btrfs: send: drop unnecessary backref context field initializations

At find_extent_clone() we are initializing to zero the 'found_itself' and
'found' fields of the backref context before we use it but we have already
initialized the structure to zeroes when we declared it on stack, so it's
pointless to initialize those fields and they are unnecessarily increasing
the object text size with two "mov" instructions (x86_64).

Similarly make the 'extent_len' initialization more clear by using an if-
-then-else instead of a double assignment to it in case the extent's end
crosses the i_size boundary.

Before this change:

   $ size fs/btrfs/send.o
      text    data     bss     dec     hex filename
     68694    4252      16   72962   11d02 fs/btrfs/send.o

After this change:

   $ size fs/btrfs/send.o
      text    data     bss     dec     hex filename
     68678    4252      16   72946   11cf2 fs/btrfs/send.o

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: send: update comment at find_extent_clone()

We have this unclear comment at find_extent_clone() about extents starting
at a file offset greater than or equals to the i_size of the inode. It's
not really informative and it's misleading, since it mentions the author
found such extents with snapshots and large files.

Such extents are a result of fallocate with FALLOC_FL_KEEP_SIZE and there
is no relation to snapshots or large files (all write paths update the
i_size before inserting a new file extent item). So update the comment to
be precise about it and why we don't bother looking for clone sources in
that case.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: send: avoid unnecessary path allocations when finding extent clone

When looking for an extent clone, at find_extent_clone(), we start by
allocating a path and then check for cases where we can't have clones
and exit immediately in those cases. It's a waste of time to allocate
the path before those cases, so reorder the logic so that we check for
those cases before allocating the path.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove the unused endio_raid56_workers and btrfs_raid_bio::end_io_work

Since we have switched all raid56 workload to submit-and-wait method,
there is no use for btrfs_fs_info::endio_raid56_workers workqueue and
btrfs_raid_bio::end_io_work.

Remove them to save some memory.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: switch scrub path to use a single function

This switch involves the following changes:

- Make finish_parity_scrub() only to submit the write bios
  It will no longer call rbio_orig_end_io(), and now it will
  return error.

- Add a new helper, recover_scrub_rbio(), to handle recovery
  It's just doing extra scrub related checks, and then call
  recover_sectors().

- Rename raid56_parity_scrub_stripe() to scrub_rbio()
- Rename scrub_parity_work() to scrub_rbio_work_locked()
  To follow the existing naming scheme.

- Delete unused functions
  Including:
  * finish_rmw()
  * raid_write_end_io()
  * raid56_bio_end_io()
  * __raid_recover_end_io()

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: extract scrub read bio list assembly code into a helper

Just like what we did for write/recovery, also extract the read bio
assembly code into a helper for scrub.

The difference between the three are:

- rmw_assemble_read_bios() only submit reads for missing sectors
  Thus it will skip cached sectors, but will also read sectors which
  is not covered by any full stripe. (For cache usage)

- recover_assemble_read_bios() reads every sector which has not failed

- scrub_assemble_read_bios() has extra check for vertical stripes
  It's mostly the same as rmw_assemble_read_bios(), but will skip
  sectors which is not covered by a vertical stripe.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: switch write path to rmw_rbio()

This includes the following changes:

- Implement new raid_unplug() functions
  Now we don't need a workqueue to run the plug, as all our
  work is just queue rmw_rbio_work() call, which can be executed
  without sleep.

- Implement a rmw_rbio_work_locked() helper
  This is for unlock_stripe(), which is already holding the full stripe
  lock.

- Remove all the old functions
  This should already shows how complex the old functions are, as we
  ended up removing the following functions:

  * rmw_work()
  * validate_rbio_for_rmw()
  * raid56_rmw_end_io_work()
  * raid56_rmw_stripe()
  * full_stripe_write()
  * partial_stripe_write()
  * __raid56_parity_write()
  * run_plug()
  * unplug_work()
  * btrfs_raid_unplug()
  * rmw_work()
  * __raid56_parity_recover()
  * raid_recover_end_io_work()

- Unexport rmw_rbio()

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: introduce the main entrance for RMW path

The new entrance will be called rmw_rbio(), it will have a streamlined
workflow by using submit-and-wait method.

