187                 max_tolerated =
7188                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7189                                         map->type);
7190                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7191                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7192
7193                         if (!dev || !dev->bdev ||
7194                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7195                             dev->last_flush_error)
7196                                 missing++;
7197                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7198                                 missing++;
7199                 }
7200                 if (missing > max_tolerated) {
7201                         if (!failing_dev)
7202                                 btrfs_warn(fs_info,
7203         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7204                                    em->start, missing, max_tolerated);
7205                         free_extent_map(em);
7206                         ret = false;
7207                         goto out;
7208                 }
7209                 next_start = extent_map_end(em);
7210                 free_extent_map(em);
7211
7212                 read_lock(&map_tree->lock);
7213                 em = lookup_extent_mapping(map_tree, next_start,
7214                                            (u64)(-1) - next_start);
7215                 read_unlock(&map_tree->lock);
7216         }
7217 out:
7218         return ret;
7219 }
7220
7221 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7222 {
7223         int i;
7224         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7225
7226         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7227                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7228 }
7229
7230 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7231 {
7232         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7233         struct btrfs_path *path;
7234         struct extent_buffer *leaf;
7235         struct btrfs_key key;
7236         struct btrfs_key found_key;
7237         int ret;
7238         int slot;
7239         int iter_ret = 0;
7240         u64 total_dev = 0;
7241         u64 last_ra_node = 0;
7242
7243         path = btrfs_alloc_path();
7244         if (!path)
7245                 return -ENOMEM;
7246
7247         /*
7248          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7249          * otherwise we don't need it.
7250          */
7251         mutex_lock(&uuid_mutex);
7252
7253         /*
7254          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7255          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7256          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7257          * device items, so clear it here.
7258          */
7259         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7260
7261         /*
7262          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7263          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7264          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7265          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7266          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7267          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7268          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7269          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7270          */
7271         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7272         path->skip_locking = 1;
7273
7274         /*
7275          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7276          * device items are found before any chunk item (their object id
7277          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7278          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7279          */
7280         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7281         key.offset = 0;
7282         key.type = 0;
7283         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7284                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7285
7286                 leaf = path->nodes[0];
7287                 slot = path->slots[0];
7288
7289                 if (node) {
7290                         if (last_ra_node != node->start) {
7291                                 readahead_tree_node_children(node);
7292                                 last_ra_node = node->start;
7293                         }
7294                 }
7295                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7296                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7297                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7298                                                   struct btrfs_dev_item);
7299                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7300                         if (ret)
7301                                 goto error;
7302                         total_dev++;
7303                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7304                         struct btrfs_chunk *chunk;
7305
7306                         /*
7307                          * We are only called at mount time, so no need to take
7308                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7309                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7310                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7311                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7312                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7313                          */
7314                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7315                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7316                         if (ret)
7317                                 goto error;
7318                 }
7319         }
7320         /* Catch error found during iteration */
7321         if (iter_ret < 0) {
7322                 ret = iter_ret;
7323                 goto error;
7324         }
7325
7326         /*
7327          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7328          * do another round of validation checks.
7329          */
7330         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7331                 btrfs_warn(fs_info,
7332 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7333                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7334                           total_dev);
7335                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7336                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7337         }
7338         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7339             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7340                 btrfs_err(fs_info,
7341         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7342                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7343                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7344                 ret = -EINVAL;
7345                 goto error;
7346         }
7347         ret = 0;
7348 error:
7349         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7350
7351         btrfs_free_path(path);
7352         return ret;
7353 }
7354
7355 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7356 {
7357         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7358         struct btrfs_device *device;
7359         int ret = 0;
7360
7361         fs_devices->fs_info = fs_info;
7362
7363         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7364         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7365                 device->fs_info = fs_info;
7366
7367         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7368                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7369                         device->fs_info = fs_info;
7370                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7371                         if (ret)
7372                                 break;
7373                 }
7374
7375                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7376         }
7377         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7378
7379         return ret;
7380 }
7381
7382 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7383                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7384                                  int index)
7385 {
7386         u64 val;
7387
7388         read_extent_buffer(eb, &val,
7389                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7390                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7391                            sizeof(val));
7392         return val;
7393 }
7394
7395 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7396                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7397                                       int index, u64 val)
7398 {
7399         write_extent_buffer(eb, &val,
7400                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7401                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7402                             sizeof(val));
7403 }
7404
7405 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7406                                        struct btrfs_path *path)
7407 {
7408         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7409         struct extent_buffer *eb;
7410         struct btrfs_key key;
7411         int item_size;
7412         int i, ret, slot;
7413
7414         if (!device->fs_info->dev_root)
7415                 return 0;
7416
7417         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7418         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7419         key.offset = device->devid;
7420         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7421         if (ret) {
7422                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7423                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7424                 device->dev_stats_valid = 1;
7425                 btrfs_release_path(path);
