fs/btrfs/zoned.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/bitops.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/blkdev.h>
   6 #include <linux/sched/mm.h>
   7 #include "ctree.h"
   8 #include "volumes.h"
   9 #include "zoned.h"
  10 #include "rcu-string.h"
  11 #include "disk-io.h"
  12 #include "block-group.h"
  13 #include "transaction.h"
  14 #include "dev-replace.h"
  15 #include "space-info.h"
  16
  17 /* Maximum number of zones to report per blkdev_report_zones() call */
  18 #define BTRFS_REPORT_NR_ZONES   4096
  19 /* Invalid allocation pointer value for missing devices */
  20 #define WP_MISSING_DEV ((u64)-1)
  21 /* Pseudo write pointer value for conventional zone */
  22 #define WP_CONVENTIONAL ((u64)-2)
  23
  24 /*
  25  * Location of the first zone of superblock logging zone pairs.
  26  *
  27  * - primary superblock:    0B (zone 0)
  28  * - first copy:          512G (zone starting at that offset)
  29  * - second copy:           4T (zone starting at that offset)
  30  */
  31 #define BTRFS_SB_LOG_PRIMARY_OFFSET     (0ULL)
  32 #define BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET       (512ULL * SZ_1G)
  33 #define BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET      (4096ULL * SZ_1G)
  34
  35 #define BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT        const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET)
  36 #define BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT       const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET)
  37
  38 /* Number of superblock log zones */
  39 #define BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES 2
  40
  41 /*
  42  * Maximum supported zone size. Currently, SMR disks have a zone size of
  43  * 256MiB, and we are expecting ZNS drives to be in the 1-4GiB range. We do not
  44  * expect the zone size to become larger than 8GiB in the near future.
  45  */
  46 #define BTRFS_MAX_ZONE_SIZE             SZ_8G
  47
  48 static int copy_zone_info_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx, void *data)
  49 {
  50         struct blk_zone *zones = data;
  51
  52         memcpy(&zones[idx], zone, sizeof(*zone));
  53
  54         return 0;
  55 }
  56
  57 static int sb_write_pointer(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
  58                             u64 *wp_ret)
  59 {
  60         bool empty[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  61         bool full[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  62         sector_t sector;
  63
  64         ASSERT(zones[0].type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL &&
  65                zones[1].type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL);
  66
  67         empty[0] = (zones[0].cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY);
  68         empty[1] = (zones[1].cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY);
  69         full[0] = (zones[0].cond == BLK_ZONE_COND_FULL);
  70         full[1] = (zones[1].cond == BLK_ZONE_COND_FULL);
  71
  72         /*
  73          * Possible states of log buffer zones
  74          *
  75          *           Empty[0]  In use[0]  Full[0]
  76          * Empty[1]         *          x        0
  77          * In use[1]        0          x        0
  78          * Full[1]          1          1        C
  79          *
  80          * Log position:
  81          *   *: Special case, no superblock is written
  82          *   0: Use write pointer of zones[0]
  83          *   1: Use write pointer of zones[1]
  84          *   C: Compare super blocks from zones[0] and zones[1], use the latest
  85          *      one determined by generation
  86          *   x: Invalid state
  87          */
  88
  89         if (empty[0] && empty[1]) {
  90                 /* Special case to distinguish no superblock to read */
  91                 *wp_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
  92                 return -ENOENT;
  93         } else if (full[0] && full[1]) {
  94                 /* Compare two super blocks */
  95                 struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  96                 struct page *page[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  97                 struct btrfs_super_block *super[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  98                 int i;
  99
 100                 for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
 101                         u64 bytenr;
 102
 103                         bytenr = ((zones[i].start + zones[i].len)
 104                                    << SECTOR_SHIFT) - BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;
 105
 106                         page[i] = read_cache_page_gfp(mapping,
 107                                         bytenr >> PAGE_SHIFT, GFP_NOFS);
 108                         if (IS_ERR(page[i])) {
 109                                 if (i == 1)
 110                                         btrfs_release_disk_super(super[0]);
 111                                 return PTR_ERR(page[i]);
 112                         }
 113                         super[i] = page_address(page[i]);
 114                 }
 115
 116                 if (super[0]->generation > super[1]->generation)
 117                         sector = zones[1].start;
 118                 else
 119                         sector = zones[0].start;
 120
 121                 for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++)
 122                         btrfs_release_disk_super(super[i]);
 123         } else if (!full[0] && (empty[1] || full[1])) {
 124                 sector = zones[0].wp;
 125         } else if (full[0]) {
 126                 sector = zones[1].wp;
 127         } else {
 128                 return -EUCLEAN;
 129         }
 130         *wp_ret = sector << SECTOR_SHIFT;
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 /*
 135  * Get the first zone number of the superblock mirror
 136  */
 137 static inline u32 sb_zone_number(int shift, int mirror)
 138 {
 139         u64 zone;
 140
 141         ASSERT(mirror < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX);
 142         switch (mirror) {
 143         case 0: zone = 0; break;
 144         case 1: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT - shift); break;
 145         case 2: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT - shift); break;
 146         }
 147
 148         ASSERT(zone <= U32_MAX);
 149
 150         return (u32)zone;
 151 }
 152
 153 static inline sector_t zone_start_sector(u32 zone_number,
 154                                          struct block_device *bdev)
 155 {
 156         return (sector_t)zone_number << ilog2(bdev_zone_sectors(bdev));
 157 }
 158
 159 static inline u64 zone_start_physical(u32 zone_number,
 160                                       struct btrfs_zoned_device_info *zone_info)
 161 {
 162         return (u64)zone_number << zone_info->zone_size_shift;
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Emulate blkdev_report_zones() for a non-zoned device. It slices up the block
 167  * device into static sized chunks and fake a conventional zone on each of
 168  * them.
