platform/kernel/linux-rpi.git
3 years agobtrfs: don't clear ret in btrfs_start_dirty_block_groups
Josef Bacik [Wed, 16 Dec 2020 16:22:17 +0000 (11:22 -0500)]
btrfs: don't clear ret in btrfs_start_dirty_block_groups

If we fail to update a block group item in the loop we'll break, however
we'll do btrfs_run_delayed_refs and lose our error value in ret, and
thus not clean up properly.  Fix this by only running the delayed refs
if there was no failure.

CC: stable@vger.kernel.org # 4.4+
Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.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>
3 years agobtrfs: fix lockdep splat in btrfs_recover_relocation
Josef Bacik [Wed, 16 Dec 2020 16:22:14 +0000 (11:22 -0500)]
btrfs: fix lockdep splat in btrfs_recover_relocation

While testing the error paths of relocation I hit the following lockdep
splat:

  ======================================================
  WARNING: possible circular locking dependency detected
  5.10.0-rc6+ #217 Not tainted
  ------------------------------------------------------
  mount/779 is trying to acquire lock:
  ffffa0e676945418 (&fs_info->balance_mutex){+.+.}-{3:3}, at: btrfs_recover_balance+0x2f0/0x340

  but task is already holding lock:
  ffffa0e60ee31da8 (btrfs-root-00){++++}-{3:3}, at: __btrfs_tree_read_lock+0x27/0x100

  which lock already depends on the new lock.

  the existing dependency chain (in reverse order) is:

  -> #2 (btrfs-root-00){++++}-{3:3}:
 down_read_nested+0x43/0x130
 __btrfs_tree_read_lock+0x27/0x100
 btrfs_read_lock_root_node+0x31/0x40
 btrfs_search_slot+0x462/0x8f0
 btrfs_update_root+0x55/0x2b0
 btrfs_drop_snapshot+0x398/0x750
 clean_dirty_subvols+0xdf/0x120
 btrfs_recover_relocation+0x534/0x5a0
 btrfs_start_pre_rw_mount+0xcb/0x170
 open_ctree+0x151f/0x1726
 btrfs_mount_root.cold+0x12/0xea
 legacy_get_tree+0x30/0x50
 vfs_get_tree+0x28/0xc0
 vfs_kern_mount.part.0+0x71/0xb0
 btrfs_mount+0x10d/0x380
 legacy_get_tree+0x30/0x50
 vfs_get_tree+0x28/0xc0
 path_mount+0x433/0xc10
 __x64_sys_mount+0xe3/0x120
 do_syscall_64+0x33/0x40
 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9

  -> #1 (sb_internal#2){.+.+}-{0:0}:
 start_transaction+0x444/0x700
 insert_balance_item.isra.0+0x37/0x320
 btrfs_balance+0x354/0xf40
 btrfs_ioctl_balance+0x2cf/0x380
 __x64_sys_ioctl+0x83/0xb0
 do_syscall_64+0x33/0x40
 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9

  -> #0 (&fs_info->balance_mutex){+.+.}-{3:3}:
 __lock_acquire+0x1120/0x1e10
 lock_acquire+0x116/0x370
 __mutex_lock+0x7e/0x7b0
 btrfs_recover_balance+0x2f0/0x340
 open_ctree+0x1095/0x1726
 btrfs_mount_root.cold+0x12/0xea
 legacy_get_tree+0x30/0x50
 vfs_get_tree+0x28/0xc0
 vfs_kern_mount.part.0+0x71/0xb0
 btrfs_mount+0x10d/0x380
 legacy_get_tree+0x30/0x50
 vfs_get_tree+0x28/0xc0
 path_mount+0x433/0xc10
 __x64_sys_mount+0xe3/0x120
 do_syscall_64+0x33/0x40
 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9

  other info that might help us debug this:

  Chain exists of:
    &fs_info->balance_mutex --> sb_internal#2 --> btrfs-root-00

   Possible unsafe locking scenario:

 CPU0                    CPU1
 ----                    ----
    lock(btrfs-root-00);
 lock(sb_internal#2);
 lock(btrfs-root-00);
    lock(&fs_info->balance_mutex);

   *** DEADLOCK ***

  2 locks held by mount/779:
   #0: ffffa0e60dc040e0 (&type->s_umount_key#47/1){+.+.}-{3:3}, at: alloc_super+0xb5/0x380
   #1: ffffa0e60ee31da8 (btrfs-root-00){++++}-{3:3}, at: __btrfs_tree_read_lock+0x27/0x100

  stack backtrace:
  CPU: 0 PID: 779 Comm: mount Not tainted 5.10.0-rc6+ #217
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 1.13.0-2.fc32 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8b/0xb0
   check_noncircular+0xcf/0xf0
   ? trace_call_bpf+0x139/0x260
   __lock_acquire+0x1120/0x1e10
   lock_acquire+0x116/0x370
   ? btrfs_recover_balance+0x2f0/0x340
   __mutex_lock+0x7e/0x7b0
   ? btrfs_recover_balance+0x2f0/0x340
   ? btrfs_recover_balance+0x2f0/0x340
   ? rcu_read_lock_sched_held+0x3f/0x80
   ? kmem_cache_alloc_trace+0x2c4/0x2f0
   ? btrfs_get_64+0x5e/0x100
   btrfs_recover_balance+0x2f0/0x340
   open_ctree+0x1095/0x1726
   btrfs_mount_root.cold+0x12/0xea
   ? rcu_read_lock_sched_held+0x3f/0x80
   legacy_get_tree+0x30/0x50
   vfs_get_tree+0x28/0xc0
   vfs_kern_mount.part.0+0x71/0xb0
   btrfs_mount+0x10d/0x380
   ? __kmalloc_track_caller+0x2f2/0x320
   legacy_get_tree+0x30/0x50
   vfs_get_tree+0x28/0xc0
   ? capable+0x3a/0x60
   path_mount+0x433/0xc10
   __x64_sys_mount+0xe3/0x120
   do_syscall_64+0x33/0x40
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9

This is straightforward to fix, simply release the path before we setup
the balance_ctl.

CC: stable@vger.kernel.org # 4.4+
Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.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>
3 years agobtrfs: do not double free backref nodes on error
Josef Bacik [Wed, 16 Dec 2020 16:22:11 +0000 (11:22 -0500)]
btrfs: do not double free backref nodes on error

Zygo reported the following KASAN splat:

  BUG: KASAN: use-after-free in btrfs_backref_cleanup_node+0x18a/0x420
  Read of size 8 at addr ffff888112402950 by task btrfs/28836

  CPU: 0 PID: 28836 Comm: btrfs Tainted: G        W         5.10.0-e35f27394290-for-next+ #23
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS 1.12.0-1 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0xbc/0xf9
   ? btrfs_backref_cleanup_node+0x18a/0x420
   print_address_description.constprop.8+0x21/0x210
   ? record_print_text.cold.34+0x11/0x11
   ? btrfs_backref_cleanup_node+0x18a/0x420
   ? btrfs_backref_cleanup_node+0x18a/0x420
   kasan_report.cold.10+0x20/0x37
   ? btrfs_backref_cleanup_node+0x18a/0x420
   __asan_load8+0x69/0x90
   btrfs_backref_cleanup_node+0x18a/0x420
   btrfs_backref_release_cache+0x83/0x1b0
   relocate_block_group+0x394/0x780
   ? merge_reloc_roots+0x4a0/0x4a0
   btrfs_relocate_block_group+0x26e/0x4c0
   btrfs_relocate_chunk+0x52/0x120
   btrfs_balance+0xe2e/0x1900
   ? check_flags.part.50+0x6c/0x1e0
   ? btrfs_relocate_chunk+0x120/0x120
   ? kmem_cache_alloc_trace+0xa06/0xcb0
   ? _copy_from_user+0x83/0xc0
   btrfs_ioctl_balance+0x3a7/0x460
   btrfs_ioctl+0x24c8/0x4360
   ? __kasan_check_read+0x11/0x20
   ? check_chain_key+0x1f4/0x2f0
   ? __asan_loadN+0xf/0x20
   ? btrfs_ioctl_get_supported_features+0x30/0x30
   ? kvm_sched_clock_read+0x18/0x30
   ? check_chain_key+0x1f4/0x2f0
   ? lock_downgrade+0x3f0/0x3f0
   ? handle_mm_fault+0xad6/0x2150
   ? do_vfs_ioctl+0xfc/0x9d0
   ? ioctl_file_clone+0xe0/0xe0
   ? check_flags.part.50+0x6c/0x1e0
   ? check_flags.part.50+0x6c/0x1e0
   ? check_flags+0x26/0x30
   ? lock_is_held_type+0xc3/0xf0
   ? syscall_enter_from_user_mode+0x1b/0x60
   ? do_syscall_64+0x13/0x80
   ? rcu_read_lock_sched_held+0xa1/0xd0
   ? __kasan_check_read+0x11/0x20
   ? __fget_light+0xae/0x110
   __x64_sys_ioctl+0xc3/0x100
   do_syscall_64+0x37/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f4c4bdfe427

  Allocated by task 28836:
   kasan_save_stack+0x21/0x50
   __kasan_kmalloc.constprop.18+0xbe/0xd0
   kasan_kmalloc+0x9/0x10
   kmem_cache_alloc_trace+0x410/0xcb0
   btrfs_backref_alloc_node+0x46/0xf0
   btrfs_backref_add_tree_node+0x60d/0x11d0
   build_backref_tree+0xc5/0x700
   relocate_tree_blocks+0x2be/0xb90
   relocate_block_group+0x2eb/0x780
   btrfs_relocate_block_group+0x26e/0x4c0
   btrfs_relocate_chunk+0x52/0x120
   btrfs_balance+0xe2e/0x1900
   btrfs_ioctl_balance+0x3a7/0x460
   btrfs_ioctl+0x24c8/0x4360
   __x64_sys_ioctl+0xc3/0x100
   do_syscall_64+0x37/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9

  Freed by task 28836:
   kasan_save_stack+0x21/0x50
   kasan_set_track+0x20/0x30
   kasan_set_free_info+0x1f/0x30
   __kasan_slab_free+0xf3/0x140
   kasan_slab_free+0xe/0x10
   kfree+0xde/0x200
   btrfs_backref_error_cleanup+0x452/0x530
   build_backref_tree+0x1a5/0x700
   relocate_tree_blocks+0x2be/0xb90
   relocate_block_group+0x2eb/0x780
   btrfs_relocate_block_group+0x26e/0x4c0
   btrfs_relocate_chunk+0x52/0x120
   btrfs_balance+0xe2e/0x1900
   btrfs_ioctl_balance+0x3a7/0x460
   btrfs_ioctl+0x24c8/0x4360
   __x64_sys_ioctl+0xc3/0x100
   do_syscall_64+0x37/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9

This occurred because we freed our backref node in
btrfs_backref_error_cleanup(), but then tried to free it again in
btrfs_backref_release_cache().  This is because
btrfs_backref_release_cache() will cycle through all of the
cache->leaves nodes and free them up.  However
btrfs_backref_error_cleanup() freed the backref node with
btrfs_backref_free_node(), which simply kfree()d the backref node
without unlinking it from the cache.  Change this to a
btrfs_backref_drop_node(), which does the appropriate cleanup and
removes the node from the cache->leaves list, so when we go to free the
remaining cache we don't trip over items we've already dropped.

Fixes: 75bfb9aff45e ("Btrfs: cleanup error handling in build_backref_tree")
CC: stable@vger.kernel.org # 4.4+
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: don't get an EINTR during drop_snapshot for reloc
Josef Bacik [Wed, 16 Dec 2020 16:22:05 +0000 (11:22 -0500)]
btrfs: don't get an EINTR during drop_snapshot for reloc

This was partially fixed by f3e3d9cc3525 ("btrfs: avoid possible signal
interruption of btrfs_drop_snapshot() on relocation tree"), however it
missed a spot when we restart a trans handle because we need to end the
transaction.  The fix is the same, simply use btrfs_join_transaction()
instead of btrfs_start_transaction() when deleting reloc roots.

Fixes: f3e3d9cc3525 ("btrfs: avoid possible signal interruption of btrfs_drop_snapshot() on relocation tree")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.4+
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: send: fix invalid clone operations when cloning from the same file and root
Filipe Manana [Mon, 11 Jan 2021 11:41:42 +0000 (11:41 +0000)]
btrfs: send: fix invalid clone operations when cloning from the same file and root

When an incremental send finds an extent that is shared, it checks which
file extent items in the range refer to that extent, and for those it
emits clone operations, while for others it emits regular write operations
to avoid corruption at the destination (as described and fixed by commit
d906d49fc5f4 ("Btrfs: send, fix file corruption due to incorrect cloning
operations")).

However when the root we are cloning from is the send root, we are cloning
from the inode currently being processed and the source file range has
several extent items that partially point to the desired extent, with an
offset smaller than the offset in the file extent item for the range we
want to clone into, it can cause the algorithm to issue a clone operation
that starts at the current eof of the file being processed in the receiver
side, in which case the receiver will fail, with EINVAL, when attempting
to execute the clone operation.