7426                 return ret < 0 ? ret : 0;
7427         }
7428         slot = path->slots[0];
7429         eb = path->nodes[0];
7430         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7431
7432         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7433
7434         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7435                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7436                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7437                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7438                 else
7439                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7440         }
7441
7442         device->dev_stats_valid = 1;
7443         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7444         btrfs_release_path(path);
7445
7446         return 0;
7447 }
7448
7449 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7450 {
7451         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7452         struct btrfs_device *device;
7453         struct btrfs_path *path = NULL;
7454         int ret = 0;
7455
7456         path = btrfs_alloc_path();
7457         if (!path)
7458                 return -ENOMEM;
7459
7460         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7461         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7462                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7463                 if (ret)
7464                         goto out;
7465         }
7466         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7467                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7468                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7469                         if (ret)
7470                                 goto out;
7471                 }
7472         }
7473 out:
7474         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7475
7476         btrfs_free_path(path);
7477         return ret;
7478 }
7479
7480 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7481                                 struct btrfs_device *device)
7482 {
7483         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7484         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7485         struct btrfs_path *path;
7486         struct btrfs_key key;
7487         struct extent_buffer *eb;
7488         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7489         int ret;
7490         int i;
7491
7492         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7493         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7494         key.offset = device->devid;
7495
7496         path = btrfs_alloc_path();
7497         if (!path)
7498                 return -ENOMEM;
7499         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7500         if (ret < 0) {
7501                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7502                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7503                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7504                 goto out;
7505         }
7506
7507         if (ret == 0 &&
7508             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7509                 /* need to delete old one and insert a new one */
7510                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7511                 if (ret != 0) {
7512                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7513                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7514                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7515                         goto out;
7516                 }
7517                 ret = 1;
7518         }
7519
7520         if (ret == 1) {
7521                 /* need to insert a new item */
7522                 btrfs_release_path(path);
7523                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7524                                               &key, sizeof(*ptr));
7525                 if (ret < 0) {
7526                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7527                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7528                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7529                         goto out;
7530                 }
7531         }
7532
7533         eb = path->nodes[0];
7534         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7535         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7536                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7537                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7538         btrfs_mark_buffer_dirty(eb);
7539
7540 out:
7541         btrfs_free_path(path);
7542         return ret;
7543 }
7544
7545 /*
7546  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7547  */
7548 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7549 {
7550         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7551         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7552         struct btrfs_device *device;
7553         int stats_cnt;
7554         int ret = 0;
7555
7556         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7557         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7558                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7559                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7560                         continue;
7561
7562
7563                 /*
7564                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7565                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7566                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7567                  * require explicit read memory barriers.
7568                  *
7569                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7570                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7571                  * barrier implied by atomic_xchg in
7572                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7573                  */
7574                 smp_rmb();
7575
7576                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7577                 if (!ret)
7578                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7579         }
7580         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7581
7582         return ret;
7583 }
7584
7585 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7586 {
7587         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7588
7589         if (!dev->dev_stats_valid)
7590                 return;
7591         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7592                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7593                            btrfs_dev_name(dev),
7594                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7595                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7596                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7597                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7598                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7599 }
7600
7601 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7602 {
7603         int i;
7604
7605         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7606                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7607                         break;
7608         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7609                 return; /* all values == 0, suppress message */
7610
7611         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7612                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7613                btrfs_dev_name(dev),
7614                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7615                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7616                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7617                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7618                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7619 }
7620
7621 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7622                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7623 {
7624         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7625         struct btrfs_device *dev;
7626         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7627         int i;
7628
7629         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7630         args.devid = stats->devid;
7631         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7632         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7633
7634         if (!dev) {
7635                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7636                 return -ENODEV;
7637         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7638                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7639                 return -ENODEV;
7640         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7641                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7642                         if (stats->nr_items > i)
7643                                 stats->values[i] =
7644                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7645                         else
7646                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7647                 }
7648                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7649                            current->comm, task_pid_nr(current));
7650         } else {
7651                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7652                         if (stats->nr_items > i)
7653                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7654         }
7655         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7656                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7657         return 0;
7658 }
7659
7660 /*
7661  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7662  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7663  * superblocks.
7664  *
7665  * Must be invoked during transaction commit.