Thus there will be no weird jumps between tons of functions, thus way
more reader friendly, and will make later expansion easier, as it's now
a straight workflow, the timing is way more clear.

Unfortunately we can not yet migrate the RMW path to use this new
entrance as we still need extra work to address the plug and
unlock_stripe() function.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: extract rwm write bios assembly into a helper

The helper will be later used to refactor the rmw write path.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: extract the rmw bio list build code into a helper

The helper will later be used to refactor the whole RMW path.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: switch recovery path to a single function

Currently btrfs uses end_io functions to jump between different stages
of recovery.

For example, we go the following different functions:

- raid56_bio_end_io()
  This handles the read for all the sectors (except the missing device).

- __raid_recover_end_io()
  This does the real work, it's called inside the delayed work function
  raid_recover_end_io_work().

This one recovery path involves at least 3 different functions, which is
a big burden for readers.

This patch will change the behavior by:

- Introduce a unified recovery entrance, recover_rbio()

- Use submit-and-wait method
  So the workflow is not interrupted by the endio function jump.
  This doesn't bring performance change, but reduce the burden for
  reviewers.

- Run the main function in the rmw_workers workqueue
  Now raid56_parity_recover() only needs to setup the work, and
  queue the work using start_async_work().

Now readers only need to do one function jump (start_async_work()) to
find out the main entrance of recovery path.

Furthermore, recover_rbio() function can easily be reused by other paths.

The old recovery path is still utilized by degraded write path.
It will be cleaned up when we have migrated the write path.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: extract sector recovery code into a helper

This includes extra changes:

- The allocation for unmap_array[] and pointers[]
  Now we allocate them in one go, and free them together.

- Remove @err
  Use errno_to_blk_status(ret) instead.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: extract the recovery bio list build code into a helper

This new helper will be also utilized in the incoming refactor of
recovery path.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: extract the pq generation code into a helper

Currently finish_rmw() will update the P/Q stripes before submitting
the writes.

It's done behind a for(;;) loop, it's a little congested indent-wise, so
extract the code into a helper called generate_pq_vertical().

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: extract the vertical stripe recovery code into recover_vertical()

This refactor includes the following behavior change first:

- Don't error out if only P/Q is corrupted

  The old code will directly error out if only P/Q is corrupted.
  Although it is an logical error if we go into rebuild path with
  only P/Q corrupted, there is no need to error out.

  Just skip the rebuild and return the already good data.

Then comes the following refactor which shouldn't cause behavior
changes:

- Introduce a helper to do vertical stripe recovery

  This not only reduce one indent level, but also paves the road for
  later data checksum verification in RMW cycles.

- Sort rbio->faila/b before recovery

  So we don't need to do the same swap every vertical stripe

- Replace a BUG_ON() with ASSERT()

  Or checkpatch won't let me pass.

- Mark recovered sectors uptodate after the recover loop

- Do the cleanup for pointers unconditionally

  We only need to initialize @pointers and @unmap_array to NULL, so
  we can safely free them unconditionally.

- Mark the repaired sector uptodate in recover_vertical()

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: merge struct extent_page_data to btrfs_bio_ctrl

The two structures appear on the same call paths, btrfs_bio_ctrl is
embedded in extent_page_data and we pass bio_ctrl to some functions.
After merging there are fewer indirections and we have only one control
structure. The packing remains same.

The btrfs_bio_ctrl was selected as the target structure as the operation
is closer to bio processing.

Structure layout:

struct btrfs_bio_ctrl {
        struct bio *               bio;                  /*     0     8 */
        int                        mirror_num;           /*     8     4 */
        enum btrfs_compression_type compress_type;       /*    12     4 */
        u32                        len_to_stripe_boundary; /*    16     4 */
        u32                        len_to_oe_boundary;   /*    20     4 */
        btrfs_bio_end_io_t         end_io_func;          /*    24     8 */
        bool                       extent_locked;        /*    32     1 */
        bool                       sync_io;              /*    33     1 */

        /* size: 40, cachelines: 1, members: 8 */
        /* padding: 6 */
        /* last cacheline: 40 bytes */
};

Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: switch extent_page_data bit fields to bools

The semantics of the two members is a boolean, so change the type
accordingly.  We have space in extent_page_data due to alignment there's
no change in size.

Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: simplify percent calculation helpers, rename div_factor

The div_factor* helpers calculate fraction or percentage fraction. The
name is a bit confusing, we use it only for percentage calculations and
there are two helpers.

There's a helper mult_frac that's for general fractions, that tries to
be accurate but we multiply and divide by small numbers so we can use
the div_u64 helper.

Rename the div_factor* helpers and use 1..100 percentage range, also drop
the case checking for percentage == 100, it's never hit.

The conversions:

* div_factor calculates tenths and the numbers need to be adjusted
* div_factor_fine is direct replacement

Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: update stale comment for nowait direct IO writes

If when doing a direct IO write we need to fallback to buffered IO, we
this comment at btrfs_direct_write() that says we can't directly fallback
to buffered IO if we have a NOWAIT iocb, because we have no support for
NOWAIT buffered writes. That is not true anymore, as support for NOWAIT
buffered writes was added recently in commit 926078b21db9 ("btrfs: enable
nowait async buffered writes").

However we still can't fallback to a buffered write in case we have a
NOWAIT iocb, because we'll need to flush delalloc and wait for it to
complete after doing the buffered write, and that can block for several
reasons, the main reason being waiting for IO to complete.

So update the comment to mention all that.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: fix SPDX comment in tree-mod-log.h

The header files should use the /* */ comment style, introduced in
commit f3a84ccd28d0 ("btrfs: move the tree mod log code into its own
file").

Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: extract the inline extent read code into its own function

Currently we have inline extent read code behind two levels of
indentation, factor them them out into a new function,
read_inline_extent(), to make it a little easier to read.

Since we're here, also remove @extent_offset and @pg_offset arguments
from uncompress_inline() function, as it's not possible to have inline
extents at non-inline file offset.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove new_inline argument from btrfs_extent_item_to_extent_map()

The argument @new_inline changes the following members of extent_map:

- em->compress_type
- EXTENT_FLAG_COMPRESSED of em->flags

However neither members makes a difference for inline extents:

- Inline extent read never use above em members

  As inside btrfs_get_extent() we directly use the file extent item to
  do the read.

- Inline extents are never to be split

  Thus code really needs em->compress_type or that flag will never be
  executed on inlined extents.
  (btrfs_drop_extent_cache() would be one example)

- Fiemap no longer relies on extent maps

  Recent fiemap optimization makes fiemap to search subvolume tree
  directly, without using any extent map at all.

  Thus those members make no difference for inline extents any more.

Furthermore such exception without much explanation is really a source
of confusion.

Thus this patch will completely remove the argument, and always set the
involved members, unifying the behavior.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: do not reset extent map members for inline extents read

Currently for inline extents read inside btrfs_get_extent(), we will
reset several extent map members:

- em->start

  Reset to extent_start, which is completely unnecessary.
  The extent_start and em->start should have already be zero, ensured by
  tree-checker already.

- em->len

  Reset the round_up(copy_size, fs_info->sectorsize), which is again
  unnecessary.

- em->orig_block_len

  Reset to em->len (sectorsize), while it is originally unset from
  btrfs_extent_item_to_extent_map().

  This makes no difference, as all extent map handling paths will
  ignore the orig_block_len if they found it's an inlined extent.

  Such inline extent orig_block_len ignoring examples can be found in
  btrfs_drop_extent_cache().

- em->orig_start

  Reset to em->start (0), while it is originally set to EXTENT_MAP_HOLE.

  This makes no difference either, as all extent map handling paths will
  ignore the em->orig_start if they found it's an inline extent.

Thus all these em members resetting are unnecessary.

Replace them with ASSERT()s checking the only two members (block_start
and length) that make sense.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: make inline extent read calculation much simpler

Currently we calculate inline extent read in a way that inline extent
can start at non-zero offset.

This is consistent with the inode selftests, which puts an inline extent
at file offset 5.

Meanwhile the inline extent creation code will only create inline extent
at file offset 0.

Furthermore with the introduction of tree-checker on file extents, we are
actively rejecting inline extent which starts at non-zero file offset.
And so far we haven't yet seen any report of rejected inline extents at
non-zero file offset.

This all means, the extra calculation to support inline extents at
non-zero file offset is mostly paper weight, and damaging the
readability of the code.