 169  */
 170 static int emulate_report_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 171                                 struct blk_zone *zones, unsigned int nr_zones)
 172 {
 173         const sector_t zone_sectors = device->fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 174         sector_t bdev_size = bdev_nr_sectors(device->bdev);
 175         unsigned int i;
 176
 177         pos >>= SECTOR_SHIFT;
 178         for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
 179                 zones[i].start = i * zone_sectors + pos;
 180                 zones[i].len = zone_sectors;
 181                 zones[i].capacity = zone_sectors;
 182                 zones[i].wp = zones[i].start + zone_sectors;
 183                 zones[i].type = BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL;
 184                 zones[i].cond = BLK_ZONE_COND_NOT_WP;
 185
 186                 if (zones[i].wp >= bdev_size) {
 187                         i++;
 188                         break;
 189                 }
 190         }
 191
 192         return i;
 193 }
 194
 195 static int btrfs_get_dev_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 196                                struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones)
 197 {
 198         int ret;
 199
 200         if (!*nr_zones)
 201                 return 0;
 202
 203         if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 204                 ret = emulate_report_zones(device, pos, zones, *nr_zones);
 205                 *nr_zones = ret;
 206                 return 0;
 207         }
 208
 209         ret = blkdev_report_zones(device->bdev, pos >> SECTOR_SHIFT, *nr_zones,
 210                                   copy_zone_info_cb, zones);
 211         if (ret < 0) {
 212                 btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 213                                  "zoned: failed to read zone %llu on %s (devid %llu)",
 214                                  pos, rcu_str_deref(device->name),
 215                                  device->devid);
 216                 return ret;
 217         }
 218         *nr_zones = ret;
 219         if (!ret)
 220                 return -EIO;
 221
 222         return 0;
 223 }
 224
 225 /* The emulated zone size is determined from the size of device extent */
 226 static int calculate_emulated_zone_size(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 227 {
 228         struct btrfs_path *path;
 229         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
 230         struct btrfs_key key;
 231         struct extent_buffer *leaf;
 232         struct btrfs_dev_extent *dext;
 233         int ret = 0;
 234
 235         key.objectid = 1;
 236         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
 237         key.offset = 0;
 238
 239         path = btrfs_alloc_path();
 240         if (!path)
 241                 return -ENOMEM;
 242
 243         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 244         if (ret < 0)
 245                 goto out;
 246
 247         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
 248                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
 249                 if (ret < 0)
 250                         goto out;
 251                 /* No dev extents at all? Not good */
 252                 if (ret > 0) {
 253                         ret = -EUCLEAN;
 254                         goto out;
 255                 }
 256         }
 257
 258         leaf = path->nodes[0];
 259         dext = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_extent);
 260         fs_info->zone_size = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
 261         ret = 0;
 262
 263 out:
 264         btrfs_free_path(path);
 265
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 int btrfs_get_dev_zone_info_all_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 270 {
 271         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
 272         struct btrfs_device *device;
 273         int ret = 0;
 274
 275         /* fs_info->zone_size might not set yet. Use the incomapt flag here. */
 276         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
 277                 return 0;
 278
 279         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
 280         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
 281                 /* We can skip reading of zone info for missing devices */
 282                 if (!device->bdev)
 283                         continue;
 284
 285                 ret = btrfs_get_dev_zone_info(device);
 286                 if (ret)
 287                         break;
 288         }
 289         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
 290
 291         return ret;
 292 }
 293
 294 int btrfs_get_dev_zone_info(struct btrfs_device *device)
 295 {
 296         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
 297         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = NULL;
 298         struct block_device *bdev = device->bdev;
 299         sector_t nr_sectors;
 300         sector_t sector = 0;
 301         struct blk_zone *zones = NULL;
 302         unsigned int i, nreported = 0, nr_zones;
 303         sector_t zone_sectors;
 304         char *model, *emulated;
 305         int ret;
 306
 307         /*
 308          * Cannot use btrfs_is_zoned here, since fs_info::zone_size might not
 309          * yet be set.
 310          */
 311         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
 312                 return 0;
 313
 314         if (device->zone_info)
 315                 return 0;
 316
 317         zone_info = kzalloc(sizeof(*zone_info), GFP_KERNEL);
 318         if (!zone_info)
 319                 return -ENOMEM;
 320
 321         if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
 322                 if (!fs_info->zone_size) {
 323                         ret = calculate_emulated_zone_size(fs_info);
 324                         if (ret)
 325                                 goto out;
 326                 }
 327
 328                 ASSERT(fs_info->zone_size);
 329                 zone_sectors = fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 330         } else {
 331                 zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 332         }
 333
 334         /* Check if it's power of 2 (see is_power_of_2) */
 335         ASSERT(zone_sectors != 0 && (zone_sectors & (zone_sectors - 1)) == 0);
 336         zone_info->zone_size = zone_sectors << SECTOR_SHIFT;
 337
 338         /* We reject devices with a zone size larger than 8GB */
 339         if (zone_info->zone_size > BTRFS_MAX_ZONE_SIZE) {
 340                 btrfs_err_in_rcu(fs_info,
 341                 "zoned: %s: zone size %llu larger than supported maximum %llu",
 342                                  rcu_str_deref(device->name),
 343                                  zone_info->zone_size, BTRFS_MAX_ZONE_SIZE);
 344                 ret = -EINVAL;
 345                 goto out;
 346         }
 347
 348         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 349         zone_info->zone_size_shift = ilog2(zone_info->zone_size);
 350         zone_info->nr_zones = nr_sectors >> ilog2(zone_sectors);
 351         if (!IS_ALIGNED(nr_sectors, zone_sectors))
 352                 zone_info->nr_zones++;
 353
 354         zone_info->seq_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 355         if (!zone_info->seq_zones) {
 356                 ret = -ENOMEM;
 357                 goto out;
 358         }
 359
 360         zone_info->empty_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 361         if (!zone_info->empty_zones) {
 362                 ret = -ENOMEM;
 363                 goto out;
 364         }
 365
 366         zones = kcalloc(BTRFS_REPORT_NR_ZONES, sizeof(struct blk_zone), GFP_KERNEL);
 367         if (!zones) {
 368                 ret = -ENOMEM;
 369                 goto out;
 370         }
 371
 372         /* Get zones type */
 373         while (sector < nr_sectors) {
 374                 nr_zones = BTRFS_REPORT_NR_ZONES;
 375                 ret = btrfs_get_dev_zones(device, sector << SECTOR_SHIFT, zones,
 376                                           &nr_zones);
 377                 if (ret)
 378                         goto out;
 379
 380                 for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
 381                         if (zones[i].type == BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ)
 382                                 __set_bit(nreported, zone_info->seq_zones);
 383                         if (zones[i].cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
 384                                 __set_bit(nreported, zone_info->empty_zones);
 385                         nreported++;
 386                 }
 387                 sector = zones[nr_zones - 1].start + zones[nr_zones - 1].len;
 388         }
 389
 390         if (nreported != zone_info->nr_zones) {
 391                 btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 392                                  "inconsistent number of zones on %s (%u/%u)",
 393                                  rcu_str_deref(device->name), nreported,
 394                                  zone_info->nr_zones);
 395                 ret = -EIO;
 396                 goto out;
 397         }
 398
 399         /* Validate superblock log */
 400         nr_zones = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES;
 401         for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
 402                 u32 sb_zone;
 403                 u64 sb_wp;
 404                 int sb_pos = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i;
 405
 406                 sb_zone = sb_zone_number(zone_info->zone_size_shift, i);
 407                 if (sb_zone + 1 >= zone_info->nr_zones)
 408                         continue;
 409
 410                 ret = btrfs_get_dev_zones(device,
 411                                           zone_start_physical(sb_zone, zone_info),
 412                                           &zone_info->sb_zones[sb_pos],
 413                                           &nr_zones);
 414                 if (ret)
 415                         goto out;
 416
 417                 if (nr_zones != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES) {
 418                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 419         "zoned: failed to read super block log zone info at devid %llu zone %u",
 420                                          device->devid, sb_zone);
 421                         ret = -EUCLEAN;
 422                         goto out;
 423                 }
 424
 425                 /*
 426                  * If zones[0] is conventional, always use the beginning of the
 427                  * zone to record superblock. No need to validate in that case.