Example reproducer:

  $ cat test-send-clone.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/sdi
  MNT=/mnt/sdi

  mkfs.btrfs -f $DEV >/dev/null
  mount $DEV $MNT

  # Create our test file with a single and large extent (1M) and with
  # different content for different file ranges that will be reflinked
  # later.
  xfs_io -f \
         -c "pwrite -S 0xab 0 128K" \
         -c "pwrite -S 0xcd 128K 128K" \
         -c "pwrite -S 0xef 256K 256K" \
         -c "pwrite -S 0x1a 512K 512K" \
         $MNT/foobar

  btrfs subvolume snapshot -r $MNT $MNT/snap1
  btrfs send -f /tmp/snap1.send $MNT/snap1

  # Now do a series of changes to our file such that we end up with
  # different parts of the extent reflinked into different file offsets
  # and we overwrite a large part of the extent too, so no file extent
  # items refer to that part that was overwritten. This used to confuse
  # the algorithm used by the kernel to figure out which file ranges to
  # clone, making it attempt to clone from a source range starting at
  # the current eof of the file, resulting in the receiver to fail since
  # it is an invalid clone operation.
  #
  xfs_io -c "reflink $MNT/foobar 64K 1M 960K" \
         -c "reflink $MNT/foobar 0K 512K 256K" \
         -c "reflink $MNT/foobar 512K 128K 256K" \
         -c "pwrite -S 0x73 384K 640K" \
         $MNT/foobar

  btrfs subvolume snapshot -r $MNT $MNT/snap2
  btrfs send -f /tmp/snap2.send -p $MNT/snap1 $MNT/snap2

  echo -e "\nFile digest in the original filesystem:"
  md5sum $MNT/snap2/foobar

  # Now unmount the filesystem, create a new one, mount it and try to
  # apply both send streams to recreate both snapshots.
  umount $DEV

  mkfs.btrfs -f $DEV >/dev/null
  mount $DEV $MNT

  btrfs receive -f /tmp/snap1.send $MNT
  btrfs receive -f /tmp/snap2.send $MNT

  # Must match what we got in the original filesystem of course.
  echo -e "\nFile digest in the new filesystem:"
  md5sum $MNT/snap2/foobar

  umount $MNT

When running the reproducer, the incremental send operation fails due to
an invalid clone operation:

  $ ./test-send-clone.sh
  wrote 131072/131072 bytes at offset 0
  128 KiB, 32 ops; 0.0015 sec (80.906 MiB/sec and 20711.9741 ops/sec)
  wrote 131072/131072 bytes at offset 131072
  128 KiB, 32 ops; 0.0013 sec (90.514 MiB/sec and 23171.6148 ops/sec)
  wrote 262144/262144 bytes at offset 262144
  256 KiB, 64 ops; 0.0025 sec (98.270 MiB/sec and 25157.2327 ops/sec)
  wrote 524288/524288 bytes at offset 524288
  512 KiB, 128 ops; 0.0052 sec (95.730 MiB/sec and 24506.9883 ops/sec)
  Create a readonly snapshot of '/mnt/sdi' in '/mnt/sdi/snap1'
  At subvol /mnt/sdi/snap1
  linked 983040/983040 bytes at offset 1048576
  960 KiB, 1 ops; 0.0006 sec (1.419 GiB/sec and 1550.3876 ops/sec)
  linked 262144/262144 bytes at offset 524288
  256 KiB, 1 ops; 0.0020 sec (120.192 MiB/sec and 480.7692 ops/sec)
  linked 262144/262144 bytes at offset 131072
  256 KiB, 1 ops; 0.0018 sec (133.833 MiB/sec and 535.3319 ops/sec)
  wrote 655360/655360 bytes at offset 393216
  640 KiB, 160 ops; 0.0093 sec (66.781 MiB/sec and 17095.8436 ops/sec)
  Create a readonly snapshot of '/mnt/sdi' in '/mnt/sdi/snap2'
  At subvol /mnt/sdi/snap2

  File digest in the original filesystem:
  9c13c61cb0b9f5abf45344375cb04dfa  /mnt/sdi/snap2/foobar
  At subvol snap1
  At snapshot snap2
  ERROR: failed to clone extents to foobar: Invalid argument

  File digest in the new filesystem:
  132f0396da8f48d2e667196bff882cfc  /mnt/sdi/snap2/foobar

The clone operation is invalid because its source range starts at the
current eof of the file in the receiver, causing the receiver to get
an EINVAL error from the clone operation when attempting it.

For the example above, what happens is the following:

1) When processing the extent at file offset 1M, the algorithm checks that
   the extent is shared and can be (fully or partially) found at file
   offset 0.

   At this point the file has a size (and eof) of 1M at the receiver;

2) It finds that our extent item at file offset 1M has a data offset of
   64K and, since the file extent item at file offset 0 has a data offset
   of 0, it issues a clone operation, from the same file and root, that
   has a source range offset of 64K, destination offset of 1M and a length
   of 64K, since the extent item at file offset 0 refers only to the first
   128K of the shared extent.

   After this clone operation, the file size (and eof) at the receiver is
   increased from 1M to 1088K (1M + 64K);

3) Now there's still 896K (960K - 64K) of data left to clone or write, so
   it checks for the next file extent item, which starts at file offset
   128K. This file extent item has a data offset of 0 and a length of
   256K, so a clone operation with a source range offset of 256K, a
   destination offset of 1088K (1M + 64K) and length of 128K is issued.

   After this operation the file size (and eof) at the receiver increases
   from 1088K to 1216K (1088K + 128K);

4) Now there's still 768K (896K - 128K) of data left to clone or write, so
   it checks for the next file extent item, located at file offset 384K.
   This file extent item points to a different extent, not the one we want
   to clone, with a length of 640K. So we issue a write operation into the
   file range 1216K (1088K + 128K, end of the last clone operation), with
   a length of 640K and with a data matching the one we can find for that
   range in send root.

   After this operation, the file size (and eof) at the receiver increases
   from 1216K to 1856K (1216K + 640K);

5) Now there's still 128K (768K - 640K) of data left to clone or write, so
   we look into the file extent item, which is for file offset 1M and it
   points to the extent we want to clone, with a data offset of 64K and a
   length of 960K.

   However this matches the file offset we started with, the start of the
   range to clone into. So we can't for sure find any file extent item
   from here onwards with the rest of the data we want to clone, yet we
   proceed and since the file extent item points to the shared extent,
   with a data offset of 64K, we issue a clone operation with a source
   range starting at file offset 1856K, which matches the file extent
   item's offset, 1M, plus the amount of data cloned and written so far,
   which is 64K (step 2) + 128K (step 3) + 640K (step 4). This clone
   operation is invalid since the source range offset matches the current
   eof of the file in the receiver. We should have stopped looking for
   extents to clone at this point and instead fallback to write, which
   would simply the contain the data in the file range from 1856K to
   1856K + 128K.

So fix this by stopping the loop that looks for file ranges to clone at
clone_range() when we reach the current eof of the file being processed,
if we are cloning from the same file and using the send root as the clone
root. This ensures any data not yet cloned will be sent to the receiver
through a write operation.

A test case for fstests will follow soon.

Reported-by: Massimo B. <massimo.b@gmx.net>
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/6ae34776e85912960a253a8327068a892998e685.camel@gmx.net/
Fixes: 11f2069c113e ("Btrfs: send, allow clone operations within the same file")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.5+
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: no need to run delayed refs after commit_fs_roots during commit
David Sterba [Fri, 8 Jan 2021 16:06:10 +0000 (17:06 +0100)]
btrfs: no need to run delayed refs after commit_fs_roots during commit

The inode number cache has been removed in this dev cycle, there's one
more leftover. We don't need to run the delayed refs again after
commit_fs_roots as stated in the comment, because btrfs_save_ino_cache
is no more since 5297199a8bca ("btrfs: remove inode number cache
feature").

Nothing else between commit_fs_roots and btrfs_qgroup_account_extents
could create new delayed refs so the qgroup consistency should be safe.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: shrink delalloc pages instead of full inodes
Josef Bacik [Thu, 7 Jan 2021 22:08:30 +0000 (17:08 -0500)]
btrfs: shrink delalloc pages instead of full inodes

Commit 38d715f494f2 ("btrfs: use btrfs_start_delalloc_roots in
shrink_delalloc") cleaned up how we do delalloc shrinking by utilizing
some infrastructure we have in place to flush inodes that we use for
device replace and snapshot.  However this introduced a pretty serious
performance regression.  To reproduce the user untarred the source
tarball of Firefox (360MiB xz compressed/1.5GiB uncompressed), and would
see it take anywhere from 5 to 20 times as long to untar in 5.10
compared to 5.9. This was observed on fast devices (SSD and better) and
not on HDD.

The root cause is because before we would generally use the normal
writeback path to reclaim delalloc space, and for this we would provide
it with the number of pages we wanted to flush.  The referenced commit
changed this to flush that many inodes, which drastically increased the
amount of space we were flushing in certain cases, which severely
affected performance.

We cannot revert this patch unfortunately because of 3d45f221ce62
("btrfs: fix deadlock when cloning inline extent and low on free
metadata space") which requires the ability to skip flushing inodes that
are being cloned in certain scenarios, which means we need to keep using
our flushing infrastructure or risk re-introducing the deadlock.

Instead to fix this problem we can go back to providing
btrfs_start_delalloc_roots with a number of pages to flush, and then set
up a writeback_control and utilize sync_inode() to handle the flushing
for us.  This gives us the same behavior we had prior to the fix, while
still allowing us to avoid the deadlock that was fixed by Filipe.  I
redid the users original test and got the following results on one of
our test machines (256GiB of ram, 56 cores, 2TiB Intel NVMe drive)

  5.9 0m54.258s
  5.10 1m26.212s
  5.10+patch 0m38.800s

5.10+patch is significantly faster than plain 5.9 because of my patch
series "Change data reservations to use the ticketing infra" which
contained the patch that introduced the regression, but generally
improved the overall ENOSPC flushing mechanisms.

Additional testing on consumer-grade SSD (8GiB ram, 8 CPU) confirm
the results:

  5.10.5            4m00s
  5.10.5+patch      1m08s
  5.11-rc2     5m14s
  5.11-rc2+patch    1m30s

Reported-by: René Rebe <rene@exactcode.de>
Fixes: 38d715f494f2 ("btrfs: use btrfs_start_delalloc_roots in shrink_delalloc")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.10
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Tested-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ add my test results ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: reloc: fix wrong file extent type check to avoid false ENOENT
Qu Wenruo [Tue, 29 Dec 2020 13:29:34 +0000 (21:29 +0800)]
btrfs: reloc: fix wrong file extent type check to avoid false ENOENT

[BUG]
There are several bug reports about recent kernel unable to relocate
certain data block groups.

Sometimes the error just goes away, but there is one reporter who can
reproduce it reliably.

The dmesg would look like:

  [438.260483] BTRFS info (device dm-10): balance: start -dvrange=34625344765952..34625344765953
  [438.269018] BTRFS info (device dm-10): relocating block group 34625344765952 flags data|raid1
  [450.439609] BTRFS info (device dm-10): found 167 extents, stage: move data extents
  [463.501781] BTRFS info (device dm-10): balance: ended with status: -2

[CAUSE]
The ENOENT error is returned from the following call chain:

  add_data_references()
  |- delete_v1_space_cache();
     |- if (!found)
   return -ENOENT;

The variable @found is set to true if we find a data extent whose
disk bytenr matches parameter @data_bytes.

With extra debugging, the offending tree block looks like this:

  leaf bytenr = 42676709441536, data_bytenr = 34626327621632

                ctime 1567904822.739884119 (2019-09-08 03:07:02)
                mtime 0.0 (1970-01-01 01:00:00)
                otime 0.0 (1970-01-01 01:00:00)
        item 27 key (51933 EXTENT_DATA 0) itemoff 9854 itemsize 53
                generation 1517381 type 2 (prealloc)
                prealloc data disk byte 34626327621632 nr 262144 <<<
                prealloc data offset 0 nr 262144
        item 28 key (52262 ROOT_ITEM 0) itemoff 9415 itemsize 439
                generation 2618893 root_dirid 256 bytenr 42677048360960 level 3 refs 1
                lastsnap 2618893 byte_limit 0 bytes_used 5557338112 flags 0x0(none)
                uuid d0d4361f-d231-6d40-8901-fe506e4b2b53

Although item 27 has disk bytenr 34626327621632, which matches the
data_bytenr, its type is prealloc, not reg.
This makes the existing code skip that item, and return ENOENT.

[FIX]
The code is modified in commit 19b546d7a1b2 ("btrfs: relocation: Use
btrfs_find_all_leafs to locate data extent parent tree leaves"), before
that commit, we use something like

  "if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) continue;"

But in that offending commit, we use (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG),
ignoring BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC.

Fix it by also checking BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC.

Reported-by: Stéphane Lesimple <stephane_btrfs2@lesimple.fr>
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/505cabfa88575ed6dbe7cb922d8914fb@lesimple.fr
Fixes: 19b546d7a1b2 ("btrfs: relocation: Use btrfs_find_all_leafs to locate data extent parent tree leaves")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.6+
Tested-By: Stéphane Lesimple <stephane_btrfs2@lesimple.fr>
Reviewed-by: Su Yue <l@damenly.su>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: tree-checker: check if chunk item end overflows
Su Yue [Sun, 3 Jan 2021 09:28:04 +0000 (17:28 +0800)]
btrfs: tree-checker: check if chunk item end overflows

While mounting a crafted image provided by user, kernel panics due to
the invalid chunk item whose end is less than start.