Thus this patch will:

- Add extra ASSERT()s to make sure involved file offset are all 0

- Remove @extent_offset calculation

- Simplify the involved code
  As several variables are now single-use, no need to declare them as
  a variable anymore.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: selftests: remove impossible inline extent at non-zero file offset

In our inode-tests.c, we create an inline offset at file offset 5, which
is no longer possible since the introduction of tree-checker.

Thus I don't think we should spend time maintaining some corner cases
which are already ruled out by tree-checker.

So this patch will:

- Change the inline extent to start at file offset 0

  Also change its length to 6 to cover the original length

- Add an extra ASSERT() for btrfs_add_extent_mapping()

  This is to make sure tree-checker is working correctly.

- Update the inode selftest

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move orphan prototypes into orphan.h

Move these out of ctree.h into orphan.h to cut down on code in ctree.h.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move super_block specific helpers into super.h

This will make syncing fs.h to user space a little easier if we can pull
the super block specific helpers out of fs.h and put them in super.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move super prototypes into super.h

Move these out of ctree.h into super.h to cut down on code in ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS checks to fs.h

We already have a few of these in fs.h, move the remaining checks out of
ctree.h into fs.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move verity prototypes into verity.h

Move these out of ctree.h into verity.h to cut down on code in ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move dev-replace prototypes into dev-replace.h

We already have a dev-replace.h, simply move these prototypes and
helpers into dev-replace.h where they belong.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move scrub prototypes into scrub.h

Move these out of ctree.h into scrub.h to cut down on code in ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move relocation prototypes into relocation.h

Move these out of ctree.h into relocation.h to cut down on code in
ctree.h

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move acl prototypes into acl.h

Move these out of ctree.h into acl.h to cut down on code in ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the snapshot drop related prototypes to extent-tree.h

These belong in extent-tree.h, they were missed because they were not
grouped with the other extent-tree.c prototypes.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the 32bit warn defines into messages.h

The code for these functions are in messages.c, move the defines and
prototypes to messages.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move file prototypes to file.h

Move these out of ctree.h into file.h to cut down on code in ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move ioctl prototypes into ioctl.h

Move these out of ctree.h into ioctl.h to cut down on code in ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move uuid tree prototypes to uuid-tree.h

Move these out of ctree.h into uuid-tree.h to cut down on the code in
ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move file-item prototypes into their own header

Move these prototypes out of ctree.h and into file-item.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move dir-item prototypes into dir-item.h

Move these prototypes out of ctree.h and into their own header file.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move defrag related prototypes to their own header

Now that the defrag code is all in one file, create a defrag.h and move
all the defrag related prototypes and helper out of ctree.h and into
defrag.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the file defrag code into defrag.c

This is the other big portion of defrag code that has existed in
ioctl.c.  Move it to its new home in defrag.c.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the auto defrag code to defrag.c

This currently exists in file.c, move it to the more natural location in
defrag.c.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
[ reformat comments ]
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: rename tree-defrag.c to defrag.c

This currently has only one helper in it, and it's for tree based
defrag.  We have the various defrag code in 3 different places, so
rename this to defrag.c.  Followup patches will move the code into this
new file.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move inode prototypes to btrfs_inode.h

I initially wanted to make a new header file for this, but these
prototypes do naturally fit into btrfs_inode.h.  If we want to extract
vfs from pure btrfs code in the future we may need to split this up, but
btrfs_inode embeds the vfs_inode, so it makes sense to put the
prototypes in this header for now.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the printk and assert helpers to messages.c

These helpers are core to btrfs, and in order to more easily sync
various parts of the btrfs kernel code into btrfs-progs we need to be
able to carry these helpers with us.  However we want to have our own
implementation for the helpers themselves, currently they're implemented
in different files that we want to sync inside of btrfs-progs itself.
Move these into their own C file, this will allow us to contain our
overrides in btrfs-progs in it's own file without messing with the rest
of the codebase.