 428                  */
 429                 if (zone_info->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i].type ==
 430                     BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL)
 431                         continue;
 432
 433                 ret = sb_write_pointer(device->bdev,
 434                                        &zone_info->sb_zones[sb_pos], &sb_wp);
 435                 if (ret != -ENOENT && ret) {
 436                         btrfs_err_in_rcu(device->fs_info,
 437                         "zoned: super block log zone corrupted devid %llu zone %u",
 438                                          device->devid, sb_zone);
 439                         ret = -EUCLEAN;
 440                         goto out;
 441                 }
 442         }
 443
 444
 445         kfree(zones);
 446
 447         device->zone_info = zone_info;
 448
 449         switch (bdev_zoned_model(bdev)) {
 450         case BLK_ZONED_HM:
 451                 model = "host-managed zoned";
 452                 emulated = "";
 453                 break;
 454         case BLK_ZONED_HA:
 455                 model = "host-aware zoned";
 456                 emulated = "";
 457                 break;
 458         case BLK_ZONED_NONE:
 459                 model = "regular";
 460                 emulated = "emulated ";
 461                 break;
 462         default:
 463                 /* Just in case */
 464                 btrfs_err_in_rcu(fs_info, "zoned: unsupported model %d on %s",
 465                                  bdev_zoned_model(bdev),
 466                                  rcu_str_deref(device->name));
 467                 ret = -EOPNOTSUPP;
 468                 goto out_free_zone_info;
 469         }
 470
 471         btrfs_info_in_rcu(fs_info,
 472                 "%s block device %s, %u %szones of %llu bytes",
 473                 model, rcu_str_deref(device->name), zone_info->nr_zones,
 474                 emulated, zone_info->zone_size);
 475
 476         return 0;
 477
 478 out:
 479         kfree(zones);
 480 out_free_zone_info:
 481         bitmap_free(zone_info->empty_zones);
 482         bitmap_free(zone_info->seq_zones);
 483         kfree(zone_info);
 484         device->zone_info = NULL;
 485
 486         return ret;
 487 }
 488
 489 void btrfs_destroy_dev_zone_info(struct btrfs_device *device)
 490 {
 491         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 492
 493         if (!zone_info)
 494                 return;
 495
 496         bitmap_free(zone_info->seq_zones);
 497         bitmap_free(zone_info->empty_zones);
 498         kfree(zone_info);
 499         device->zone_info = NULL;
 500 }
 501
 502 int btrfs_get_dev_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos,
 503                        struct blk_zone *zone)
 504 {
 505         unsigned int nr_zones = 1;
 506         int ret;
 507
 508         ret = btrfs_get_dev_zones(device, pos, zone, &nr_zones);
 509         if (ret != 0 || !nr_zones)
 510                 return ret ? ret : -EIO;
 511
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 int btrfs_check_zoned_mode(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 516 {
 517         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
 518         struct btrfs_device *device;
 519         u64 zoned_devices = 0;
 520         u64 nr_devices = 0;
 521         u64 zone_size = 0;
 522         const bool incompat_zoned = btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED);
 523         int ret = 0;
 524
 525         /* Count zoned devices */
 526         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
 527                 enum blk_zoned_model model;
 528
 529                 if (!device->bdev)
 530                         continue;
 531
 532                 model = bdev_zoned_model(device->bdev);
 533                 /*
 534                  * A Host-Managed zoned device must be used as a zoned device.
 535                  * A Host-Aware zoned device and a non-zoned devices can be
 536                  * treated as a zoned device, if ZONED flag is enabled in the
 537                  * superblock.
 538                  */
 539                 if (model == BLK_ZONED_HM ||
 540                     (model == BLK_ZONED_HA && incompat_zoned) ||
 541                     (model == BLK_ZONED_NONE && incompat_zoned)) {
 542                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info =
 543                                 device->zone_info;
 544
 545                         zone_info = device->zone_info;
 546                         zoned_devices++;
 547                         if (!zone_size) {
 548                                 zone_size = zone_info->zone_size;
 549                         } else if (zone_info->zone_size != zone_size) {
 550                                 btrfs_err(fs_info,
 551                 "zoned: unequal block device zone sizes: have %llu found %llu",
 552                                           device->zone_info->zone_size,
 553                                           zone_size);
 554                                 ret = -EINVAL;
 555                                 goto out;
 556                         }
 557                 }
 558                 nr_devices++;
 559         }
 560
 561         if (!zoned_devices && !incompat_zoned)
 562                 goto out;
 563
 564         if (!zoned_devices && incompat_zoned) {
 565                 /* No zoned block device found on ZONED filesystem */
 566                 btrfs_err(fs_info,
 567                           "zoned: no zoned devices found on a zoned filesystem");
 568                 ret = -EINVAL;
 569                 goto out;
 570         }
 571
 572         if (zoned_devices && !incompat_zoned) {
 573                 btrfs_err(fs_info,
 574                           "zoned: mode not enabled but zoned device found");
 575                 ret = -EINVAL;
 576                 goto out;
 577         }
 578
 579         if (zoned_devices != nr_devices) {
 580                 btrfs_err(fs_info,
 581                           "zoned: cannot mix zoned and regular devices");
 582                 ret = -EINVAL;
 583                 goto out;
 584         }
 585
 586         /*
 587          * stripe_size is always aligned to BTRFS_STRIPE_LEN in
 588          * __btrfs_alloc_chunk(). Since we want stripe_len == zone_size,
 589          * check the alignment here.