7666  */
7667 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7668 {
7669         struct btrfs_device *curr, *next;
7670
7671         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7672
7673         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7674                 return;
7675
7676         /*
7677          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7678          * transaction and the transaction must complete before the device is
7679          * released.
7680          */
7681         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7682         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7683                                  post_commit_list) {
7684                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7685                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7686                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7687         }
7688         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7689 }
7690
7691 /*
7692  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7693  */
7694 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7695 {
7696         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7697
7698         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7699 }
7700
7701
7702
7703 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7704                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7705                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7706 {
7707         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
7708         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7709         struct extent_map *em;
7710         struct map_lookup *map;
7711         struct btrfs_device *dev;
7712         u64 stripe_len;
7713         bool found = false;
7714         int ret = 0;
7715         int i;
7716
7717         read_lock(&em_tree->lock);
7718         em = lookup_extent_mapping(em_tree, chunk_offset, 1);
7719         read_unlock(&em_tree->lock);
7720
7721         if (!em) {
7722                 btrfs_err(fs_info,
7723 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
7724                           physical_offset, devid);
7725                 ret = -EUCLEAN;
7726                 goto out;
7727         }
7728
7729         map = em->map_lookup;
7730         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(em);
7731         if (physical_len != stripe_len) {
7732                 btrfs_err(fs_info,
7733 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
7734                           physical_offset, devid, em->start, physical_len,
7735                           stripe_len);
7736                 ret = -EUCLEAN;
7737                 goto out;
7738         }
7739
7740         /*
7741          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
7742          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
7743          * the users.
7744          */
7745         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
7746                 btrfs_warn(fs_info,
7747                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
7748                            devid, physical_offset, physical_len);
7749
7750         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7751                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
7752                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
7753                         found = true;
7754                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
7755                                 btrfs_err(fs_info,
7756                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
7757                                           em->start);
7758                                 ret = -EUCLEAN;
7759                                 goto out;
7760                         }
7761                         map->verified_stripes++;
7762                         break;
7763                 }
7764         }
7765         if (!found) {
7766                 btrfs_err(fs_info,
7767         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
7768                         physical_offset, devid);
7769                 ret = -EUCLEAN;
7770         }
7771
7772         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
7773         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7774         if (!dev) {
7775                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
7776                 ret = -EUCLEAN;
7777                 goto out;
7778         }
7779
7780         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
7781                 btrfs_err(fs_info,
7782 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
7783                           devid, physical_offset, physical_len,
7784                           dev->disk_total_bytes);
7785                 ret = -EUCLEAN;
7786                 goto out;
7787         }
7788
7789         if (dev->zone_info) {
7790                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
7791
7792                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
7793                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
7794                         btrfs_err(fs_info,
7795 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
7796                                   devid, physical_offset, physical_len);
7797                         ret = -EUCLEAN;
7798                         goto out;
7799                 }
7800         }
7801
7802 out:
7803         free_extent_map(em);
7804         return ret;
7805 }
7806
7807 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7808 {
7809         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
7810         struct extent_map *em;
7811         struct rb_node *node;
7812         int ret = 0;
7813
7814         read_lock(&em_tree->lock);
7815         for (node = rb_first_cached(&em_tree->map); node; node = rb_next(node)) {
7816                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
7817                 if (em->map_lookup->num_stripes !=
7818                     em->map_lookup->verified_stripes) {
7819                         btrfs_err(fs_info,
7820                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
7821                                   em->start, em->map_lookup->verified_stripes,
7822                                   em->map_lookup->num_stripes);
7823                         ret = -EUCLEAN;
7824                         goto out;
7825                 }
7826         }
7827 out:
7828         read_unlock(&em_tree->lock);
7829         return ret;
7830 }
7831
7832 /*
7833  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
7834  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
7835  *
7836  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
7837  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
7838  */
7839 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7840 {
7841         struct btrfs_path *path;
7842         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
7843         struct btrfs_key key;
7844         u64 prev_devid = 0;
7845         u64 prev_dev_ext_end = 0;
7846         int ret = 0;
7847
7848         /*
7849          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
7850          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
7851          * case for sure.