In copying things over I fixed up a few whitespace errors that already
existed.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: add blk_types.h include to compression.h

When moving the printk messages into their own file I got a compiler
error because the includes grabbed compression.h, but nothing pulled in
the blk_types.h dependency that compression.h has because it uses
blkstatus_t.  Add blk_types.h to compression.h so that this sort of
thing doesn't happen in the future.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: add dependencies to fs.h and block-rsv.h

There's several structures that are embedded inside of fs_info.h, so if
we don't have all the proper includes when we include fs.h we'll get a
variety of compile errors.  I fixed this by adding a temporary c file
that just had #include "fs.h" and then added include files until the
compiler stopped complaining.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move btrfs_chunk_item_size out of ctree.h

This is used by the volumes code and the tree checker code.  We want to
maintain inline however, so simply move it to volumes.h.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: convert discard stat defs to enum

Do away with the defines and use an enum as it's cleaner.

Suggested-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: update function comments

Update, reformat or reword function comments. This also removes the kdoc
marker so we don't get reports when the function name is missing.

Changes made:

- remove kdoc markers
- reformat the brief description to be a proper sentence
- reword to imperative voice
- align parameter list
- fix typos

Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove unused btrfs_cond_migrate_bytes

The last user of this was removed in 7f9fe6144076 ("btrfs: improve
global reserve stealing logic"), drop this code as it's no longer called
by anybody.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove unused function prototypes

I wrote the following coccinelle script to find function declarations
that didn't have the corresponding code for them

@funcproto@
identifier func;
type T;
position p0;
@@

T func@p0(...);

@funccode@
identifier funcproto.func;
position p1;
@@

func@p1(...) { ... }

@script:python depends on !funccode@
p0 << funcproto.p0;
@@
print("Proto with no function at %s:%s" % (p0[0].file, p0[0].line))

and ran it against btrfs, which identified the 4 function prototypes
I've removed in this patch.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move root tree prototypes to their own header

Move all the root-tree.c prototypes to root-tree.h, and then update all
the necessary files to include the new header.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: delete unused function prototypes in ctree.h

This batch of prototypes no longer have code associated with them, so
remove them.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move delalloc space related prototypes to delalloc-space.h

These exist in delalloc-space.c, move them from ctree.h into
delalloc-space.h.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move extent-tree helpers into their own header file

Move all the extent tree related prototypes to extent-tree.h out of
ctree.h, and then go include it everywhere needed so everything
compiles.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move btrfs_account_ro_block_groups_free_space into space-info.c

This was prototyped in ctree.h and the code existed in extent-tree.c,
but it's space-info related so move it into space-info.c.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove extra space info prototypes in ctree.h

These are defined already in space-info.h, remove them from ctree.h.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: minor whitespace in ctree.h

We've accumulated some whitespace problems in ctree.h, clean these up.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the lockdep helpers into locking.h

These more naturally fit in with the locking related code, and they're
all defines so they can easily go anywhere, move them out of ctree.h
into locking.h

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move btrfs_fs_info declarations into fs.h

Now that we have a lot of the fs_info related helpers and stuff
isolated, copy these over to fs.h out of ctree.h.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ reformat comments ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: extend btrfs_dir_item type to store encryption status

For directories with encrypted files/filenames, we need to store a flag
indicating this fact. There's no room in other fields, so we'll need to
borrow a bit from dir_type. Since it's now a combination of type and
flags, we rename it to dir_flags to reflect its new usage.

The new flag, FT_ENCRYPTED, indicates a directory containing encrypted
data, which is orthogonal to file type; therefore, add the new
flag, and make conversion from directory type to file type strip the
flag.

As the file types almost never change we can afford to use the bits.
Actual usage will be guarded behind an incompat bit, this patch only
adds the support for later use by fscrypt.

Signed-off-by: Omar Sandoval <osandov@osandov.com>
Signed-off-by: Sweet Tea Dorminy <sweettea-kernel@dorminy.me>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: use struct fscrypt_str instead of struct qstr

While struct qstr is more natural without fscrypt, since it's provided
by dentries, struct fscrypt_str is provided by the fscrypt handlers
processing dentries, and is thus more natural in the fscrypt world.
Replace all of the struct qstr uses with struct fscrypt_str.