  [66.387422] loop: module loaded
  [66.389773] loop0: detected capacity change from 262144 to 0
  [66.427708] BTRFS: device fsid a62e00e8-e94e-4200-8217-12444de93c2e devid 1 transid 12 /dev/loop0 scanned by mount (613)
  [66.431061] BTRFS info (device loop0): disk space caching is enabled
  [66.431078] BTRFS info (device loop0): has skinny extents
  [66.437101] BTRFS error: insert state: end < start 29360127 37748736
  [66.437136] ------------[ cut here ]------------
  [66.437140] WARNING: CPU: 16 PID: 613 at fs/btrfs/extent_io.c:557 insert_state.cold+0x1a/0x46 [btrfs]
  [66.437369] CPU: 16 PID: 613 Comm: mount Tainted: G           O      5.11.0-rc1-custom #45
  [66.437374] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS ArchLinux 1.14.0-1 04/01/2014
  [66.437378] RIP: 0010:insert_state.cold+0x1a/0x46 [btrfs]
  [66.437420] RSP: 0018:ffff93e5414c3908 EFLAGS: 00010286
  [66.437427] RAX: 0000000000000000 RBX: 0000000001bfffff RCX: 0000000000000000
  [66.437431] RDX: 0000000000000000 RSI: ffffffffb90d4660 RDI: 00000000ffffffff
  [66.437434] RBP: ffff93e5414c3938 R08: 0000000000000001 R09: 0000000000000001
  [66.437438] R10: ffff93e5414c3658 R11: 0000000000000000 R12: ffff8ec782d72aa0
  [66.437441] R13: ffff8ec78bc71628 R14: 0000000000000000 R15: 0000000002400000
  [66.437447] FS:  00007f01386a8580(0000) GS:ffff8ec809000000(0000) knlGS:0000000000000000
  [66.437451] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  [66.437455] CR2: 00007f01382fa000 CR3: 0000000109a34000 CR4: 0000000000750ee0
  [66.437460] PKRU: 55555554
  [66.437464] Call Trace:
  [66.437475]  set_extent_bit+0x652/0x740 [btrfs]
  [66.437539]  set_extent_bits_nowait+0x1d/0x20 [btrfs]
  [66.437576]  add_extent_mapping+0x1e0/0x2f0 [btrfs]
  [66.437621]  read_one_chunk+0x33c/0x420 [btrfs]
  [66.437674]  btrfs_read_chunk_tree+0x6a4/0x870 [btrfs]
  [66.437708]  ? kvm_sched_clock_read+0x18/0x40
  [66.437739]  open_ctree+0xb32/0x1734 [btrfs]
  [66.437781]  ? bdi_register_va+0x1b/0x20
  [66.437788]  ? super_setup_bdi_name+0x79/0xd0
  [66.437810]  btrfs_mount_root.cold+0x12/0xeb [btrfs]
  [66.437854]  ? __kmalloc_track_caller+0x217/0x3b0
  [66.437873]  legacy_get_tree+0x34/0x60
  [66.437880]  vfs_get_tree+0x2d/0xc0
  [66.437888]  vfs_kern_mount.part.0+0x78/0xc0
  [66.437897]  vfs_kern_mount+0x13/0x20
  [66.437902]  btrfs_mount+0x11f/0x3c0 [btrfs]
  [66.437940]  ? kfree+0x5ff/0x670
  [66.437944]  ? __kmalloc_track_caller+0x217/0x3b0
  [66.437962]  legacy_get_tree+0x34/0x60
  [66.437974]  vfs_get_tree+0x2d/0xc0
  [66.437983]  path_mount+0x48c/0xd30
  [66.437998]  __x64_sys_mount+0x108/0x140
  [66.438011]  do_syscall_64+0x38/0x50
  [66.438018]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  [66.438023] RIP: 0033:0x7f0138827f6e
  [66.438033] RSP: 002b:00007ffecd79edf8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a5
  [66.438040] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007f013894c264 RCX: 00007f0138827f6e
  [66.438044] RDX: 00005593a4a41360 RSI: 00005593a4a33690 RDI: 00005593a4a3a6c0
  [66.438047] RBP: 00005593a4a33440 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000001
  [66.438050] R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  [66.438054] R13: 00005593a4a3a6c0 R14: 00005593a4a41360 R15: 00005593a4a33440
  [66.438078] irq event stamp: 18169
  [66.438082] hardirqs last  enabled at (18175): [<ffffffffb81154bf>] console_unlock+0x4ff/0x5f0
  [66.438088] hardirqs last disabled at (18180): [<ffffffffb8115427>] console_unlock+0x467/0x5f0
  [66.438092] softirqs last  enabled at (16910): [<ffffffffb8a00fe2>] asm_call_irq_on_stack+0x12/0x20
  [66.438097] softirqs last disabled at (16905): [<ffffffffb8a00fe2>] asm_call_irq_on_stack+0x12/0x20
  [66.438103] ---[ end trace e114b111db64298b ]---
  [66.438107] BTRFS error: found node 12582912 29360127 on insert of 37748736 29360127
  [66.438127] BTRFS critical: panic in extent_io_tree_panic:679: locking error: extent tree was modified by another thread while locked (errno=-17 Object already exists)
  [66.441069] ------------[ cut here ]------------
  [66.441072] kernel BUG at fs/btrfs/extent_io.c:679!
  [66.442064] invalid opcode: 0000 [#1] PREEMPT SMP NOPTI
  [66.443018] CPU: 16 PID: 613 Comm: mount Tainted: G        W  O      5.11.0-rc1-custom #45
  [66.444538] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS ArchLinux 1.14.0-1 04/01/2014
  [66.446223] RIP: 0010:extent_io_tree_panic.isra.0+0x23/0x25 [btrfs]
  [66.450878] RSP: 0018:ffff93e5414c3948 EFLAGS: 00010246
  [66.451840] RAX: 0000000000000000 RBX: 0000000001bfffff RCX: 0000000000000000
  [66.453141] RDX: 0000000000000000 RSI: ffffffffb90d4660 RDI: 00000000ffffffff
  [66.454445] RBP: ffff93e5414c3948 R08: 0000000000000001 R09: 0000000000000001
  [66.455743] R10: ffff93e5414c3658 R11: 0000000000000000 R12: ffff8ec782d728c0
  [66.457055] R13: ffff8ec78bc71628 R14: ffff8ec782d72aa0 R15: 0000000002400000
  [66.458356] FS:  00007f01386a8580(0000) GS:ffff8ec809000000(0000) knlGS:0000000000000000
  [66.459841] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  [66.460895] CR2: 00007f01382fa000 CR3: 0000000109a34000 CR4: 0000000000750ee0
  [66.462196] PKRU: 55555554
  [66.462692] Call Trace:
  [66.463139]  set_extent_bit.cold+0x30/0x98 [btrfs]
  [66.464049]  set_extent_bits_nowait+0x1d/0x20 [btrfs]
  [66.490466]  add_extent_mapping+0x1e0/0x2f0 [btrfs]
  [66.514097]  read_one_chunk+0x33c/0x420 [btrfs]
  [66.534976]  btrfs_read_chunk_tree+0x6a4/0x870 [btrfs]
  [66.555718]  ? kvm_sched_clock_read+0x18/0x40
  [66.575758]  open_ctree+0xb32/0x1734 [btrfs]
  [66.595272]  ? bdi_register_va+0x1b/0x20
  [66.614638]  ? super_setup_bdi_name+0x79/0xd0
  [66.633809]  btrfs_mount_root.cold+0x12/0xeb [btrfs]
  [66.652938]  ? __kmalloc_track_caller+0x217/0x3b0
  [66.671925]  legacy_get_tree+0x34/0x60
  [66.690300]  vfs_get_tree+0x2d/0xc0
  [66.708221]  vfs_kern_mount.part.0+0x78/0xc0
  [66.725808]  vfs_kern_mount+0x13/0x20
  [66.742730]  btrfs_mount+0x11f/0x3c0 [btrfs]
  [66.759350]  ? kfree+0x5ff/0x670
  [66.775441]  ? __kmalloc_track_caller+0x217/0x3b0
  [66.791750]  legacy_get_tree+0x34/0x60
  [66.807494]  vfs_get_tree+0x2d/0xc0
  [66.823349]  path_mount+0x48c/0xd30
  [66.838753]  __x64_sys_mount+0x108/0x140
  [66.854412]  do_syscall_64+0x38/0x50
  [66.869673]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  [66.885093] RIP: 0033:0x7f0138827f6e
  [66.945613] RSP: 002b:00007ffecd79edf8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a5
  [66.977214] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007f013894c264 RCX: 00007f0138827f6e
  [66.994266] RDX: 00005593a4a41360 RSI: 00005593a4a33690 RDI: 00005593a4a3a6c0
  [67.011544] RBP: 00005593a4a33440 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000001
  [67.028836] R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  [67.045812] R13: 00005593a4a3a6c0 R14: 00005593a4a41360 R15: 00005593a4a33440
  [67.216138] ---[ end trace e114b111db64298c ]---
  [67.237089] RIP: 0010:extent_io_tree_panic.isra.0+0x23/0x25 [btrfs]
  [67.325317] RSP: 0018:ffff93e5414c3948 EFLAGS: 00010246
  [67.347946] RAX: 0000000000000000 RBX: 0000000001bfffff RCX: 0000000000000000
  [67.371343] RDX: 0000000000000000 RSI: ffffffffb90d4660 RDI: 00000000ffffffff
  [67.394757] RBP: ffff93e5414c3948 R08: 0000000000000001 R09: 0000000000000001
  [67.418409] R10: ffff93e5414c3658 R11: 0000000000000000 R12: ffff8ec782d728c0
  [67.441906] R13: ffff8ec78bc71628 R14: ffff8ec782d72aa0 R15: 0000000002400000
  [67.465436] FS:  00007f01386a8580(0000) GS:ffff8ec809000000(0000) knlGS:0000000000000000
  [67.511660] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  [67.535047] CR2: 00007f01382fa000 CR3: 0000000109a34000 CR4: 0000000000750ee0
  [67.558449] PKRU: 55555554
  [67.581146] note: mount[613] exited with preempt_count 2

The image has a chunk item which has a logical start 37748736 and length
18446744073701163008 (-8M). The calculated end 29360127 overflows.
EEXIST was caught by insert_state() because of the duplicate end and
extent_io_tree_panic() was called.

Add overflow check of chunk item end to tree checker so it can be
detected early at mount time.

Bugzilla: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=208929
CC: stable@vger.kernel.org # 4.19+
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Su Yue <l@damenly.su>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: prevent NULL pointer dereference in extent_io_tree_panic
Su Yue [Sun, 3 Jan 2021 09:28:03 +0000 (17:28 +0800)]
btrfs: prevent NULL pointer dereference in extent_io_tree_panic

Some extent io trees are initialized with NULL private member (e.g.
btrfs_device::alloc_state and btrfs_fs_info::excluded_extents).
Dereference of a NULL tree->private as inode pointer will cause panic.

Pass tree->fs_info as it's known to be valid in all cases.

Bugzilla: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=208929
Fixes: 05912a3c04eb ("btrfs: drop extent_io_ops::tree_fs_info callback")
CC: stable@vger.kernel.org # 4.19+
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Su Yue <l@damenly.su>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: print the actual offset in btrfs_root_name
Josef Bacik [Wed, 16 Dec 2020 16:18:44 +0000 (11:18 -0500)]
btrfs: print the actual offset in btrfs_root_name

We're supposed to print the root_key.offset in btrfs_root_name in the
case of a reloc root, not the objectid.  Fix this helper to take the key
so we have access to the offset when we need it.

Fixes: 457f1864b569 ("btrfs: pretty print leaked root name")
Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: run delayed iputs when remounting RO to avoid leaking them
Filipe Manana [Mon, 14 Dec 2020 10:10:49 +0000 (10:10 +0000)]
btrfs: run delayed iputs when remounting RO to avoid leaking them

When remounting RO, after setting the superblock with the RO flag, the
cleaner task will start sleeping and do nothing, since the call to
btrfs_need_cleaner_sleep() keeps returning 'true'. However, when the
cleaner task goes to sleep, the list of delayed iputs may not be empty.

As long as we are in RO mode, the cleaner task will keep sleeping and
never run the delayed iputs. This means that if a filesystem unmount
is started, we get into close_ctree() with a non-empty list of delayed
iputs, and because the filesystem is in RO mode and is not in an error
state (or a transaction aborted), btrfs_error_commit_super() and
btrfs_commit_super(), which run the delayed iputs, are never called,
and later we fail the assertion that checks if the delayed iputs list
is empty:

  assertion failed: list_empty(&fs_info->delayed_iputs), in fs/btrfs/disk-io.c:4049
  ------------[ cut here ]------------
  kernel BUG at fs/btrfs/ctree.h:3153!
  invalid opcode: 0000 [#1] PREEMPT SMP DEBUG_PAGEALLOC PTI
  CPU: 1 PID: 3780621 Comm: umount Tainted: G             L    5.6.0-rc2-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.12.0-0-ga698c8995f-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:assertfail.constprop.0+0x18/0x26 [btrfs]
  Code: 8b 7b 58 48 85 ff 74 (...)
  RSP: 0018:ffffb748c89bbdf8 EFLAGS: 00010246
  RAX: 0000000000000051 RBX: ffff9608f2584000 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000000 RSI: ffffffff91998988 RDI: 00000000ffffffff
  RBP: ffff9608f25870d8 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000001
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000000 R12: ffffffffc0cbc500
  R13: ffffffff92411750 R14: 0000000000000000 R15: ffff9608f2aab250
  FS:  00007fcbfaa66c80(0000) GS:ffff960936c80000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007fffc2c2dd38 CR3: 0000000235e54002 CR4: 00000000003606e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   close_ctree+0x1a2/0x2e6 [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x93/0xc0
   exit_to_usermode_loop+0xf9/0x100
   do_syscall_64+0x20d/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x49/0xbe
  RIP: 0033:0x7fcbfaca6307
  Code: eb 0b 00 f7 d8 64 89 (...)
  RSP: 002b:00007fffc2c2ed68 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 0000558203b559b0 RCX: 00007fcbfaca6307
  RDX: 0000000000000001 RSI: 0000000000000000 RDI: 0000558203b55bc0
  RBP: 0000000000000000 R08: 0000000000000001 R09: 00007fffc2c2dad0
  R10: 0000558203b55bf0 R11: 0000000000000246 R12: 0000558203b55bc0
  R13: 00007fcbfadcc204 R14: 0000558203b55aa8 R15: 0000000000000000
  Modules linked in: btrfs dm_flakey dm_log_writes (...)
  ---[ end trace d44d303790049ef6 ]---

So fix this by making the remount RO path run any remaining delayed iputs
after waiting for the cleaner to become inactive.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: add assertion for empty list of transactions at late stage of umount
Filipe Manana [Mon, 14 Dec 2020 10:10:48 +0000 (10:10 +0000)]
btrfs: add assertion for empty list of transactions at late stage of umount

Add an assertion to close_ctree(), after destroying all the work queues,
to verify we do not have any transaction still open or committing at that
at that point. If we have any, it means something is seriously wrong and
that can cause memory leaks and use-after-free problems. This is motivated
by the previous patches that fixed bugs where we ended up leaking an open
transaction after unmounting the filesystem.