 590          */
 591         if (!IS_ALIGNED(zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN)) {
 592                 btrfs_err(fs_info,
 593                           "zoned: zone size %llu not aligned to stripe %u",
 594                           zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
 595                 ret = -EINVAL;
 596                 goto out;
 597         }
 598
 599         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, MIXED_GROUPS)) {
 600                 btrfs_err(fs_info, "zoned: mixed block groups not supported");
 601                 ret = -EINVAL;
 602                 goto out;
 603         }
 604
 605         fs_info->zone_size = zone_size;
 606         fs_info->fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED;
 607
 608         /*
 609          * Check mount options here, because we might change fs_info->zoned
 610          * from fs_info->zone_size.
 611          */
 612         ret = btrfs_check_mountopts_zoned(fs_info);
 613         if (ret)
 614                 goto out;
 615
 616         btrfs_info(fs_info, "zoned mode enabled with zone size %llu", zone_size);
 617 out:
 618         return ret;
 619 }
 620
 621 int btrfs_check_mountopts_zoned(struct btrfs_fs_info *info)
 622 {
 623         if (!btrfs_is_zoned(info))
 624                 return 0;
 625
 626         /*
 627          * Space cache writing is not COWed. Disable that to avoid write errors
 628          * in sequential zones.
 629          */
 630         if (btrfs_test_opt(info, SPACE_CACHE)) {
 631                 btrfs_err(info, "zoned: space cache v1 is not supported");
 632                 return -EINVAL;
 633         }
 634
 635         if (btrfs_test_opt(info, NODATACOW)) {
 636                 btrfs_err(info, "zoned: NODATACOW not supported");
 637                 return -EINVAL;
 638         }
 639
 640         return 0;
 641 }
 642
 643 static int sb_log_location(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
 644                            int rw, u64 *bytenr_ret)
 645 {
 646         u64 wp;
 647         int ret;
 648
 649         if (zones[0].type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
 650                 *bytenr_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
 651                 return 0;
 652         }
 653
 654         ret = sb_write_pointer(bdev, zones, &wp);
 655         if (ret != -ENOENT && ret < 0)
 656                 return ret;
 657
 658         if (rw == WRITE) {
 659                 struct blk_zone *reset = NULL;
 660
 661                 if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
 662                         reset = &zones[0];
 663                 else if (wp == zones[1].start << SECTOR_SHIFT)
 664                         reset = &zones[1];
 665
 666                 if (reset && reset->cond != BLK_ZONE_COND_EMPTY) {
 667                         ASSERT(reset->cond == BLK_ZONE_COND_FULL);
 668
 669                         ret = blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
 670                                                reset->start, reset->len,
 671                                                GFP_NOFS);
 672                         if (ret)
 673                                 return ret;
 674
 675                         reset->cond = BLK_ZONE_COND_EMPTY;
 676                         reset->wp = reset->start;
 677                 }
 678         } else if (ret != -ENOENT) {
 679                 /* For READ, we want the precious one */
 680                 if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
 681                         wp = (zones[1].start + zones[1].len) << SECTOR_SHIFT;
 682                 wp -= BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;
 683         }
 684
 685         *bytenr_ret = wp;
 686         return 0;
 687
 688 }
 689
 690 int btrfs_sb_log_location_bdev(struct block_device *bdev, int mirror, int rw,
 691                                u64 *bytenr_ret)
 692 {
 693         struct blk_zone zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 694         sector_t zone_sectors;
 695         u32 sb_zone;
 696         int ret;
 697         u8 zone_sectors_shift;
 698         sector_t nr_sectors;
 699         u32 nr_zones;
 700
 701         if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
 702                 *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 703                 return 0;
 704         }
 705
 706         ASSERT(rw == READ || rw == WRITE);
 707
 708         zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 709         if (!is_power_of_2(zone_sectors))
 710                 return -EINVAL;
 711         zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 712         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 713         nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;
 714
 715         sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 716         if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
 717                 return -ENOENT;
 718
 719         ret = blkdev_report_zones(bdev, zone_start_sector(sb_zone, bdev),
 720                                   BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, copy_zone_info_cb,
 721                                   zones);
 722         if (ret < 0)
 723                 return ret;
 724         if (ret != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES)
 725                 return -EIO;
 726
 727         return sb_log_location(bdev, zones, rw, bytenr_ret);
 728 }
 729
 730 int btrfs_sb_log_location(struct btrfs_device *device, int mirror, int rw,
 731                           u64 *bytenr_ret)
 732 {
 733         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 734         u32 zone_num;
 735
 736         /*
 737          * For a zoned filesystem on a non-zoned block device, use the same
 738          * super block locations as regular filesystem. Doing so, the super
 739          * block can always be retrieved and the zoned flag of the volume
 740          * detected from the super block information.