Signed-off-by: Sweet Tea Dorminy <sweettea-kernel@dorminy.me>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: setup qstr from dentrys using fscrypt helper

Most places where we get a struct qstr, we are doing so from a dentry.
With fscrypt, the dentry's name may be encrypted on-disk, so fscrypt
provides a helper to convert a dentry name to the appropriate disk name
if necessary. Convert each of the dentry name accesses to use
fscrypt_setup_filename(), then convert the resulting fscrypt_name back
to an unencrypted qstr. This does not work for nokey names, but the
specific locations that could spawn nokey names are noted.

At present, since there are no encrypted directories, nothing goes down
the filename encryption paths.

Signed-off-by: Sweet Tea Dorminy <sweettea-kernel@dorminy.me>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: use struct qstr instead of name and namelen pairs

Many functions throughout btrfs take name buffer and name length
arguments. Most of these functions at the highest level are usually
called with these arguments extracted from a supplied dentry's name.
But the entire name can be passed instead, making each function a little
more elegant.

Each function whose arguments are currently the name and length
extracted from a dentry is herein converted to instead take a pointer to
the name in the dentry. The couple of calls to these calls without a
struct dentry are converted to create an appropriate qstr to pass in.
Additionally, every function which is only called with a name/len
extracted directly from a qstr is also converted.

This change has positive effect on stack consumption, frame of many
functions is reduced but this will be used in the future for fscrypt
related structures.

Signed-off-by: Sweet Tea Dorminy <sweettea-kernel@dorminy.me>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: merge module cleanup sequence to one helper

The module exit function exit_btrfs_fs() is duplicating a section of code
in init_btrfs_fs(). Add a helper to remove the duplicated code. Due
to the init/exit section requirements the function must be inline and
not a plain static as it could cause section mismatch.

Signed-off-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: sink gfp_t parameter to alloc_scrub_sector

All callers pas GFP_KERNEL as parameter so we can use it directly in
alloc_scrub_sector.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: switch GFP_NOFS to GFP_KERNEL in scrub_setup_recheck_block

There's only one caller that calls scrub_setup_recheck_block in the
memalloc_nofs_save/_restore protection so it's effectively already
GFP_NOFS and it's safe to use GFP_KERNEL.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: sink gfp_t parameter to btrfs_qgroup_trace_extent

All callers pass GFP_NOFS, we can drop the parameter and use it
directly.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: sink gfp_t parameter to btrfs_backref_iter_alloc

There's only one caller that passes GFP_NOFS, we can drop the parameter
an use the flags directly.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove temporary btrfs_map_token declaration in ctree.h

This was added while I was moving this code to its new home, it can be
removed now.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move accessor helpers into accessors.h

This is a large patch, but because they're all macros it's impossible to
split up.  Simply copy all of the item accessors in ctree.h and paste
them in accessors.h, and then update any files to include the header so
everything compiles.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ reformat comments, style fixups ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move btrfs_map_token to accessors

This is specific to the item-accessor code, move it out of ctree.h into
accessor.h/.c and then update the users to include the new header file.
This un-inlines btrfs_init_map_token, however this is only called once
per function so it's not critical to be inlined.  This also saves 904
bytes of code on a release build.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: rename struct-funcs.c to accessors.c

Rename struct-funcs.c to accessors.c so we can move the item accessors
out of ctree.h. accessors.c is a better description of the code that is
contained in these files.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the compat/incompat flag masks to fs.h

This is fs wide information, move it out of ctree.h into fs.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove fs_info::pending_changes and related code

Now that we're not using this code anywhere we can remove it as well as
the member from fs_info.

We don't have any mount options or on/off features that would utilize
the pending infrastructure, the last one was inode_cache.
There was a patchset [1] to enable some features from sysfs that would
break things if it would be set immediately. In case we'll need that
kind of logic again the patch can be reverted, but for the current use
it can be replaced by the single state bit to do the commit.