Tested-by: Fabian Vogt <fvogt@suse.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix race between RO remount and the cleaner task
Filipe Manana [Mon, 14 Dec 2020 10:10:47 +0000 (10:10 +0000)]
btrfs: fix race between RO remount and the cleaner task

When we are remounting a filesystem in RO mode we can race with the cleaner
task and result in leaking a transaction if the filesystem is unmounted
shortly after, before the transaction kthread had a chance to commit that
transaction. That also results in a crash during unmount, due to a
use-after-free, if hardware acceleration is not available for crc32c.

The following sequence of steps explains how the race happens.

1) The filesystem is mounted in RW mode and the cleaner task is running.
   This means that currently BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING is set at
   fs_info->flags;

2) The cleaner task is currently running delayed iputs for example;

3) A filesystem RO remount operation starts;

4) The RO remount task calls btrfs_commit_super(), which commits any
   currently open transaction, and it finishes;

5) At this point the cleaner task is still running and it creates a new
   transaction by doing one of the following things:

   * When running the delayed iput() for an inode with a 0 link count,
     in which case at btrfs_evict_inode() we start a transaction through
     the call to evict_refill_and_join(), use it and then release its
     handle through btrfs_end_transaction();

   * When deleting a dead root through btrfs_clean_one_deleted_snapshot(),
     a transaction is started at btrfs_drop_snapshot() and then its handle
     is released through a call to btrfs_end_transaction_throttle();

   * When the remount task was still running, and before the remount task
     called btrfs_delete_unused_bgs(), the cleaner task also called
     btrfs_delete_unused_bgs() and it picked and removed one block group
     from the list of unused block groups. Before the cleaner task started
     a transaction, through btrfs_start_trans_remove_block_group() at
     btrfs_delete_unused_bgs(), the remount task had already called
     btrfs_commit_super();

6) So at this point the filesystem is in RO mode and we have an open
   transaction that was started by the cleaner task;

7) Shortly after a filesystem unmount operation starts. At close_ctree()
   we stop the transaction kthread before it had a chance to commit the
   transaction, since less than 30 seconds (the default commit interval)
   have elapsed since the last transaction was committed;

8) We end up calling iput() against the btree inode at close_ctree() while
   there is an open transaction, and since that transaction was used to
   update btrees by the cleaner, we have dirty pages in the btree inode
   due to COW operations on metadata extents, and therefore writeback is
   triggered for the btree inode.

   So btree_write_cache_pages() is invoked to flush those dirty pages
   during the final iput() on the btree inode. This results in creating a
   bio and submitting it, which makes us end up at
   btrfs_submit_metadata_bio();

9) At btrfs_submit_metadata_bio() we end up at the if-then-else branch
   that calls btrfs_wq_submit_bio(), because check_async_write() returned
   a value of 1. This value of 1 is because we did not have hardware
   acceleration available for crc32c, so BTRFS_FS_CSUM_IMPL_FAST was not
   set in fs_info->flags;

10) Then at btrfs_wq_submit_bio() we call btrfs_queue_work() against the
    workqueue at fs_info->workers, which was already freed before by the
    call to btrfs_stop_all_workers() at close_ctree(). This results in an
    invalid memory access due to a use-after-free, leading to a crash.

When this happens, before the crash there are several warnings triggered,
since we have reserved metadata space in a block group, the delayed refs
reservation, etc:

  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 4 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-group.c:125 btrfs_put_block_group+0x63/0xa0 [btrfs]
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  CPU: 4 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_put_block_group+0x63/0xa0 [btrfs]
  Code: f0 01 00 00 48 39 c2 75 (...)
  RSP: 0018:ffffb270826bbdd8 EFLAGS: 00010206
  RAX: 0000000000000001 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: ffff947ebc8b29c8
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffffc0b150a0 RDI: ffff947ebc8b2800
  RBP: ffff947ebc8b2800 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ed73e4110
  R13: ffff947ed73e4160 R14: ffff947ebc8b2988 R15: dead000000000100
  FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481ad600000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007f37e2893320 CR3: 0000000138f68001 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   btrfs_free_block_groups+0x17f/0x2f0 [btrfs]
   close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 48 (...)
  RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
  RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
  R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
  irq event stamp: 0
  hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  ---[ end trace dd74718fef1ed5c6 ]---
  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 2 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-rsv.c:459 btrfs_release_global_block_rsv+0x70/0xc0 [btrfs]
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  CPU: 2 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_release_global_block_rsv+0x70/0xc0 [btrfs]
  Code: 48 83 bb b0 03 00 00 00 (...)
  RSP: 0018:ffffb270826bbdd8 EFLAGS: 00010206
  RAX: 000000000033c000 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffffc0b0d8c1 RDI: 00000000ffffffff
  RBP: ffff947ebc8b7000 R08: 0000000000000001 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ed73e4110
  R13: ffff947ed73e5278 R14: dead000000000122 R15: dead000000000100
  FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481aca00000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 0000561a79f76e20 CR3: 0000000138f68006 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   btrfs_free_block_groups+0x24c/0x2f0 [btrfs]
   close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 (...)
  RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
  RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
  R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
  irq event stamp: 0
  hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  ---[ end trace dd74718fef1ed5c7 ]---
  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 2 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-group.c:3377 btrfs_free_block_groups+0x25d/0x2f0 [btrfs]
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  CPU: 5 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_free_block_groups+0x25d/0x2f0 [btrfs]
  Code: ad de 49 be 22 01 00 (...)
  RSP: 0018:ffffb270826bbde8 EFLAGS: 00010206
  RAX: ffff947ebeae1d08 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffff947e9d823ae8 RDI: 0000000000000246
  RBP: ffff947ebeae1d08 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ebeae1c00
  R13: ffff947ed73e5278 R14: dead000000000122 R15: dead000000000100
  FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481ad200000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007f1475d98ea8 CR3: 0000000138f68005 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 (...)
  RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
  RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
  R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
  irq event stamp: 0
  hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  ---[ end trace dd74718fef1ed5c8 ]---
  BTRFS info (device sdc): space_info 4 has 268238848 free, is not full
  BTRFS info (device sdc): space_info total=268435456, used=114688, pinned=0, reserved=16384, may_use=0, readonly=65536
  BTRFS info (device sdc): global_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): trans_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): chunk_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): delayed_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): delayed_refs_rsv: size 524288 reserved 0

And the crash, which only happens when we do not have crc32c hardware
acceleration, produces the following trace immediately after those
warnings:

  stack segment: 0000 [#1] PREEMPT SMP DEBUG_PAGEALLOC PTI
  CPU: 2 PID: 1749129 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_queue_work+0x36/0x190 [btrfs]
  Code: 54 55 53 48 89 f3 (...)
  RSP: 0018:ffffb27082443ae8 EFLAGS: 00010282
  RAX: 0000000000000004 RBX: ffff94810ee9ad90 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffff94810ee9ad90 RDI: ffff947ed8ee75a0
  RBP: a56b6b6b6b6b6b6b R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000007 R11: 0000000000000001 R12: ffff947fa9b435a8
  R13: ffff94810ee9ad90 R14: 0000000000000000 R15: ffff947e93dc0000
  FS:  00007f3cfe974840(0000) GS:ffff9481ac600000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007f1b42995a70 CR3: 0000000127638003 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   btrfs_wq_submit_bio+0xb3/0xd0 [btrfs]
   btrfs_submit_metadata_bio+0x44/0xc0 [btrfs]
   submit_one_bio+0x61/0x70 [btrfs]
   btree_write_cache_pages+0x414/0x450 [btrfs]
   ? kobject_put+0x9a/0x1d0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3c/0x60
   ? free_debug_processing+0x1e1/0x2b0
   do_writepages+0x43/0xe0
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __writeback_single_inode+0x59/0x650
   writeback_single_inode+0xaf/0x120
   write_inode_now+0x94/0xd0
   iput+0x187/0x2b0
   close_ctree+0x2c6/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f3cfebabee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 (...)
  RSP: 002b:00007ffc9c9a05f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f3cfecd1264 RCX: 00007f3cfebabee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 0000562b6b478000
  RBP: 0000562b6b473a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f3cfec6cbe0
  R10: 0000562b6b479fe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 0000562b6b478000 R14: 0000562b6b473b40 R15: 0000562b6b473c60
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  ---[ end trace dd74718fef1ed5cc ]---

Finally when we remove the btrfs module (rmmod btrfs), there are several
warnings about objects that were allocated from our slabs but were never
freed, consequence of the transaction that was never committed and got
leaked:

  =============================================================================
  BUG btrfs_delayed_ref_head (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_ref_head on __kmem_cache_shutdown()
  -----------------------------------------------------------------------------

  INFO: Slab 0x0000000094c2ae56 objects=24 used=2 fp=0x000000002bfa2521 flags=0x17fffc000010200
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   slab_err+0xb7/0xdc
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
   ? lock_release+0x20e/0x4c0
   kmem_cache_destroy+0x55/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x11/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  INFO: Object 0x0000000050cbdd61 @offset=12104
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs] age=1894 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs]
        btrfs_free_tree_block+0x128/0x360 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x489/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
        btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs] age=4292 cpu=2 pid=1729526
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        sync_filesystem+0x74/0x90
        generic_shutdown_super+0x22/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  INFO: Object 0x0000000086e9b0ff @offset=12776
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs] age=1900 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs]
        btrfs_alloc_tree_block+0x2bf/0x360 [btrfs]
        alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs] age=3141 cpu=6 pid=1729803
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        btrfs_write_dirty_block_groups+0x17d/0x3d0 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0x248/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
        generic_shutdown_super+0x6c/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  kmem_cache_destroy btrfs_delayed_ref_head: Slab cache still has objects
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   kmem_cache_destroy+0x119/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x11/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 0b (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  =============================================================================
  BUG btrfs_delayed_tree_ref (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_tree_ref on __kmem_cache_shutdown()
  -----------------------------------------------------------------------------

  INFO: Slab 0x0000000011f78dc0 objects=37 used=2 fp=0x0000000032d55d91 flags=0x17fffc000010200
  CPU: 3 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   slab_err+0xb7/0xdc
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
   ? lock_release+0x20e/0x4c0
   kmem_cache_destroy+0x55/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x1d/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  INFO: Object 0x000000001a340018 @offset=4408
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs] age=1917 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs]
        btrfs_free_tree_block+0x128/0x360 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x489/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
        btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs] age=4167 cpu=4 pid=1729795
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x60/0xc40 [btrfs]
        create_subvol+0x56a/0x990 [btrfs]
        btrfs_mksubvol+0x3fb/0x4a0 [btrfs]
        __btrfs_ioctl_snap_create+0x119/0x1a0 [btrfs]
        btrfs_ioctl_snap_create+0x58/0x80 [btrfs]
        btrfs_ioctl+0x1a92/0x36f0 [btrfs]
        __x64_sys_ioctl+0x83/0xb0
        do_syscall_64+0x33/0x80
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  INFO: Object 0x000000002b46292a @offset=13648
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs] age=1923 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs]
        btrfs_alloc_tree_block+0x2bf/0x360 [btrfs]
        alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs] age=3164 cpu=6 pid=1729803
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
        generic_shutdown_super+0x6c/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  kmem_cache_destroy btrfs_delayed_tree_ref: Slab cache still has objects
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   kmem_cache_destroy+0x119/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x1d/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  =============================================================================
  BUG btrfs_delayed_extent_op (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_extent_op on __kmem_cache_shutdown()
  -----------------------------------------------------------------------------
  INFO: Slab 0x00000000f145ce2f objects=22 used=1 fp=0x00000000af0f92cf flags=0x17fffc000010200
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   slab_err+0xb7/0xdc
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
   ? __mutex_unlock_slowpath+0x45/0x2a0
   kmem_cache_destroy+0x55/0x120
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  INFO: Object 0x000000004cf95ea8 @offset=6264
  INFO: Allocated in btrfs_alloc_tree_block+0x1e0/0x360 [btrfs] age=1931 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_alloc_tree_block+0x1e0/0x360 [btrfs]
        alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
        btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0xabd/0x1290 [btrfs] age=3173 cpu=6 pid=1729803
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0xabd/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
        generic_shutdown_super+0x6c/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  kmem_cache_destroy btrfs_delayed_extent_op: Slab cache still has objects
  CPU: 3 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   kmem_cache_destroy+0x119/0x120
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  BTRFS: state leak: start 30408704 end 30425087 state 1 in tree 1 refs 1

So fix this by making the remount path to wait for the cleaner task before
calling btrfs_commit_super(). The remount path now waits for the bit
BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING to be cleared from fs_info->flags before calling
btrfs_commit_super() and this ensures the cleaner can not start a
transaction after that, because it sleeps when the filesystem is in RO
mode and we have already flagged the filesystem as RO before waiting for
BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING to be cleared.

This also introduces a new flag BTRFS_FS_STATE_RO to be used for
fs_info->fs_state when the filesystem is in RO mode. This is because we
were doing the RO check using the flags of the superblock and setting the
RO mode simply by ORing into the superblock's flags - those operations are
not atomic and could result in the cleaner not seeing the update from the
remount task after it clears BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING.

Tested-by: Fabian Vogt <fvogt@suse.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix transaction leak and crash after cleaning up orphans on RO mount
Filipe Manana [Mon, 14 Dec 2020 10:10:46 +0000 (10:10 +0000)]
btrfs: fix transaction leak and crash after cleaning up orphans on RO mount

When we delete a root (subvolume or snapshot), at the very end of the
operation, we attempt to remove the root's orphan item from the root tree,
at btrfs_drop_snapshot(), by calling btrfs_del_orphan_item(). We ignore any
error from btrfs_del_orphan_item() since it is not a serious problem and
the next time the filesystem is mounted we remove such stray orphan items
at btrfs_find_orphan_roots().