 741          */
 742         if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
 743                 *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 744                 return 0;
 745         }
 746
 747         zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 748         if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
 749                 return -ENOENT;
 750
 751         return sb_log_location(device->bdev,
 752                                &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror],
 753                                rw, bytenr_ret);
 754 }
 755
 756 static inline bool is_sb_log_zone(struct btrfs_zoned_device_info *zinfo,
 757                                   int mirror)
 758 {
 759         u32 zone_num;
 760
 761         if (!zinfo)
 762                 return false;
 763
 764         zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 765         if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
 766                 return false;
 767
 768         if (!test_bit(zone_num, zinfo->seq_zones))
 769                 return false;
 770
 771         return true;
 772 }
 773
 774 void btrfs_advance_sb_log(struct btrfs_device *device, int mirror)
 775 {
 776         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 777         struct blk_zone *zone;
 778
 779         if (!is_sb_log_zone(zinfo, mirror))
 780                 return;
 781
 782         zone = &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror];
 783         if (zone->cond != BLK_ZONE_COND_FULL) {
 784                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
 785                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN;
 786
 787                 zone->wp += (BTRFS_SUPER_INFO_SIZE >> SECTOR_SHIFT);
 788
 789                 if (zone->wp == zone->start + zone->len)
 790                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_FULL;
 791
 792                 return;
 793         }
 794
 795         zone++;
 796         ASSERT(zone->cond != BLK_ZONE_COND_FULL);
 797         if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
 798                 zone->cond = BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN;
 799
 800         zone->wp += (BTRFS_SUPER_INFO_SIZE >> SECTOR_SHIFT);
 801
 802         if (zone->wp == zone->start + zone->len)
 803                 zone->cond = BLK_ZONE_COND_FULL;
 804 }
 805
 806 int btrfs_reset_sb_log_zones(struct block_device *bdev, int mirror)
 807 {
 808         sector_t zone_sectors;
 809         sector_t nr_sectors;
 810         u8 zone_sectors_shift;
 811         u32 sb_zone;
 812         u32 nr_zones;
 813
 814         zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 815         zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 816         nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 817         nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;
 818
 819         sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 820         if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
 821                 return -ENOENT;
 822
 823         return blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
 824                                 zone_start_sector(sb_zone, bdev),
 825                                 zone_sectors * BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, GFP_NOFS);
 826 }
 827
 828 /**
 829  * btrfs_find_allocatable_zones - find allocatable zones within a given region
 830  *
 831  * @device:     the device to allocate a region on
 832  * @hole_start: the position of the hole to allocate the region
 833  * @num_bytes:  size of wanted region
 834  * @hole_end:   the end of the hole
 835  * @return:     position of allocatable zones
 836  *
 837  * Allocatable region should not contain any superblock locations.
 838  */
 839 u64 btrfs_find_allocatable_zones(struct btrfs_device *device, u64 hole_start,
 840                                  u64 hole_end, u64 num_bytes)
 841 {
 842         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 843         const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
 844         u64 nzones = num_bytes >> shift;
 845         u64 pos = hole_start;
 846         u64 begin, end;
 847         bool have_sb;
 848         int i;
 849
 850         ASSERT(IS_ALIGNED(hole_start, zinfo->zone_size));
 851         ASSERT(IS_ALIGNED(num_bytes, zinfo->zone_size));
 852
 853         while (pos < hole_end) {
 854                 begin = pos >> shift;
 855                 end = begin + nzones;
 856
 857                 if (end > zinfo->nr_zones)
 858                         return hole_end;
 859
 860                 /* Check if zones in the region are all empty */
 861                 if (btrfs_dev_is_sequential(device, pos) &&
 862                     find_next_zero_bit(zinfo->empty_zones, end, begin) != end) {
 863                         pos += zinfo->zone_size;
 864                         continue;
 865                 }
 866
 867                 have_sb = false;
 868                 for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
 869                         u32 sb_zone;
 870                         u64 sb_pos;
 871
 872                         sb_zone = sb_zone_number(shift, i);
 873                         if (!(end <= sb_zone ||
 874                               sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES <= begin)) {
 875                                 have_sb = true;
 876                                 pos = zone_start_physical(
 877                                         sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, zinfo);
 878                                 break;
 879                         }
 880
 881                         /* We also need to exclude regular superblock positions */
 882                         sb_pos = btrfs_sb_offset(i);
 883                         if (!(pos + num_bytes <= sb_pos ||
 884                               sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= pos)) {
 885                                 have_sb = true;
 886                                 pos = ALIGN(sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE,
 887                                             zinfo->zone_size);
 888                                 break;
 889                         }
 890                 }
 891                 if (!have_sb)
 892                         break;
 893         }
 894
 895         return pos;
 896 }
 897
 898 int btrfs_reset_device_zone(struct btrfs_device *device, u64 physical,
 899                             u64 length, u64 *bytes)
 900 {
 901         int ret;
 902
 903         *bytes = 0;
 904         ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
 905                                physical >> SECTOR_SHIFT, length >> SECTOR_SHIFT,
 906                                GFP_NOFS);
 907         if (ret)
 908                 return ret;
 909
 910         *bytes = length;
 911         while (length) {
 912                 btrfs_dev_set_zone_empty(device, physical);
 913                 physical += device->zone_info->zone_size;
 914                 length -= device->zone_info->zone_size;
 915         }
 916
 917         return 0;
 918 }
 919
 920 int btrfs_ensure_empty_zones(struct btrfs_device *device, u64 start, u64 size)
 921 {
 922         struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 923         const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
 924         unsigned long begin = start >> shift;
 925         unsigned long end = (start + size) >> shift;
 926         u64 pos;
 927         int ret;
 928
 929         ASSERT(IS_ALIGNED(start, zinfo->zone_size));
 930         ASSERT(IS_ALIGNED(size, zinfo->zone_size));
 931
 932         if (end > zinfo->nr_zones)
 933                 return -ERANGE;
 934
 935         /* All the zones are conventional */
 936         if (find_next_bit(zinfo->seq_zones, begin, end) == end)
 937                 return 0;
 938
 939         /* All the zones are sequential and empty */
 940         if (find_next_zero_bit(zinfo->seq_zones, begin, end) == end &&
 941             find_next_zero_bit(zinfo->empty_zones, begin, end) == end)
 942                 return 0;
 943
 944         for (pos = start; pos < start + size; pos += zinfo->zone_size) {
 945                 u64 reset_bytes;
 946
 947                 if (!btrfs_dev_is_sequential(device, pos) ||
 948                     btrfs_dev_is_empty_zone(device, pos))
 949                         continue;
 950
 951                 /* Free regions should be empty */
 952                 btrfs_warn_in_rcu(
 953                         device->fs_info,
 954                 "zoned: resetting device %s (devid %llu) zone %llu for allocation",
 955                         rcu_str_deref(device->name), device->devid, pos >> shift);
 956                 WARN_ON_ONCE(1);
 957
 958                 ret = btrfs_reset_device_zone(device, pos, zinfo->zone_size,
 959                                               &reset_bytes);
 960                 if (ret)
 961                         return ret;
 962         }
 963
 964         return 0;
 965 }
 966
 967 /*
 968  * Calculate an allocation pointer from the extent allocation information
 969  * for a block group consist of conventional zones. It is pointed to the
 970  * end of the highest addressed extent in the block group as an allocation
 971  * offset.