[1] https://lore.kernel.org/linux-btrfs/1422609654-19519-1-git-send-email-quwenruo@cn.fujitsu.com/

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ add note ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: add a BTRFS_FS_NEED_TRANS_COMMIT flag

Currently we are only using fs_info->pending_changes to indicate that we
need a transaction commit.  The original users for this were removed
years ago and we don't have more usage in sight, so this is the only
remaining reason to have this field.  Add a flag so we can remove this
code.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move fs_info::flags enum to fs.h

These definitions are fs wide, take them out of ctree.h and put them in
fs.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move mount option definitions to fs.h

These are fs wide definitions and helpers, move them out of ctree.h and
into fs.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: convert incompat and compat flag test helpers to macros

These helpers use functions not defined in fs.h, they're simply
accessors of the super block in fs_info, convert them to macros so
that we don't have a weird dependency between fs.h and accessors.h.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move BTRFS_FS_STATE* definitions and helpers to fs.h

We're going to use fs.h to hold fs wide related helpers and definitions,
move the FS_STATE enum and related helpers to fs.h, and then update all
files that need these definitions to include fs.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: push printk index code into their respective helpers

The printk index work can be pushed into the printk helpers themselves,
this allows us to further sanitize messages.h, removing the last
include in the header itself.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move the printk helpers out of ctree.h

We have a bunch of printk helpers that are in ctree.h.  These have
nothing to do with ctree.c, so move them into their own header.
Subsequent patches will cleanup the printk helpers.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move assert helpers out of ctree.h

These call functions that aren't defined in, or will be moved out of,
ctree.h  Move them to super.c where the other assert/error message code
is defined. Drop the __noreturn attribute for btrfs_assertfail as
objtool does not like it and fails with warnings like

  fs/btrfs/dir-item.o: warning: objtool: .text.unlikely: unexpected end of section
  fs/btrfs/xattr.o: warning: objtool: btrfs_setxattr() falls through to next function btrfs_setxattr_trans.cold()
  fs/btrfs/xattr.o: warning: objtool: .text.unlikely: unexpected end of section

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move fs wide helpers out of ctree.h

We have several fs wide related helpers in ctree.h.  The bulk of these
are the incompat flag test helpers, but there are things such as
btrfs_fs_closing() and the read only helpers that also aren't directly
related to the ctree code.  Move these into a fs.h header, which will
serve as the location for file system wide related helpers.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: send add define for v2 buffer size

Add a define for the data buffer size (though the maximum size is not
limited by it) BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V2 so it's more visible.

Signed-off-by: Wang Yugui <wangyugui@e16-tech.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: simplify generation check in btrfs_get_dentry

Callers that pass non-zero generation always want to perform the
generation check, we can simply encode that in one parameter and drop
check_generation. Add function documentation.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: auto enable discard=async when possible

There's a request to automatically enable async discard for capable
devices. We can do that, the async mode is designed to wait for larger
freed extents and is not intrusive, with limits to iops, kbps or latency.

The status and tunables will be exported in /sys/fs/btrfs/FSID/discard .

The automatic selection is done if there's at least one discard capable
device in the filesystem (not capable devices are skipped). Mounting
with any other discard option will honor that option, notably mounting
with nodiscard will keep it disabled.

Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/CAEg-Je_b1YtdsCR0zS5XZ_SbvJgN70ezwvRwLiCZgDGLbeMB=w@mail.gmail.com/
Reviewed-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: sysfs: convert remaining scnprintf to sysfs_emit

The sysfs_emit is the safe API for writing to the sysfs files,
previously converted from scnprintf, there's one left to do in
btrfs_read_policy_show.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: do not panic if we can't allocate a prealloc extent state

We sometimes have to allocate new extent states when clearing or setting
new bits in an extent io tree.  Generally we preallocate this before
taking the tree spin lock, but we can use this preallocated extent state
sometimes and then need to try to do a GFP_ATOMIC allocation under the
lock.

Unfortunately sometimes this fails, and then we hit the BUG_ON() and
bring the box down.  This happens roughly 20 times a week in our fleet.

However the vast majority of callers use GFP_NOFS, which means that if
this GFP_ATOMIC allocation fails, we could simply drop the spin lock, go
back and allocate a new extent state with our given gfp mask, and begin
again from where we left off.

For the remaining callers that do not use GFP_NOFS, they are generally
using GFP_NOWAIT, which still allows for some reclaim.  So allow these
allocations to attempt to happen outside of the spin lock so we don't
need to rely on GFP_ATOMIC allocations.