However if the filesystem is mounted RO and we have stray orphan items for
any previously deleted root, we can end up leaking a transaction and other
data structures when unmounting the filesystem, as well as crashing if we
do not have hardware acceleration for crc32c available.

The steps that lead to the transaction leak are the following:

1) The filesystem is mounted in RW mode;

2) A subvolume is deleted;

3) When the cleaner kthread runs btrfs_drop_snapshot() to delete the root,
   it gets a failure at btrfs_del_orphan_item(), which is ignored, due to
   an ENOMEM when allocating a path for example. So the orphan item for
   the root remains in the root tree;

4) The filesystem is unmounted;

5) The filesystem is mounted RO (-o ro). During the mount path we call
   btrfs_find_orphan_roots(), which iterates the root tree searching for
   orphan items. It finds the orphan item for our deleted root, and since
   it can not find the root, it starts a transaction to delete the orphan
   item (by calling btrfs_del_orphan_item());

6) The RO mount completes;

7) Before the transaction kthread commits the transaction created for
   deleting the orphan item (i.e. less than 30 seconds elapsed since the
   mount, the default commit interval), a filesystem unmount operation is
   started;

8) At close_ctree(), we stop the transaction kthread, but we still have a
   transaction open with at least one dirty extent buffer, a leaf for the
   tree root which was COWed when deleting the orphan item;

9) We then proceed to destroy the work queues, free the roots and block
   groups, etc. After that we drop the last reference on the btree inode by
   calling iput() on it. Since there are dirty pages for the btree inode,
   corresponding to the COWed extent buffer, btree_write_cache_pages() is
   invoked to flush those dirty pages. This results in creating a bio and
   submitting it, which makes us end up at btrfs_submit_metadata_bio();

10) At btrfs_submit_metadata_bio() we end up at the if-then-else branch
    that calls btrfs_wq_submit_bio(), because check_async_write() returned
    a value of 1. This value of 1 is because we did not have hardware
    acceleration available for crc32c, so BTRFS_FS_CSUM_IMPL_FAST was not
    set in fs_info->flags;

11) Then at btrfs_wq_submit_bio() we call btrfs_queue_work() against the
    workqueue at fs_info->workers, which was already freed before by the
    call to btrfs_stop_all_workers() at close_ctree(). This results in an
    invalid memory access due to a use-after-free, leading to a crash.

When this happens, before the crash there are several warnings triggered,
since we have reserved metadata space in a block group, the delayed refs
reservation, etc:

 ------------[ cut here ]------------
 WARNING: CPU: 4 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-group.c:125 btrfs_put_block_group+0x63/0xa0 [btrfs]
 Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
 CPU: 4 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 RIP: 0010:btrfs_put_block_group+0x63/0xa0 [btrfs]
 Code: f0 01 00 00 48 39 c2 75 (...)
 RSP: 0018:ffffb270826bbdd8 EFLAGS: 00010206
 RAX: 0000000000000001 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: ffff947ebc8b29c8
 RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffffc0b150a0 RDI: ffff947ebc8b2800
 RBP: ffff947ebc8b2800 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ed73e4110
 R13: ffff947ed73e4160 R14: ffff947ebc8b2988 R15: dead000000000100
 FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481ad600000(0000) knlGS:0000000000000000
 CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
 CR2: 00007f37e2893320 CR3: 0000000138f68001 CR4: 00000000003706e0
 DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
 DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
 Call Trace:
  btrfs_free_block_groups+0x17f/0x2f0 [btrfs]
  close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
  generic_shutdown_super+0x6c/0x100
  kill_anon_super+0x14/0x30
  btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
  deactivate_locked_super+0x31/0x70
  cleanup_mnt+0x100/0x160
  task_work_run+0x68/0xb0
  exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
  syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
 Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 48 (...)
 RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
 RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
 RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
 RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
 R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
 R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
 irq event stamp: 0
 hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
 hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
 softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
 softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
 ---[ end trace dd74718fef1ed5c6 ]---
 ------------[ cut here ]------------
 WARNING: CPU: 2 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-rsv.c:459 btrfs_release_global_block_rsv+0x70/0xc0 [btrfs]
 Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
 CPU: 2 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 RIP: 0010:btrfs_release_global_block_rsv+0x70/0xc0 [btrfs]
 Code: 48 83 bb b0 03 00 00 00 (...)
 RSP: 0018:ffffb270826bbdd8 EFLAGS: 00010206
 RAX: 000000000033c000 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: 0000000000000000
 RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffffc0b0d8c1 RDI: 00000000ffffffff
 RBP: ffff947ebc8b7000 R08: 0000000000000001 R09: 0000000000000000
 R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ed73e4110
 R13: ffff947ed73e5278 R14: dead000000000122 R15: dead000000000100
 FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481aca00000(0000) knlGS:0000000000000000
 CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
 CR2: 0000561a79f76e20 CR3: 0000000138f68006 CR4: 00000000003706e0
 DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
 DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
 Call Trace:
  btrfs_free_block_groups+0x24c/0x2f0 [btrfs]
  close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
  generic_shutdown_super+0x6c/0x100
  kill_anon_super+0x14/0x30
  btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
  deactivate_locked_super+0x31/0x70
  cleanup_mnt+0x100/0x160
  task_work_run+0x68/0xb0
  exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
  syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
 Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 (...)
 RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
 RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
 RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
 RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
 R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
 R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
 irq event stamp: 0
 hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
 hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
 softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
 softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
 ---[ end trace dd74718fef1ed5c7 ]---
 ------------[ cut here ]------------
 WARNING: CPU: 2 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-group.c:3377 btrfs_free_block_groups+0x25d/0x2f0 [btrfs]
 Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
 CPU: 5 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 RIP: 0010:btrfs_free_block_groups+0x25d/0x2f0 [btrfs]
 Code: ad de 49 be 22 01 00 (...)
 RSP: 0018:ffffb270826bbde8 EFLAGS: 00010206
 RAX: ffff947ebeae1d08 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: 0000000000000000
 RDX: 0000000000000001 RSI: ffff947e9d823ae8 RDI: 0000000000000246
 RBP: ffff947ebeae1d08 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ebeae1c00
 R13: ffff947ed73e5278 R14: dead000000000122 R15: dead000000000100
 FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481ad200000(0000) knlGS:0000000000000000
 CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
 CR2: 00007f1475d98ea8 CR3: 0000000138f68005 CR4: 00000000003706e0
 DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
 DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
 Call Trace:
  close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
  generic_shutdown_super+0x6c/0x100
  kill_anon_super+0x14/0x30
  btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
  deactivate_locked_super+0x31/0x70
  cleanup_mnt+0x100/0x160
  task_work_run+0x68/0xb0
  exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
  syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
 Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 (...)
 RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
 RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
 RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
 RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
 R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
 R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
 irq event stamp: 0
 hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
 hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
 softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
 softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
 ---[ end trace dd74718fef1ed5c8 ]---
 BTRFS info (device sdc): space_info 4 has 268238848 free, is not full
 BTRFS info (device sdc): space_info total=268435456, used=114688, pinned=0, reserved=16384, may_use=0, readonly=65536
 BTRFS info (device sdc): global_block_rsv: size 0 reserved 0
 BTRFS info (device sdc): trans_block_rsv: size 0 reserved 0
 BTRFS info (device sdc): chunk_block_rsv: size 0 reserved 0
 BTRFS info (device sdc): delayed_block_rsv: size 0 reserved 0
 BTRFS info (device sdc): delayed_refs_rsv: size 524288 reserved 0

And the crash, which only happens when we do not have crc32c hardware
acceleration, produces the following trace immediately after those
warnings:

 stack segment: 0000 [#1] PREEMPT SMP DEBUG_PAGEALLOC PTI
 CPU: 2 PID: 1749129 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 RIP: 0010:btrfs_queue_work+0x36/0x190 [btrfs]
 Code: 54 55 53 48 89 f3 (...)
 RSP: 0018:ffffb27082443ae8 EFLAGS: 00010282
 RAX: 0000000000000004 RBX: ffff94810ee9ad90 RCX: 0000000000000000
 RDX: 0000000000000001 RSI: ffff94810ee9ad90 RDI: ffff947ed8ee75a0
 RBP: a56b6b6b6b6b6b6b R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 0000000000000007 R11: 0000000000000001 R12: ffff947fa9b435a8
 R13: ffff94810ee9ad90 R14: 0000000000000000 R15: ffff947e93dc0000
 FS:  00007f3cfe974840(0000) GS:ffff9481ac600000(0000) knlGS:0000000000000000
 CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
 CR2: 00007f1b42995a70 CR3: 0000000127638003 CR4: 00000000003706e0
 DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
 DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
 Call Trace:
  btrfs_wq_submit_bio+0xb3/0xd0 [btrfs]
  btrfs_submit_metadata_bio+0x44/0xc0 [btrfs]
  submit_one_bio+0x61/0x70 [btrfs]
  btree_write_cache_pages+0x414/0x450 [btrfs]
  ? kobject_put+0x9a/0x1d0
  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3c/0x60
  ? free_debug_processing+0x1e1/0x2b0
  do_writepages+0x43/0xe0
  ? lock_acquired+0x199/0x490
  __writeback_single_inode+0x59/0x650
  writeback_single_inode+0xaf/0x120
  write_inode_now+0x94/0xd0
  iput+0x187/0x2b0
  close_ctree+0x2c6/0x2fa [btrfs]
  generic_shutdown_super+0x6c/0x100
  kill_anon_super+0x14/0x30
  btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
  deactivate_locked_super+0x31/0x70
  cleanup_mnt+0x100/0x160
  task_work_run+0x68/0xb0
  exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
  syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f3cfebabee7
 Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 (...)
 RSP: 002b:00007ffc9c9a05f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
 RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f3cfecd1264 RCX: 00007f3cfebabee7
 RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 0000562b6b478000
 RBP: 0000562b6b473a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f3cfec6cbe0
 R10: 0000562b6b479fe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
 R13: 0000562b6b478000 R14: 0000562b6b473b40 R15: 0000562b6b473c60
 Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
 ---[ end trace dd74718fef1ed5cc ]---

Finally when we remove the btrfs module (rmmod btrfs), there are several
warnings about objects that were allocated from our slabs but were never
freed, consequence of the transaction that was never committed and got
leaked:
 =============================================================================
 BUG btrfs_delayed_ref_head (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_ref_head on __kmem_cache_shutdown()
 -----------------------------------------------------------------------------

 INFO: Slab 0x0000000094c2ae56 objects=24 used=2 fp=0x000000002bfa2521 flags=0x17fffc000010200
 CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 Call Trace:
  dump_stack+0x8d/0xb5
  slab_err+0xb7/0xdc
  ? lock_acquired+0x199/0x490
  __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
  ? lock_release+0x20e/0x4c0
  kmem_cache_destroy+0x55/0x120
  btrfs_delayed_ref_exit+0x11/0x35 [btrfs]
  exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
  __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
  ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
  ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  do_syscall_64+0x33/0x80
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f693e305897
 Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
 RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
 RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
 RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
 RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
 R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
 INFO: Object 0x0000000050cbdd61 @offset=12104
 INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs] age=1894 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs]
        btrfs_free_tree_block+0x128/0x360 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x489/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
        btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
 INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs] age=4292 cpu=2 pid=1729526
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        sync_filesystem+0x74/0x90
        generic_shutdown_super+0x22/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 INFO: Object 0x0000000086e9b0ff @offset=12776
 INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs] age=1900 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs]
        btrfs_alloc_tree_block+0x2bf/0x360 [btrfs]
        alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
 INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs] age=3141 cpu=6 pid=1729803
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        btrfs_write_dirty_block_groups+0x17d/0x3d0 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0x248/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
        generic_shutdown_super+0x6c/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 kmem_cache_destroy btrfs_delayed_ref_head: Slab cache still has objects
 CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 Call Trace:
  dump_stack+0x8d/0xb5
  kmem_cache_destroy+0x119/0x120
  btrfs_delayed_ref_exit+0x11/0x35 [btrfs]
  exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
  __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
  ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
  ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  do_syscall_64+0x33/0x80
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f693e305897
 Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 0b (...)
 RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
 RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
 RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
 RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
 R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
 =============================================================================
 BUG btrfs_delayed_tree_ref (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_tree_ref on __kmem_cache_shutdown()
 -----------------------------------------------------------------------------

 INFO: Slab 0x0000000011f78dc0 objects=37 used=2 fp=0x0000000032d55d91 flags=0x17fffc000010200
 CPU: 3 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 Call Trace:
  dump_stack+0x8d/0xb5
  slab_err+0xb7/0xdc
  ? lock_acquired+0x199/0x490
  __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
  ? lock_release+0x20e/0x4c0
  kmem_cache_destroy+0x55/0x120
  btrfs_delayed_ref_exit+0x1d/0x35 [btrfs]
  exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
  __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
  ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
  ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  do_syscall_64+0x33/0x80
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f693e305897
 Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
 RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
 RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
 RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
 RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
 R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
 INFO: Object 0x000000001a340018 @offset=4408
 INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs] age=1917 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs]
        btrfs_free_tree_block+0x128/0x360 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x489/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
        btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
 INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs] age=4167 cpu=4 pid=1729795
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x60/0xc40 [btrfs]
        create_subvol+0x56a/0x990 [btrfs]
        btrfs_mksubvol+0x3fb/0x4a0 [btrfs]
        __btrfs_ioctl_snap_create+0x119/0x1a0 [btrfs]
        btrfs_ioctl_snap_create+0x58/0x80 [btrfs]
        btrfs_ioctl+0x1a92/0x36f0 [btrfs]
        __x64_sys_ioctl+0x83/0xb0
        do_syscall_64+0x33/0x80
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 INFO: Object 0x000000002b46292a @offset=13648
 INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs] age=1923 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs]
        btrfs_alloc_tree_block+0x2bf/0x360 [btrfs]
        alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
 INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs] age=3164 cpu=6 pid=1729803
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
        generic_shutdown_super+0x6c/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 kmem_cache_destroy btrfs_delayed_tree_ref: Slab cache still has objects
 CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 Call Trace:
  dump_stack+0x8d/0xb5
  kmem_cache_destroy+0x119/0x120
  btrfs_delayed_ref_exit+0x1d/0x35 [btrfs]
  exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
  __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
  ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
  ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  do_syscall_64+0x33/0x80
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f693e305897
 Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
 RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
 RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
 RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
 RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
 R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
 =============================================================================
 BUG btrfs_delayed_extent_op (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_extent_op on __kmem_cache_shutdown()
 -----------------------------------------------------------------------------