 972  */
 973 static int calculate_alloc_pointer(struct btrfs_block_group *cache,
 974                                    u64 *offset_ret)
 975 {
 976         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
 977         struct btrfs_root *root = fs_info->extent_root;
 978         struct btrfs_path *path;
 979         struct btrfs_key key;
 980         struct btrfs_key found_key;
 981         int ret;
 982         u64 length;
 983
 984         path = btrfs_alloc_path();
 985         if (!path)
 986                 return -ENOMEM;
 987
 988         key.objectid = cache->start + cache->length;
 989         key.type = 0;
 990         key.offset = 0;
 991
 992         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 993         /* We should not find the exact match */
 994         if (!ret)
 995                 ret = -EUCLEAN;
 996         if (ret < 0)
 997                 goto out;
 998
 999         ret = btrfs_previous_extent_item(root, path, cache->start);
1000         if (ret) {
1001                 if (ret == 1) {
1002                         ret = 0;
1003                         *offset_ret = 0;
1004                 }
1005                 goto out;
1006         }
1007
1008         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key, path->slots[0]);
1009
1010         if (found_key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY)
1011                 length = found_key.offset;
1012         else
1013                 length = fs_info->nodesize;
1014
1015         if (!(found_key.objectid >= cache->start &&
1016                found_key.objectid + length <= cache->start + cache->length)) {
1017                 ret = -EUCLEAN;
1018                 goto out;
1019         }
1020         *offset_ret = found_key.objectid + length - cache->start;
1021         ret = 0;
1022
1023 out:
1024         btrfs_free_path(path);
1025         return ret;
1026 }
1027
1028 int btrfs_load_block_group_zone_info(struct btrfs_block_group *cache, bool new)
1029 {
1030         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
1031         struct extent_map_tree *em_tree = &fs_info->mapping_tree;
1032         struct extent_map *em;
1033         struct map_lookup *map;
1034         struct btrfs_device *device;
1035         u64 logical = cache->start;
1036         u64 length = cache->length;
1037         u64 physical = 0;
1038         int ret;
1039         int i;
1040         unsigned int nofs_flag;
1041         u64 *alloc_offsets = NULL;
1042         u64 last_alloc = 0;
1043         u32 num_sequential = 0, num_conventional = 0;
1044
1045         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1046                 return 0;
1047
1048         /* Sanity check */
1049         if (!IS_ALIGNED(length, fs_info->zone_size)) {
1050                 btrfs_err(fs_info,
1051                 "zoned: block group %llu len %llu unaligned to zone size %llu",
1052                           logical, length, fs_info->zone_size);
1053                 return -EIO;
1054         }
1055
1056         /* Get the chunk mapping */
1057         read_lock(&em_tree->lock);
1058         em = lookup_extent_mapping(em_tree, logical, length);
1059         read_unlock(&em_tree->lock);
1060
1061         if (!em)
1062                 return -EINVAL;
1063
1064         map = em->map_lookup;
1065
1066         alloc_offsets = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*alloc_offsets), GFP_NOFS);
1067         if (!alloc_offsets) {
1068                 free_extent_map(em);
1069                 return -ENOMEM;
1070         }
1071
1072         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
1073                 bool is_sequential;
1074                 struct blk_zone zone;
1075                 struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
1076                 int dev_replace_is_ongoing = 0;
1077
1078                 device = map->stripes[i].dev;
1079                 physical = map->stripes[i].physical;
1080
1081                 if (device->bdev == NULL) {
1082                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1083                         continue;
1084                 }
1085
1086                 is_sequential = btrfs_dev_is_sequential(device, physical);
1087                 if (is_sequential)
1088                         num_sequential++;
1089                 else
1090                         num_conventional++;
1091
1092                 if (!is_sequential) {
1093                         alloc_offsets[i] = WP_CONVENTIONAL;
1094                         continue;
1095                 }
1096
1097                 /*
1098                  * This zone will be used for allocation, so mark this zone
1099                  * non-empty.
1100                  */
1101                 btrfs_dev_clear_zone_empty(device, physical);
1102
1103                 down_read(&dev_replace->rwsem);
1104                 dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
1105                 if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL)
1106                         btrfs_dev_clear_zone_empty(dev_replace->tgtdev, physical);
1107                 up_read(&dev_replace->rwsem);
1108
1109                 /*
1110                  * The group is mapped to a sequential zone. Get the zone write
1111                  * pointer to determine the allocation offset within the zone.
1112                  */
1113                 WARN_ON(!IS_ALIGNED(physical, fs_info->zone_size));
1114                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1115                 ret = btrfs_get_dev_zone(device, physical, &zone);
1116                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1117                 if (ret == -EIO || ret == -EOPNOTSUPP) {
1118                         ret = 0;
1119                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1120                         continue;
1121                 } else if (ret) {
1122                         goto out;
1123                 }
1124
1125                 if (zone.type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
1126                         btrfs_err_in_rcu(fs_info,
1127         "zoned: unexpected conventional zone %llu on device %s (devid %llu)",
1128                                 zone.start << SECTOR_SHIFT,
1129                                 rcu_str_deref(device->name), device->devid);
1130                         ret = -EIO;
1131                         goto out;
1132                 }
1133
1134                 switch (zone.cond) {
1135                 case BLK_ZONE_COND_OFFLINE:
1136                 case BLK_ZONE_COND_READONLY:
1137                         btrfs_err(fs_info,
1138                 "zoned: offline/readonly zone %llu on device %s (devid %llu)",
1139                                   physical >> device->zone_info->zone_size_shift,
1140                                   rcu_str_deref(device->name), device->devid);
1141                         alloc_offsets[i] = WP_MISSING_DEV;
1142                         break;
1143                 case BLK_ZONE_COND_EMPTY:
1144                         alloc_offsets[i] = 0;
1145                         break;
1146                 case BLK_ZONE_COND_FULL:
1147                         alloc_offsets[i] = fs_info->zone_size;
1148                         break;
1149                 default:
1150                         /* Partially used zone */
1151                         alloc_offsets[i] =
1152                                         ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);
1153                         break;
1154                 }
1155         }
1156
1157         if (num_sequential > 0)
1158                 cache->seq_zone = true;
1159
1160         if (num_conventional > 0) {
1161                 /*
1162                  * Avoid calling calculate_alloc_pointer() for new BG. It
1163                  * is no use for new BG. It must be always 0.