7852          *
7853          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
7854          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
7855          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
7856          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
7857          */
7858         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
7859                 return 0;
7860
7861         key.objectid = 1;
7862         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
7863         key.offset = 0;
7864
7865         path = btrfs_alloc_path();
7866         if (!path)
7867                 return -ENOMEM;
7868
7869         path->reada = READA_FORWARD;
7870         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
7871         if (ret < 0)
7872                 goto out;
7873
7874         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
7875                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
7876                 if (ret < 0)
7877                         goto out;
7878                 /* No dev extents at all? Not good */
7879                 if (ret > 0) {
7880                         ret = -EUCLEAN;
7881                         goto out;
7882                 }
7883         }
7884         while (1) {
7885                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
7886                 struct btrfs_dev_extent *dext;
7887                 int slot = path->slots[0];
7888                 u64 chunk_offset;
7889                 u64 physical_offset;
7890                 u64 physical_len;
7891                 u64 devid;
7892
7893                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
7894                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
7895                         break;
7896                 devid = key.objectid;
7897                 physical_offset = key.offset;
7898
7899                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
7900                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
7901                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
7902
7903                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
7904                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
7905                         btrfs_err(fs_info,
7906 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
7907                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
7908                         ret = -EUCLEAN;
7909                         goto out;
7910                 }
7911
7912                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
7913                                             physical_offset, physical_len);
7914                 if (ret < 0)
7915                         goto out;
7916                 prev_devid = devid;
7917                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
7918
7919                 ret = btrfs_next_item(root, path);
7920                 if (ret < 0)
7921                         goto out;
7922                 if (ret > 0) {
7923                         ret = 0;
7924                         break;
7925                 }
7926         }
7927
7928         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
7929         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
7930 out:
7931         btrfs_free_path(path);
7932         return ret;
7933 }
7934
7935 /*
7936  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
7937  * used as a swapfile.
7938  */
7939 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
7940 {
7941         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
7942         struct rb_node *node;
7943
7944         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7945         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
7946         while (node) {
7947                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
7948                 if (ptr < sp->ptr)
7949                         node = node->rb_left;
7950                 else if (ptr > sp->ptr)
7951                         node = node->rb_right;
7952                 else
7953                         break;
7954         }
7955         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
7956         return node != NULL;
7957 }
7958
7959 static int relocating_repair_kthread(void *data)
7960 {
7961         struct btrfs_block_group *cache = data;
7962         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
7963         u64 target;
7964         int ret = 0;
7965
7966         target = cache->start;
7967         btrfs_put_block_group(cache);
7968
7969         sb_start_write(fs_info->sb);
7970         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
7971                 btrfs_info(fs_info,
7972                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
7973                            target);
7974                 sb_end_write(fs_info->sb);
7975                 return -EBUSY;
7976         }
7977
7978         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
7979
7980         /* Ensure block group still exists */
7981         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
7982         if (!cache)
7983                 goto out;
7984
7985         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
7986                 goto out;
7987
7988         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
7989         if (ret < 0)
7990                 goto out;
7991
7992         btrfs_info(fs_info,
7993                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
7994                    target);
7995         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
7996
7997 out:
7998         if (cache)
7999                 btrfs_put_block_group(cache);
8000         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8001         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8002         sb_end_write(fs_info->sb);
8003
8004         return ret;
8005 }
8006
8007 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8008 {
8009         struct btrfs_block_group *cache;
8010
8011         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8012                 return false;
8013
8014         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8015         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8016                 return true;
8017
8018         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8019         if (!cache)
8020                 return true;
8021
8022         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8023                 btrfs_put_block_group(cache);
8024                 return true;
8025         }
8026
8027         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8028                     "btrfs-relocating-repair");
8029
8030         return true;
8031 }
8032
8033 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8034                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8035                                     u64 logical)
8036 {
8037         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8038         int i;
8039
8040         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8041                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8042                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8043
8044                 if (logical >= stripe_start &&
8045                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8046                         break;
8047         }
8048         ASSERT(i < data_stripes);
8049         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8050         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8051                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8052                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8053 }
8054
8055 /*
8056  * Map a repair write into a single device.
8057  *
8058  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8059  * update the contents of a single device.
8060  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8061  *
8062  * Callers should ensure:
8063  *
8064  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8065  * - The range does not cross stripe boundary
8066  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8067  */
8068 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8069                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8070                            u32 length, int mirror_num)
8071 {
8072         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8073         u64 map_length = length;
8074         int mirror_ret = mirror_num;
8075         int ret;
8076
8077         ASSERT(mirror_num > 0);
8078
8079         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8080                               &bioc, smap, &mirror_ret, true);
8081         if (ret < 0)
8082                 return ret;
8083
8084         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8085         ASSERT(map_length >= length);
8086
8087         /* Already mapped to single stripe. */
8088         if (!bioc)
8089                 goto out;
8090
8091         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8092         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8093                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8094                 goto out;
8095         }
8096
8097         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8098         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8099         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8100 out:
8101         btrfs_put_bioc(bioc);
8102         ASSERT(smap->dev);
8103         return 0;
8104 }