 INFO: Slab 0x00000000f145ce2f objects=22 used=1 fp=0x00000000af0f92cf flags=0x17fffc000010200
 CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 Call Trace:
  dump_stack+0x8d/0xb5
  slab_err+0xb7/0xdc
  ? lock_acquired+0x199/0x490
  __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
  ? __mutex_unlock_slowpath+0x45/0x2a0
  kmem_cache_destroy+0x55/0x120
  exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
  __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
  ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
  ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  do_syscall_64+0x33/0x80
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f693e305897
 Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
 RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
 RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
 RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
 RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
 R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
 INFO: Object 0x000000004cf95ea8 @offset=6264
 INFO: Allocated in btrfs_alloc_tree_block+0x1e0/0x360 [btrfs] age=1931 cpu=6 pid=1729873
        __slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
        kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
        btrfs_alloc_tree_block+0x1e0/0x360 [btrfs]
        alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
        __btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
        btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
        btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
        btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
        btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
        open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
        btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
        legacy_get_tree+0x30/0x60
        vfs_get_tree+0x28/0xe0
        fc_mount+0xe/0x40
        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
        btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
 INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0xabd/0x1290 [btrfs] age=3173 cpu=6 pid=1729803
        kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
        __btrfs_run_delayed_refs+0xabd/0x1290 [btrfs]
        btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
        commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
        btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
        close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
        generic_shutdown_super+0x6c/0x100
        kill_anon_super+0x14/0x30
        btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
        deactivate_locked_super+0x31/0x70
        cleanup_mnt+0x100/0x160
        task_work_run+0x68/0xb0
        exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
        syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 kmem_cache_destroy btrfs_delayed_extent_op: Slab cache still has objects
 CPU: 3 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
 Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
 Call Trace:
  dump_stack+0x8d/0xb5
  kmem_cache_destroy+0x119/0x120
  exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
  __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
  ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
  ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  do_syscall_64+0x33/0x80
  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
 RIP: 0033:0x7f693e305897
 Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 (...)
 RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
 RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
 RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
 RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
 R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
 R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
 BTRFS: state leak: start 30408704 end 30425087 state 1 in tree 1 refs 1

So fix this by calling btrfs_find_orphan_roots() in the mount path only if
we are mounting the filesystem in RW mode. It's pointless to have it called
for RO mounts anyway, since despite adding any deleted roots to the list of
dead roots, we will never have the roots deleted until the filesystem is
remounted in RW mode, as the cleaner kthread does nothing when we are
mounted in RO - btrfs_need_cleaner_sleep() always returns true and the
cleaner spends all time sleeping, never cleaning dead roots.

This is accomplished by moving the call to btrfs_find_orphan_roots() from
open_ctree() to btrfs_start_pre_rw_mount(), which also guarantees that
if later the filesystem is remounted RW, we populate the list of dead
roots and have the cleaner task delete the dead roots.

Tested-by: Fabian Vogt <fvogt@suse.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix transaction leak and crash after RO remount caused by qgroup rescan
Filipe Manana [Mon, 14 Dec 2020 10:10:45 +0000 (10:10 +0000)]
btrfs: fix transaction leak and crash after RO remount caused by qgroup rescan

If we remount a filesystem in RO mode while the qgroup rescan worker is
running, we can end up having it still running after the remount is done,
and at unmount time we may end up with an open transaction that ends up
never getting committed. If that happens we end up with several memory
leaks and can crash when hardware acceleration is unavailable for crc32c.
Possibly it can lead to other nasty surprises too, due to use-after-free
issues.

The following steps explain how the problem happens.

1) We have a filesystem mounted in RW mode and the qgroup rescan worker is
   running;

2) We remount the filesystem in RO mode, and never stop/pause the rescan
   worker, so after the remount the rescan worker is still running. The
   important detail here is that the rescan task is still running after
   the remount operation committed any ongoing transaction through its
   call to btrfs_commit_super();

3) The rescan is still running, and after the remount completed, the
   rescan worker started a transaction, after it finished iterating all
   leaves of the extent tree, to update the qgroup status item in the
   quotas tree. It does not commit the transaction, it only releases its
   handle on the transaction;

4) A filesystem unmount operation starts shortly after;

5) The unmount task, at close_ctree(), stops the transaction kthread,
   which had not had a chance to commit the open transaction since it was
   sleeping and the commit interval (default of 30 seconds) has not yet
   elapsed since the last time it committed a transaction;

6) So after stopping the transaction kthread we still have the transaction
   used to update the qgroup status item open. At close_ctree(), when the
   filesystem is in RO mode and no transaction abort happened (or the
   filesystem is in error mode), we do not expect to have any transaction
   open, so we do not call btrfs_commit_super();

7) We then proceed to destroy the work queues, free the roots and block
   groups, etc. After that we drop the last reference on the btree inode
   by calling iput() on it. Since there are dirty pages for the btree
   inode, corresponding to the COWed extent buffer for the quotas btree,
   btree_write_cache_pages() is invoked to flush those dirty pages. This
   results in creating a bio and submitting it, which makes us end up at
   btrfs_submit_metadata_bio();

8) At btrfs_submit_metadata_bio() we end up at the if-then-else branch
   that calls btrfs_wq_submit_bio(), because check_async_write() returned
   a value of 1. This value of 1 is because we did not have hardware
   acceleration available for crc32c, so BTRFS_FS_CSUM_IMPL_FAST was not
   set in fs_info->flags;

9) Then at btrfs_wq_submit_bio() we call btrfs_queue_work() against the
   workqueue at fs_info->workers, which was already freed before by the
   call to btrfs_stop_all_workers() at close_ctree(). This results in an
   invalid memory access due to a use-after-free, leading to a crash.

When this happens, before the crash there are several warnings triggered,
since we have reserved metadata space in a block group, the delayed refs
reservation, etc:

  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 4 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-group.c:125 btrfs_put_block_group+0x63/0xa0 [btrfs]
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  CPU: 4 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_put_block_group+0x63/0xa0 [btrfs]
  Code: f0 01 00 00 48 39 c2 75 (...)
  RSP: 0018:ffffb270826bbdd8 EFLAGS: 00010206
  RAX: 0000000000000001 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: ffff947ebc8b29c8
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffffc0b150a0 RDI: ffff947ebc8b2800
  RBP: ffff947ebc8b2800 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ed73e4110
  R13: ffff947ed73e4160 R14: ffff947ebc8b2988 R15: dead000000000100
  FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481ad600000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007f37e2893320 CR3: 0000000138f68001 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   btrfs_free_block_groups+0x17f/0x2f0 [btrfs]
   close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 48 (...)
  RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
  RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
  R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
  irq event stamp: 0
  hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  ---[ end trace dd74718fef1ed5c6 ]---
  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 2 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-rsv.c:459 btrfs_release_global_block_rsv+0x70/0xc0 [btrfs]
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  CPU: 2 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_release_global_block_rsv+0x70/0xc0 [btrfs]
  Code: 48 83 bb b0 03 00 00 00 (...)
  RSP: 0018:ffffb270826bbdd8 EFLAGS: 00010206
  RAX: 000000000033c000 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffffc0b0d8c1 RDI: 00000000ffffffff
  RBP: ffff947ebc8b7000 R08: 0000000000000001 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ed73e4110
  R13: ffff947ed73e5278 R14: dead000000000122 R15: dead000000000100
  FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481aca00000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 0000561a79f76e20 CR3: 0000000138f68006 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   btrfs_free_block_groups+0x24c/0x2f0 [btrfs]
   close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 (...)
  RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
  RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
  R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
  irq event stamp: 0
  hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  ---[ end trace dd74718fef1ed5c7 ]---
  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 2 PID: 1729896 at fs/btrfs/block-group.c:3377 btrfs_free_block_groups+0x25d/0x2f0 [btrfs]
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  CPU: 5 PID: 1729896 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_free_block_groups+0x25d/0x2f0 [btrfs]
  Code: ad de 49 be 22 01 00 (...)
  RSP: 0018:ffffb270826bbde8 EFLAGS: 00010206
  RAX: ffff947ebeae1d08 RBX: ffff947ed73e4000 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffff947e9d823ae8 RDI: 0000000000000246
  RBP: ffff947ebeae1d08 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: ffff947ebeae1c00
  R13: ffff947ed73e5278 R14: dead000000000122 R15: dead000000000100
  FS:  00007f15edfea840(0000) GS:ffff9481ad200000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007f1475d98ea8 CR3: 0000000138f68005 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   close_ctree+0x2ba/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f15ee221ee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 (...)
  RSP: 002b:00007ffe9470f0f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f15ee347264 RCX: 00007f15ee221ee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 000056169701d000
  RBP: 0000561697018a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f15ee2e2be0
  R10: 000056169701efe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 000056169701d000 R14: 0000561697018b40 R15: 0000561697018c60
  irq event stamp: 0
  hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  hardirqs last disabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last  enabled at (0): [<ffffffff8bcae560>] copy_process+0x8a0/0x1d70
  softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
  ---[ end trace dd74718fef1ed5c8 ]---
  BTRFS info (device sdc): space_info 4 has 268238848 free, is not full
  BTRFS info (device sdc): space_info total=268435456, used=114688, pinned=0, reserved=16384, may_use=0, readonly=65536
  BTRFS info (device sdc): global_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): trans_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): chunk_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): delayed_block_rsv: size 0 reserved 0
  BTRFS info (device sdc): delayed_refs_rsv: size 524288 reserved 0

And the crash, which only happens when we do not have crc32c hardware
acceleration, produces the following trace immediately after those
warnings:

  stack segment: 0000 [#1] PREEMPT SMP DEBUG_PAGEALLOC PTI
  CPU: 2 PID: 1749129 Comm: umount Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  RIP: 0010:btrfs_queue_work+0x36/0x190 [btrfs]
  Code: 54 55 53 48 89 f3 (...)
  RSP: 0018:ffffb27082443ae8 EFLAGS: 00010282
  RAX: 0000000000000004 RBX: ffff94810ee9ad90 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffff94810ee9ad90 RDI: ffff947ed8ee75a0
  RBP: a56b6b6b6b6b6b6b R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000007 R11: 0000000000000001 R12: ffff947fa9b435a8
  R13: ffff94810ee9ad90 R14: 0000000000000000 R15: ffff947e93dc0000
  FS:  00007f3cfe974840(0000) GS:ffff9481ac600000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007f1b42995a70 CR3: 0000000127638003 CR4: 00000000003706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   btrfs_wq_submit_bio+0xb3/0xd0 [btrfs]
   btrfs_submit_metadata_bio+0x44/0xc0 [btrfs]
   submit_one_bio+0x61/0x70 [btrfs]
   btree_write_cache_pages+0x414/0x450 [btrfs]
   ? kobject_put+0x9a/0x1d0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3c/0x60
   ? free_debug_processing+0x1e1/0x2b0
   do_writepages+0x43/0xe0
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __writeback_single_inode+0x59/0x650
   writeback_single_inode+0xaf/0x120
   write_inode_now+0x94/0xd0
   iput+0x187/0x2b0
   close_ctree+0x2c6/0x2fa [btrfs]
   generic_shutdown_super+0x6c/0x100
   kill_anon_super+0x14/0x30
   btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
   deactivate_locked_super+0x31/0x70
   cleanup_mnt+0x100/0x160
   task_work_run+0x68/0xb0
   exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
   syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f3cfebabee7
  Code: ff 0b 00 f7 d8 64 89 01 (...)
  RSP: 002b:00007ffc9c9a05f8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
  RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f3cfecd1264 RCX: 00007f3cfebabee7
  RDX: ffffffffffffff78 RSI: 0000000000000000 RDI: 0000562b6b478000
  RBP: 0000562b6b473a30 R08: 0000000000000000 R09: 00007f3cfec6cbe0
  R10: 0000562b6b479fe0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  R13: 0000562b6b478000 R14: 0000562b6b473b40 R15: 0000562b6b473c60
  Modules linked in: btrfs dm_snapshot dm_thin_pool (...)
  ---[ end trace dd74718fef1ed5cc ]---

Finally when we remove the btrfs module (rmmod btrfs), there are several
warnings about objects that were allocated from our slabs but were never
freed, consequence of the transaction that was never committed and got
leaked:

  =============================================================================
  BUG btrfs_delayed_ref_head (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_ref_head on __kmem_cache_shutdown()
  -----------------------------------------------------------------------------