1164                  *
1165                  * Also, we have a lock chain of extent buffer lock ->
1166                  * chunk mutex.  For new BG, this function is called from
1167                  * btrfs_make_block_group() which is already taking the
1168                  * chunk mutex. Thus, we cannot call
1169                  * calculate_alloc_pointer() which takes extent buffer
1170                  * locks to avoid deadlock.
1171                  */
1172                 if (new) {
1173                         cache->alloc_offset = 0;
1174                         goto out;
1175                 }
1176                 ret = calculate_alloc_pointer(cache, &last_alloc);
1177                 if (ret || map->num_stripes == num_conventional) {
1178                         if (!ret)
1179                                 cache->alloc_offset = last_alloc;
1180                         else
1181                                 btrfs_err(fs_info,
1182                         "zoned: failed to determine allocation offset of bg %llu",
1183                                           cache->start);
1184                         goto out;
1185                 }
1186         }
1187
1188         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
1189         case 0: /* single */
1190                 if (alloc_offsets[0] == WP_MISSING_DEV) {
1191                         btrfs_err(fs_info,
1192                         "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
1193                                 physical);
1194                         ret = -EIO;
1195                         goto out;
1196                 }
1197                 cache->alloc_offset = alloc_offsets[0];
1198                 break;
1199         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
1200         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
1201         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
1202         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
1203         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
1204         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
1205                 /* non-single profiles are not supported yet */
1206         default:
1207                 btrfs_err(fs_info, "zoned: profile %s not yet supported",
1208                           btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
1209                 ret = -EINVAL;
1210                 goto out;
1211         }
1212
1213 out:
1214         if (cache->alloc_offset > fs_info->zone_size) {
1215                 btrfs_err(fs_info,
1216                         "zoned: invalid write pointer %llu in block group %llu",
1217                         cache->alloc_offset, cache->start);
1218                 ret = -EIO;
1219         }
1220
1221         /* An extent is allocated after the write pointer */
1222         if (!ret && num_conventional && last_alloc > cache->alloc_offset) {
1223                 btrfs_err(fs_info,
1224                           "zoned: got wrong write pointer in BG %llu: %llu > %llu",
1225                           logical, last_alloc, cache->alloc_offset);
1226                 ret = -EIO;
1227         }
1228
1229         if (!ret)
1230                 cache->meta_write_pointer = cache->alloc_offset + cache->start;
1231
1232         kfree(alloc_offsets);
1233         free_extent_map(em);
1234
1235         return ret;
1236 }
1237
1238 void btrfs_calc_zone_unusable(struct btrfs_block_group *cache)
1239 {
1240         u64 unusable, free;
1241
1242         if (!btrfs_is_zoned(cache->fs_info))
1243                 return;
1244
1245         WARN_ON(cache->bytes_super != 0);
1246         unusable = cache->alloc_offset - cache->used;
1247         free = cache->length - cache->alloc_offset;
1248
1249         /* We only need ->free_space in ALLOC_SEQ block groups */
1250         cache->last_byte_to_unpin = (u64)-1;
1251         cache->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
1252         cache->free_space_ctl->free_space = free;
1253         cache->zone_unusable = unusable;
1254
1255         /* Should not have any excluded extents. Just in case, though */
1256         btrfs_free_excluded_extents(cache);
1257 }
1258
1259 void btrfs_redirty_list_add(struct btrfs_transaction *trans,
1260                             struct extent_buffer *eb)
1261 {
1262         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1263
1264         if (!btrfs_is_zoned(fs_info) ||
1265             btrfs_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN) ||
1266             !list_empty(&eb->release_list))
1267                 return;
1268
1269         set_extent_buffer_dirty(eb);
1270         set_extent_bits_nowait(&trans->dirty_pages, eb->start,
1271                                eb->start + eb->len - 1, EXTENT_DIRTY);
1272         memzero_extent_buffer(eb, 0, eb->len);
1273         set_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags);
1274
1275         spin_lock(&trans->releasing_ebs_lock);
1276         list_add_tail(&eb->release_list, &trans->releasing_ebs);
1277         spin_unlock(&trans->releasing_ebs_lock);
1278         atomic_inc(&eb->refs);
1279 }
1280
1281 void btrfs_free_redirty_list(struct btrfs_transaction *trans)
1282 {
1283         spin_lock(&trans->releasing_ebs_lock);
1284         while (!list_empty(&trans->releasing_ebs)) {
1285                 struct extent_buffer *eb;
1286
1287                 eb = list_first_entry(&trans->releasing_ebs,
1288                                       struct extent_buffer, release_list);
1289                 list_del_init(&eb->release_list);
1290                 free_extent_buffer(eb);
1291         }
1292         spin_unlock(&trans->releasing_ebs_lock);
1293 }
1294
1295 bool btrfs_use_zone_append(struct btrfs_inode *inode, u64 start)
1296 {
1297         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1298         struct btrfs_block_group *cache;
1299         bool ret = false;
1300
1301         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1302                 return false;
1303
1304         if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode))
1305                 return false;
1306
1307         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
1308         ASSERT(cache);
1309         if (!cache)
1310                 return false;
1311
1312         ret = cache->seq_zone;
1313         btrfs_put_block_group(cache);
1314
1315         return ret;
1316 }
1317
1318 void btrfs_record_physical_zoned(struct inode *inode, u64 file_offset,
1319                                  struct bio *bio)
1320 {
1321         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1322         const u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
1323
1324         if (bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND)
1325                 return;
1326
1327         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(BTRFS_I(inode), file_offset);
1328         if (WARN_ON(!ordered))
1329                 return;
1330
1331         ordered->physical = physical;
1332         ordered->bdev = bio->bi_bdev;
1333
1334         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1335 }
1336
1337 void btrfs_rewrite_logical_zoned(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