This in essence creates an infinite loop for anything that isn't
GFP_NOFS.  To address this we may want to migrate to using mempools for
extent states so that we will always have emergency reserves in order to
make our allocations.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove unused unlock_extent_atomic

As of "btrfs: do not use GFP_ATOMIC in the read endio" we no longer have
any users of unlock_extent_atomic, remove it.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: do not use GFP_ATOMIC in the read endio

We have done read endio in an async thread for a very, very long time,
which makes the use of GFP_ATOMIC and unlock_extent_atomic() unneeded in
our read endio path.  We've noticed under heavy memory pressure in our
fleet that we can fail these allocations, and then often trip a
BUG_ON(!allocation), which isn't an ideal outcome.  Begin to address
this by simply not using GFP_ATOMIC, which will allow us to do things
like actually allocate a extent state when doing
set_extent_bits(UPTODATE) in the endio handler.

End io handlers are not called in atomic context, besides we have been
allocating failrec with GFP_NOFS so we'd notice there's a problem.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: skip update of block group item if used bytes are the same

[BACKGROUND]

When committing a transaction, we will update block group items for all
dirty block groups.

But in fact, dirty block groups don't always need to update their block
group items.
It's pretty common to have a metadata block group which experienced
several COW operations, but still have the same amount of used bytes.

In that case, we may unnecessarily COW a tree block doing nothing.

[ENHANCEMENT]

This patch will introduce btrfs_block_group::commit_used member to
remember the last used bytes, and use that new member to skip
unnecessary block group item update.

This would be more common for large filesystems, where metadata block
group can be as large as 1GiB, containing at most 64K metadata items.

In that case, if COW added and then deleted one metadata item near the
end of the block group, then it's completely possible we don't need to
touch the block group item at all.

[BENCHMARK]

The change itself can have quite a high chance (20~80%) to skip block
group item updates in lot of workloads.

As a result, it would result shorter time spent on
btrfs_write_dirty_block_groups(), and overall reduce the execution time
of the critical section of btrfs_commit_transaction().

Here comes a fio command, which will do random writes in 4K block size,
causing a very heavy metadata updates.

fio --filename=$mnt/file --size=512M --rw=randwrite --direct=1 --bs=4k \
    --ioengine=libaio --iodepth=64 --runtime=300 --numjobs=4 \
    --name=random_write --fallocate=none --time_based --fsync_on_close=1

The file size (512M) and number of threads (4) means 2GiB file size in
total, but during the full 300s run time, my dedicated SATA SSD is able
to write around 20~25GiB, which is over 10 times the file size.

Thus after we fill the initial 2G, we should not cause much block group
item updates.

Please note, the fio numbers by themselves don't have much change, but
if we look deeper, there is some reduced execution time, especially for
the critical section of btrfs_commit_transaction().

I added extra trace_printk() to measure the following per-transaction
execution time:

- Critical section of btrfs_commit_transaction()
  By re-using the existing update_commit_stats() function, which
  has already calculated the interval correctly.

- The while() loop for btrfs_write_dirty_block_groups()
  Although this includes the execution time of btrfs_run_delayed_refs(),
  it should still be representative overall.

Both result involves transid 7~30, the same amount of transaction
committed.

The result looks like this:

                      |      Before       |     After      |  Diff
----------------------+-------------------+----------------+--------
Transaction interval  | 229247198.5       | 215016933.6    | -6.2%
Block group interval  | 23133.33333       | 18970.83333    | -18.0%

The change in block group item updates is more obvious, as skipped block
group item updates also mean less delayed refs.

And the overall execution time for that block group update loop is
pretty small, thus we can assume the extent tree is already mostly
cached.  If we can skip an uncached tree block, it would cause more
obvious change.

Unfortunately the overall reduction in commit transaction critical
section is much smaller, as the block group item updates loop is not
really the major part, at least not for the above fio script.

But still we have a observable reduction in the critical section.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: convert __TRANS_* defines to enum bits

The base transaction bits can be defined as bits in a contiguous
sequence, although right now there's a hole from bit 1 to 8.

The bits are used for btrfs_trans_handle::type, and there's another set
of TRANS_STATE_* defines that are for btrfs_transaction::state. They are
mutually exclusive though the hole in the sequence looks like was made
for the states.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: convert QGROUP_* defines to enum bits

The defines/enums are used only for tracepoints and are not part of the
on-disk format.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: convert EXTENT_* bits to enums

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: convert extent_io page op defines to enum bits

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: convert BTRFS_ILOCK-* defines to enum bit

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>