  INFO: Slab 0x0000000094c2ae56 objects=24 used=2 fp=0x000000002bfa2521 flags=0x17fffc000010200
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   slab_err+0xb7/0xdc
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
   ? lock_release+0x20e/0x4c0
   kmem_cache_destroy+0x55/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x11/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  INFO: Object 0x0000000050cbdd61 @offset=12104
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs] age=1894 cpu=6 pid=1729873
__slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs]
btrfs_free_tree_block+0x128/0x360 [btrfs]
__btrfs_cow_block+0x489/0x5f0 [btrfs]
btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
legacy_get_tree+0x30/0x60
vfs_get_tree+0x28/0xe0
fc_mount+0xe/0x40
vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs] age=4292 cpu=2 pid=1729526
kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
__btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs]
btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
sync_filesystem+0x74/0x90
generic_shutdown_super+0x22/0x100
kill_anon_super+0x14/0x30
btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
deactivate_locked_super+0x31/0x70
cleanup_mnt+0x100/0x160
task_work_run+0x68/0xb0
exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  INFO: Object 0x0000000086e9b0ff @offset=12776
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs] age=1900 cpu=6 pid=1729873
__slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
btrfs_add_delayed_tree_ref+0xbb/0x480 [btrfs]
btrfs_alloc_tree_block+0x2bf/0x360 [btrfs]
alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
__btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
legacy_get_tree+0x30/0x60
vfs_get_tree+0x28/0xe0
fc_mount+0xe/0x40
vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs] age=3141 cpu=6 pid=1729803
kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
__btrfs_run_delayed_refs+0x1117/0x1290 [btrfs]
btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
btrfs_write_dirty_block_groups+0x17d/0x3d0 [btrfs]
commit_cowonly_roots+0x248/0x300 [btrfs]
btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
generic_shutdown_super+0x6c/0x100
kill_anon_super+0x14/0x30
btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
deactivate_locked_super+0x31/0x70
cleanup_mnt+0x100/0x160
task_work_run+0x68/0xb0
exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  kmem_cache_destroy btrfs_delayed_ref_head: Slab cache still has objects
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   kmem_cache_destroy+0x119/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x11/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 0b (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  =============================================================================
  BUG btrfs_delayed_tree_ref (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_tree_ref on __kmem_cache_shutdown()
  -----------------------------------------------------------------------------

  INFO: Slab 0x0000000011f78dc0 objects=37 used=2 fp=0x0000000032d55d91 flags=0x17fffc000010200
  CPU: 3 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   slab_err+0xb7/0xdc
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
   ? lock_release+0x20e/0x4c0
   kmem_cache_destroy+0x55/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x1d/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  INFO: Object 0x000000001a340018 @offset=4408
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs] age=1917 cpu=6 pid=1729873
__slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs]
btrfs_free_tree_block+0x128/0x360 [btrfs]
__btrfs_cow_block+0x489/0x5f0 [btrfs]
btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
legacy_get_tree+0x30/0x60
vfs_get_tree+0x28/0xe0
fc_mount+0xe/0x40
vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs] age=4167 cpu=4 pid=1729795
kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
__btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs]
btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
btrfs_commit_transaction+0x60/0xc40 [btrfs]
create_subvol+0x56a/0x990 [btrfs]
btrfs_mksubvol+0x3fb/0x4a0 [btrfs]
__btrfs_ioctl_snap_create+0x119/0x1a0 [btrfs]
btrfs_ioctl_snap_create+0x58/0x80 [btrfs]
btrfs_ioctl+0x1a92/0x36f0 [btrfs]
__x64_sys_ioctl+0x83/0xb0
do_syscall_64+0x33/0x80
entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  INFO: Object 0x000000002b46292a @offset=13648
  INFO: Allocated in btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs] age=1923 cpu=6 pid=1729873
__slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
btrfs_add_delayed_tree_ref+0x9e/0x480 [btrfs]
btrfs_alloc_tree_block+0x2bf/0x360 [btrfs]
alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
__btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
legacy_get_tree+0x30/0x60
vfs_get_tree+0x28/0xe0
fc_mount+0xe/0x40
vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs] age=3164 cpu=6 pid=1729803
kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
__btrfs_run_delayed_refs+0x63d/0x1290 [btrfs]
btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
generic_shutdown_super+0x6c/0x100
kill_anon_super+0x14/0x30
btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
deactivate_locked_super+0x31/0x70
cleanup_mnt+0x100/0x160
task_work_run+0x68/0xb0
exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  kmem_cache_destroy btrfs_delayed_tree_ref: Slab cache still has objects
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   kmem_cache_destroy+0x119/0x120
   btrfs_delayed_ref_exit+0x1d/0x35 [btrfs]
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  =============================================================================
  BUG btrfs_delayed_extent_op (Tainted: G    B   W        ): Objects remaining in btrfs_delayed_extent_op on __kmem_cache_shutdown()
  -----------------------------------------------------------------------------

  INFO: Slab 0x00000000f145ce2f objects=22 used=1 fp=0x00000000af0f92cf flags=0x17fffc000010200
  CPU: 5 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   slab_err+0xb7/0xdc
   ? lock_acquired+0x199/0x490
   __kmem_cache_shutdown+0x1ac/0x3c0
   ? __mutex_unlock_slowpath+0x45/0x2a0
   kmem_cache_destroy+0x55/0x120
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 f5 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  INFO: Object 0x000000004cf95ea8 @offset=6264
  INFO: Allocated in btrfs_alloc_tree_block+0x1e0/0x360 [btrfs] age=1931 cpu=6 pid=1729873
__slab_alloc.isra.0+0x109/0x1c0
kmem_cache_alloc+0x7bb/0x830
btrfs_alloc_tree_block+0x1e0/0x360 [btrfs]
alloc_tree_block_no_bg_flush+0x4f/0x60 [btrfs]
__btrfs_cow_block+0x12d/0x5f0 [btrfs]
btrfs_cow_block+0xf7/0x220 [btrfs]
btrfs_search_slot+0x62a/0xc40 [btrfs]
btrfs_del_orphan_item+0x65/0xd0 [btrfs]
btrfs_find_orphan_roots+0x1bf/0x200 [btrfs]
open_ctree+0x125a/0x18a0 [btrfs]
btrfs_mount_root.cold+0x13/0xed [btrfs]
legacy_get_tree+0x30/0x60
vfs_get_tree+0x28/0xe0
fc_mount+0xe/0x40
vfs_kern_mount.part.0+0x71/0x90
btrfs_mount+0x13b/0x3e0 [btrfs]
  INFO: Freed in __btrfs_run_delayed_refs+0xabd/0x1290 [btrfs] age=3173 cpu=6 pid=1729803
kmem_cache_free+0x34c/0x3c0
__btrfs_run_delayed_refs+0xabd/0x1290 [btrfs]
btrfs_run_delayed_refs+0x81/0x210 [btrfs]
commit_cowonly_roots+0xfb/0x300 [btrfs]
btrfs_commit_transaction+0x367/0xc40 [btrfs]
close_ctree+0x113/0x2fa [btrfs]
generic_shutdown_super+0x6c/0x100
kill_anon_super+0x14/0x30
btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
deactivate_locked_super+0x31/0x70
cleanup_mnt+0x100/0x160
task_work_run+0x68/0xb0
exit_to_user_mode_prepare+0x1bb/0x1c0
syscall_exit_to_user_mode+0x4b/0x260
entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  kmem_cache_destroy btrfs_delayed_extent_op: Slab cache still has objects
  CPU: 3 PID: 1729921 Comm: rmmod Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.13.0-0-gf21b5a4aeb02-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Call Trace:
   dump_stack+0x8d/0xb5
   kmem_cache_destroy+0x119/0x120
   exit_btrfs_fs+0xa/0x59 [btrfs]
   __x64_sys_delete_module+0x194/0x260
   ? fpregs_assert_state_consistent+0x1e/0x40
   ? exit_to_user_mode_prepare+0x55/0x1c0
   ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
   do_syscall_64+0x33/0x80
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  RIP: 0033:0x7f693e305897
  Code: 73 01 c3 48 8b 0d f9 (...)
  RSP: 002b:00007ffcf73eb508 EFLAGS: 00000206 ORIG_RAX: 00000000000000b0
  RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000559df504f760 RCX: 00007f693e305897
  RDX: 000000000000000a RSI: 0000000000000800 RDI: 0000559df504f7c8
  RBP: 00007ffcf73eb568 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 00007f693e378ac0 R11: 0000000000000206 R12: 00007ffcf73eb740
  R13: 00007ffcf73ec5a6 R14: 0000559df504f2a0 R15: 0000559df504f760
  BTRFS: state leak: start 30408704 end 30425087 state 1 in tree 1 refs 1

Fix this issue by having the remount path stop the qgroup rescan worker
when we are remounting RO and teach the rescan worker to stop when a
remount is in progress. If later a remount in RW mode happens, we are
already resuming the qgroup rescan worker through the call to
btrfs_qgroup_rescan_resume(), so we do not need to worry about that.

Tested-by: Fabian Vogt <fvogt@suse.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: merge critical sections of discard lock in workfn
Pavel Begunkov [Sun, 6 Dec 2020 15:56:22 +0000 (15:56 +0000)]
btrfs: merge critical sections of discard lock in workfn

btrfs_discard_workfn() drops discard_ctl->lock just to take it again in
a moment in btrfs_discard_schedule_work(). Avoid that and also reuse
ktime.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Pavel Begunkov <asml.silence@gmail.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix racy access to discard_ctl data
Pavel Begunkov [Sun, 6 Dec 2020 15:56:21 +0000 (15:56 +0000)]
btrfs: fix racy access to discard_ctl data

Because only one discard worker may be running at any given point, it
could have been safe to modify ->prev_discard, etc. without
synchronization, if not for @override flag in
btrfs_discard_schedule_work() and delayed_work_pending() returning false
while workfn is running.

That may lead to torn reads of u64 for some architectures, but that's
not a big problem as only slightly affects the discard rate.

Suggested-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Pavel Begunkov <asml.silence@gmail.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix async discard stall
Pavel Begunkov [Sun, 6 Dec 2020 15:56:20 +0000 (15:56 +0000)]
btrfs: fix async discard stall

Might happen that bg->discard_eligible_time was changed without
rescheduling, so btrfs_discard_workfn() wakes up earlier than that new
time, peek_discard_list() returns NULL, and all work halts and goes to
sleep without further rescheduling even there are block groups to
discard.

It happens pretty often, but not so visible from the userspace because
after some time it usually will be kicked off anyway by someone else
calling btrfs_discard_reschedule_work().

Fix it by continue rescheduling if block group discard lists are not
empty.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Pavel Begunkov <asml.silence@gmail.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: tests: initialize test inodes location
Josef Bacik [Tue, 15 Dec 2020 17:00:26 +0000 (12:00 -0500)]
btrfs: tests: initialize test inodes location

I noticed that sometimes the module failed to load because the self
tests failed like this:

  BTRFS: selftest: fs/btrfs/tests/inode-tests.c:963 miscount, wanted 1, got 0

This turned out to be because sometimes the btrfs ino would be the btree
inode number, and thus we'd skip calling the set extent delalloc bit
helper, and thus not adjust ->outstanding_extents.

Fix this by making sure we initialize test inodes with a valid inode
number so that we don't get random failures during self tests.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: send: fix wrong file path when there is an inode with a pending rmdir
Filipe Manana [Thu, 10 Dec 2020 12:09:02 +0000 (12:09 +0000)]
btrfs: send: fix wrong file path when there is an inode with a pending rmdir

When doing an incremental send, if we have a new inode that happens to
have the same number that an old directory inode had in the base snapshot
and that old directory has a pending rmdir operation, we end up computing
a wrong path for the new inode, causing the receiver to fail.

Example reproducer:

  $ cat test-send-rmdir.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/sdi
  MNT=/mnt/sdi

  mkfs.btrfs -f $DEV >/dev/null
  mount $DEV $MNT

  mkdir $MNT/dir
  touch $MNT/dir/file1
  touch $MNT/dir/file2
  touch $MNT/dir/file3

  # Filesystem looks like:
  #
  # .                                     (ino 256)
  # |----- dir/                           (ino 257)
  #         |----- file1                  (ino 258)
  #         |----- file2                  (ino 259)
  #         |----- file3                  (ino 260)
  #

  btrfs subvolume snapshot -r $MNT $MNT/snap1
  btrfs send -f /tmp/snap1.send $MNT/snap1

  # Now remove our directory and all its files.
  rm -fr $MNT/dir

  # Unmount the filesystem and mount it again. This is to ensure that
  # the next inode that is created ends up with the same inode number
  # that our directory "dir" had, 257, which is the first free "objectid"
  # available after mounting again the filesystem.
  umount $MNT
  mount $DEV $MNT

  # Now create a new file (it could be a directory as well).
  touch $MNT/newfile

  # Filesystem now looks like:
  #
  # .                                     (ino 256)
  # |----- newfile                        (ino 257)
  #

  btrfs subvolume snapshot -r $MNT $MNT/snap2
  btrfs send -f /tmp/snap2.send -p $MNT/snap1 $MNT/snap2

  # Now unmount the filesystem, create a new one, mount it and try to apply
  # both send streams to recreate both snapshots.
  umount $DEV

  mkfs.btrfs -f $DEV >/dev/null

  mount $DEV $MNT

  btrfs receive -f /tmp/snap1.send $MNT
  btrfs receive -f /tmp/snap2.send $MNT

  umount $MNT

When running the test, the receive operation for the incremental stream
fails:

  $ ./test-send-rmdir.sh
  Create a readonly snapshot of '/mnt/sdi' in '/mnt/sdi/snap1'
  At subvol /mnt/sdi/snap1
  Create a readonly snapshot of '/mnt/sdi' in '/mnt/sdi/snap2'
  At subvol /mnt/sdi/snap2
  At subvol snap1
  At snapshot snap2
  ERROR: chown o257-9-0 failed: No such file or directory

So fix this by tracking directories that have a pending rmdir by inode
number and generation number, instead of only inode number.

A test case for fstests follows soon.

Reported-by: Massimo B. <massimo.b@gmx.net>
Tested-by: Massimo B. <massimo.b@gmx.net>
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/6ae34776e85912960a253a8327068a892998e685.camel@gmx.net/
CC: stable@vger.kernel.org # 4.19+
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: qgroup: don't try to wait flushing if we're already holding a transaction
Qu Wenruo [Fri, 4 Dec 2020 01:24:47 +0000 (09:24 +0800)]
btrfs: qgroup: don't try to wait flushing if we're already holding a transaction

There is a chance of racing for qgroup flushing which may lead to
deadlock:

Thread A | Thread B
   (not holding trans handle) |  (holding a trans handle)
--------------------------------+--------------------------------
__btrfs_qgroup_reserve_meta()   | __btrfs_qgroup_reserve_meta()
|- try_flush_qgroup() | |- try_flush_qgroup()
   |- QGROUP_FLUSHING bit set   |    |
   | |    |- test_and_set_bit()
   | |    |- wait_event()
   |- btrfs_join_transaction() |
   |- btrfs_commit_transaction()|

!!! DEAD LOCK !!!