1338 {
1339         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered->inode);
1340         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1341         struct extent_map_tree *em_tree;
1342         struct extent_map *em;
1343         struct btrfs_ordered_sum *sum;
1344         u64 orig_logical = ordered->disk_bytenr;
1345         u64 *logical = NULL;
1346         int nr, stripe_len;
1347
1348         /* Zoned devices should not have partitions. So, we can assume it is 0 */
1349         ASSERT(!bdev_is_partition(ordered->bdev));
1350         if (WARN_ON(!ordered->bdev))
1351                 return;
1352
1353         if (WARN_ON(btrfs_rmap_block(fs_info, orig_logical, ordered->bdev,
1354                                      ordered->physical, &logical, &nr,
1355                                      &stripe_len)))
1356                 goto out;
1357
1358         WARN_ON(nr != 1);
1359
1360         if (orig_logical == *logical)
1361                 goto out;
1362
1363         ordered->disk_bytenr = *logical;
1364
1365         em_tree = &inode->extent_tree;
1366         write_lock(&em_tree->lock);
1367         em = search_extent_mapping(em_tree, ordered->file_offset,
1368                                    ordered->num_bytes);
1369         em->block_start = *logical;
1370         free_extent_map(em);
1371         write_unlock(&em_tree->lock);
1372
1373         list_for_each_entry(sum, &ordered->list, list) {
1374                 if (*logical < orig_logical)
1375                         sum->bytenr -= orig_logical - *logical;
1376                 else
1377                         sum->bytenr += *logical - orig_logical;
1378         }
1379
1380 out:
1381         kfree(logical);
1382 }
1383
1384 bool btrfs_check_meta_write_pointer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1385                                     struct extent_buffer *eb,
1386                                     struct btrfs_block_group **cache_ret)
1387 {
1388         struct btrfs_block_group *cache;
1389         bool ret = true;
1390
1391         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
1392                 return true;
1393
1394         cache = *cache_ret;
1395
1396         if (cache && (eb->start < cache->start ||
1397                       cache->start + cache->length <= eb->start)) {
1398                 btrfs_put_block_group(cache);
1399                 cache = NULL;
1400                 *cache_ret = NULL;
1401         }
1402
1403         if (!cache)
1404                 cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, eb->start);
1405
1406         if (cache) {
1407                 if (cache->meta_write_pointer != eb->start) {
1408                         btrfs_put_block_group(cache);
1409                         cache = NULL;
1410                         ret = false;
1411                 } else {
1412                         cache->meta_write_pointer = eb->start + eb->len;
1413                 }
1414
1415                 *cache_ret = cache;
1416         }
1417
1418         return ret;
1419 }
1420
1421 void btrfs_revert_meta_write_pointer(struct btrfs_block_group *cache,
1422                                      struct extent_buffer *eb)
1423 {
1424         if (!btrfs_is_zoned(eb->fs_info) || !cache)
1425                 return;
1426
1427         ASSERT(cache->meta_write_pointer == eb->start + eb->len);
1428         cache->meta_write_pointer = eb->start;
1429 }
1430
1431 int btrfs_zoned_issue_zeroout(struct btrfs_device *device, u64 physical, u64 length)
1432 {
1433         if (!btrfs_dev_is_sequential(device, physical))
1434                 return -EOPNOTSUPP;
1435
1436         return blkdev_issue_zeroout(device->bdev, physical >> SECTOR_SHIFT,
1437                                     length >> SECTOR_SHIFT, GFP_NOFS, 0);
1438 }
1439
1440 static int read_zone_info(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
1441                           struct blk_zone *zone)
1442 {
1443         struct btrfs_bio *bbio = NULL;
1444         u64 mapped_length = PAGE_SIZE;
1445         unsigned int nofs_flag;
1446         int nmirrors;
1447         int i, ret;
1448
1449         ret = btrfs_map_sblock(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS, logical,
1450                                &mapped_length, &bbio);
1451         if (ret || !bbio || mapped_length < PAGE_SIZE) {
1452                 btrfs_put_bbio(bbio);
1453                 return -EIO;
1454         }
1455
1456         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
1457                 return -EINVAL;
1458
1459         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1460         nmirrors = (int)bbio->num_stripes;
1461         for (i = 0; i < nmirrors; i++) {
1462                 u64 physical = bbio->stripes[i].physical;
1463                 struct btrfs_device *dev = bbio->stripes[i].dev;
1464
1465                 /* Missing device */
1466                 if (!dev->bdev)
1467                         continue;
1468
1469                 ret = btrfs_get_dev_zone(dev, physical, zone);
1470                 /* Failing device */
1471                 if (ret == -EIO || ret == -EOPNOTSUPP)
1472                         continue;
1473                 break;
1474         }
1475         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1476
1477         return ret;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Synchronize write pointer in a zone at @physical_start on @tgt_dev, by
1482  * filling zeros between @physical_pos to a write pointer of dev-replace
1483  * source device.
1484  */
1485 int btrfs_sync_zone_write_pointer(struct btrfs_device *tgt_dev, u64 logical,
1486                                     u64 physical_start, u64 physical_pos)
1487 {
1488         struct btrfs_fs_info *fs_info = tgt_dev->fs_info;
1489         struct blk_zone zone;
1490         u64 length;
1491         u64 wp;
1492         int ret;
1493
1494         if (!btrfs_dev_is_sequential(tgt_dev, physical_pos))
1495                 return 0;
1496
1497         ret = read_zone_info(fs_info, logical, &zone);
1498         if (ret)
1499                 return ret;
1500
1501         wp = physical_start + ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);
1502
1503         if (physical_pos == wp)
1504                 return 0;
1505
1506         if (physical_pos > wp)
1507                 return -EUCLEAN;
1508
1509         length = wp - physical_pos;
1510         return btrfs_zoned_issue_zeroout(tgt_dev, physical_pos, length);
1511 }
1512
1513 struct btrfs_device *btrfs_zoned_get_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1514                                             u64 logical, u64 length)
1515 {
1516         struct btrfs_device *device;
1517         struct extent_map *em;
1518         struct map_lookup *map;
1519
1520         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
1521         if (IS_ERR(em))
1522                 return ERR_CAST(em);
1523
1524         map = em->map_lookup;
1525         /* We only support single profile for now */
1526         ASSERT(map->num_stripes == 1);
1527         device = map->stripes[0].dev;
1528
1529         free_extent_map(em);
1530
1531         return device;
1532 }