Since thread A wants to commit transaction, but thread B is holding a
transaction handle, blocking the commit.
At the same time, thread B is waiting for thread A to finish its commit.

This is just a hot fix, and would lead to more EDQUOT when we're near
the qgroup limit.

The proper fix would be to make all metadata/data reservations happen
without holding a transaction handle.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.9+
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: correctly calculate item size used when item key collision happens
ethanwu [Tue, 1 Dec 2020 09:25:12 +0000 (17:25 +0800)]
btrfs: correctly calculate item size used when item key collision happens

Item key collision is allowed for some item types, like dir item and
inode refs, but the overall item size is limited by the nodesize.

item size(ins_len) passed from btrfs_insert_empty_items to
btrfs_search_slot already contains size of btrfs_item.

When btrfs_search_slot reaches leaf, we'll see if we need to split leaf.
The check incorrectly reports that split leaf is required, because
it treats the space required by the newly inserted item as
btrfs_item + item data. But in item key collision case, only item data
is actually needed, the newly inserted item could merge into the existing
one. No new btrfs_item will be inserted.

And split_leaf return EOVERFLOW from following code:

  if (extend && data_size + btrfs_item_size_nr(l, slot) +
      sizeof(struct btrfs_item) > BTRFS_LEAF_DATA_SIZE(fs_info))
      return -EOVERFLOW;

In most cases, when callers receive EOVERFLOW, they either return
this error or handle in different ways. For example, in normal dir item
creation the userspace will get errno EOVERFLOW; in inode ref case
INODE_EXTREF is used instead.

However, this is not the case for rename. To avoid the unrecoverable
situation in rename, btrfs_check_dir_item_collision is called in
early phase of rename. In this function, when item key collision is
detected leaf space is checked:

  data_size = sizeof(*di) + name_len;
  if (data_size + btrfs_item_size_nr(leaf, slot) +
      sizeof(struct btrfs_item) > BTRFS_LEAF_DATA_SIZE(root->fs_info))

the sizeof(struct btrfs_item) + btrfs_item_size_nr(leaf, slot) here
refers to existing item size, the condition here correctly calculates
the needed size for collision case rather than the wrong case above.

The consequence of inconsistent condition check between
btrfs_check_dir_item_collision and btrfs_search_slot when item key
collision happens is that we might pass check here but fail
later at btrfs_search_slot. Rename fails and volume is forced readonly

  [436149.586170] ------------[ cut here ]------------
  [436149.586173] BTRFS: Transaction aborted (error -75)
  [436149.586196] WARNING: CPU: 0 PID: 16733 at fs/btrfs/inode.c:9870 btrfs_rename2+0x1938/0x1b70 [btrfs]
  [436149.586227] CPU: 0 PID: 16733 Comm: python Tainted: G      D           4.18.0-rc5+ #1
  [436149.586228] Hardware name: VMware, Inc. VMware Virtual Platform/440BX Desktop Reference Platform, BIOS 6.00 04/05/2016
  [436149.586238] RIP: 0010:btrfs_rename2+0x1938/0x1b70 [btrfs]
  [436149.586254] RSP: 0018:ffffa327043a7ce0 EFLAGS: 00010286
  [436149.586255] RAX: 0000000000000000 RBX: ffff8d8a17d13340 RCX: 0000000000000006
  [436149.586256] RDX: 0000000000000007 RSI: 0000000000000096 RDI: ffff8d8a7fc164b0
  [436149.586257] RBP: ffffa327043a7da0 R08: 0000000000000560 R09: 7265282064657472
  [436149.586258] R10: 0000000000000000 R11: 6361736e61725420 R12: ffff8d8a0d4c8b08
  [436149.586258] R13: ffff8d8a17d13340 R14: ffff8d8a33e0a540 R15: 00000000000001fe
  [436149.586260] FS:  00007fa313933740(0000) GS:ffff8d8a7fc00000(0000) knlGS:0000000000000000
  [436149.586261] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  [436149.586262] CR2: 000055d8d9c9a720 CR3: 000000007aae0003 CR4: 00000000003606f0
  [436149.586295] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  [436149.586296] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  [436149.586296] Call Trace:
  [436149.586311]  vfs_rename+0x383/0x920
  [436149.586313]  ? vfs_rename+0x383/0x920
  [436149.586315]  do_renameat2+0x4ca/0x590
  [436149.586317]  __x64_sys_rename+0x20/0x30
  [436149.586324]  do_syscall_64+0x5a/0x120
  [436149.586330]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  [436149.586332] RIP: 0033:0x7fa3133b1d37
  [436149.586348] RSP: 002b:00007fffd3e43908 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 0000000000000052
  [436149.586349] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007fa3133b1d30 RCX: 00007fa3133b1d37
  [436149.586350] RDX: 000055d8da06b5e0 RSI: 000055d8da225d60 RDI: 000055d8da2c4da0
  [436149.586351] RBP: 000055d8da2252f0 R08: 00007fa313782000 R09: 00000000000177e0
  [436149.586351] R10: 000055d8da010680 R11: 0000000000000246 R12: 00007fa313840b00

Thanks to Hans van Kranenburg for information about crc32 hash collision
tools, I was able to reproduce the dir item collision with following
python script.
https://github.com/wutzuchieh/misc_tools/blob/master/crc32_forge.py Run
it under a btrfs volume will trigger the abort transaction.  It simply
creates files and rename them to forged names that leads to
hash collision.

There are two ways to fix this. One is to simply revert the patch
878f2d2cb355 ("Btrfs: fix max dir item size calculation") to make the
condition consistent although that patch is correct about the size.

The other way is to handle the leaf space check correctly when
collision happens. I prefer the second one since it correct leaf
space check in collision case. This fix will not account
sizeof(struct btrfs_item) when the item already exists.
There are two places where ins_len doesn't contain
sizeof(struct btrfs_item), however.

  1. extent-tree.c: lookup_inline_extent_backref
  2. file-item.c: btrfs_csum_file_blocks

to make the logic of btrfs_search_slot more clear, we add a flag
search_for_extension in btrfs_path.

This flag indicates that ins_len passed to btrfs_search_slot doesn't
contain sizeof(struct btrfs_item). When key exists, btrfs_search_slot
will use the actual size needed to calculate the required leaf space.

CC: stable@vger.kernel.org # 4.4+
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: ethanwu <ethanwu@synology.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix deadlock when cloning inline extent and low on free metadata space
Filipe Manana [Wed, 2 Dec 2020 11:55:58 +0000 (11:55 +0000)]
btrfs: fix deadlock when cloning inline extent and low on free metadata space

When cloning an inline extent there are cases where we can not just copy
the inline extent from the source range to the target range (e.g. when the
target range starts at an offset greater than zero). In such cases we copy
the inline extent's data into a page of the destination inode and then
dirty that page. However, after that we will need to start a transaction
for each processed extent and, if we are ever low on available metadata
space, we may need to flush existing delalloc for all dirty inodes in an
attempt to release metadata space - if that happens we may deadlock:

* the async reclaim task queued a delalloc work to flush delalloc for
  the destination inode of the clone operation;

* the task executing that delalloc work gets blocked waiting for the
  range with the dirty page to be unlocked, which is currently locked
  by the task doing the clone operation;

* the async reclaim task blocks waiting for the delalloc work to complete;

* the cloning task is waiting on the waitqueue of its reservation ticket
  while holding the range with the dirty page locked in the inode's
  io_tree;

* if metadata space is not released by some other task (like delalloc for
  some other inode completing for example), the clone task waits forever
  and as a consequence the delalloc work and async reclaim tasks will hang
  forever as well. Releasing more space on the other hand may require
  starting a transaction, which will hang as well when trying to reserve
  metadata space, resulting in a deadlock between all these tasks.

When this happens, traces like the following show up in dmesg/syslog:

  [87452.323003] INFO: task kworker/u16:11:1810830 blocked for more than 120 seconds.
  [87452.323644]       Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  [87452.324248] "echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_timeout_secs" disables this message.
  [87452.324852] task:kworker/u16:11  state:D stack:    0 pid:1810830 ppid:     2 flags:0x00004000
  [87452.325520] Workqueue: btrfs-flush_delalloc btrfs_work_helper [btrfs]
  [87452.326136] Call Trace:
  [87452.326737]  __schedule+0x5d1/0xcf0
  [87452.327390]  schedule+0x45/0xe0
  [87452.328174]  lock_extent_bits+0x1e6/0x2d0 [btrfs]
  [87452.328894]  ? finish_wait+0x90/0x90
  [87452.329474]  btrfs_invalidatepage+0x32c/0x390 [btrfs]
  [87452.330133]  ? __mod_memcg_state+0x8e/0x160
  [87452.330738]  __extent_writepage+0x2d4/0x400 [btrfs]
  [87452.331405]  extent_write_cache_pages+0x2b2/0x500 [btrfs]
  [87452.332007]  ? lock_release+0x20e/0x4c0
  [87452.332557]  ? trace_hardirqs_on+0x1b/0xf0
  [87452.333127]  extent_writepages+0x43/0x90 [btrfs]
  [87452.333653]  ? lock_acquire+0x1a3/0x490
  [87452.334177]  do_writepages+0x43/0xe0
  [87452.334699]  ? __filemap_fdatawrite_range+0xa4/0x100
  [87452.335720]  __filemap_fdatawrite_range+0xc5/0x100
  [87452.336500]  btrfs_run_delalloc_work+0x17/0x40 [btrfs]
  [87452.337216]  btrfs_work_helper+0xf1/0x600 [btrfs]
  [87452.337838]  process_one_work+0x24e/0x5e0
  [87452.338437]  worker_thread+0x50/0x3b0
  [87452.339137]  ? process_one_work+0x5e0/0x5e0
  [87452.339884]  kthread+0x153/0x170
  [87452.340507]  ? kthread_mod_delayed_work+0xc0/0xc0
  [87452.341153]  ret_from_fork+0x22/0x30
  [87452.341806] INFO: task kworker/u16:1:2426217 blocked for more than 120 seconds.
  [87452.342487]       Tainted: G    B   W         5.10.0-rc4-btrfs-next-73 #1
  [87452.343274] "echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_timeout_secs" disables this message.
  [87452.344049] task:kworker/u16:1   state:D stack:    0 pid:2426217 ppid:     2 flags:0x00004000
  [87452.344974] Workqueue: events_unbound btrfs_async_reclaim_metadata_space [btrfs]
  [87452.345655] Call Trace:
  [87452.346305]  __schedule+0x5d1/0xcf0
  [87452.346947]  ? kvm_clock_read+0x14/0x30
  [87452.347676]  ? wait_for_completion+0x81/0x110
  [87452.348389]  schedule+0x45/0xe0
  [87452.349077]  schedule_timeout+0x30c/0x580
  [87452.349718]  ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3c/0x60
  [87452.350340]  ? lock_acquire+0x1a3/0x490
  [87452.351006]  ? try_to_wake_up+0x7a/0xa20
  [87452.351541]  ? lock_release+0x20e/0x4c0
  [87452.352040]  ? lock_acquired+0x199/0x490
  [87452.352517]  ? wait_for_completion+0x81/0x110
  [87452.353000]  wait_for_completion+0xab/0x110
  [87452.353490]  start_delalloc_inodes+0x2af/0x390 [btrfs]
  [87452.353973]  btrfs_start_delalloc_roots+0x12d/0x250 [btrfs]
  [87452.354455]  flush_space+0x24f/0x660 [btrfs]
  [87452.355063]  btrfs_async_reclaim_metadata_space+0x1bb/0x480 [btrfs]
  [87452.355565]  process_one_work+0x24e/0x5e0
  [87452.356024]  worker_thread+0x20f/0x3b0
  [87452.356487]  ? process_one_work+0x5e0/0x5e0
  [87452.356973]  kthread+0x153/0x170
  [87452.357434]  ? kthread_mod_delayed_work+0xc0/0xc0
  [87452.357880]  ret_from_fork+0x22/0x30
  (...)
  < stack traces of several tasks waiting for the locks of the inodes of the
    clone operation >
  (...)
  [92867.444138] RSP: 002b:00007ffc3371bbe8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 0000000000000052
  [92867.444624] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007ffc3371bea0 RCX: 00007f61efe73f97
  [92867.445116] RDX: 0000000000000000 RSI: 0000560fbd5d7a40 RDI: 0000560fbd5d8960
  [92867.445595] RBP: 00007ffc3371beb0 R08: 0000000000000001 R09: 0000000000000003
  [92867.446070] R10: 00007ffc3371b996 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  [92867.446820] R13: 000000000000001f R14: 00007ffc3371bea0 R15: 00007ffc3371beb0
  [92867.447361] task:fsstress        state:D stack:    0 pid:2508238 ppid:2508153 flags:0x00004000
  [92867.447920] Call Trace:
  [92867.448435]  __schedule+0x5d1/0xcf0
  [92867.448934]  ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3c/0x60
  [92867.449423]  schedule+0x45/0xe0
  [92867.449916]  __reserve_bytes+0x4a4/0xb10 [btrfs]
  [92867.450576]  ? finish_wait+0x90/0x90
  [92867.451202]  btrfs_reserve_metadata_bytes+0x29/0x190 [btrfs]
  [92867.451815]  btrfs_block_rsv_add+0x1f/0x50 [btrfs]
  [92867.452412]  start_transaction+0x2d1/0x760 [btrfs]
  [92867.453216]  clone_copy_inline_extent+0x333/0x490 [btrfs]
  [92867.453848]  ? lock_release+0x20e/0x4c0
  [92867.454539]  ? btrfs_search_slot+0x9a7/0xc30 [btrfs]
  [92867.455218]  btrfs_clone+0x569/0x7e0 [btrfs]
  [92867.455952]  btrfs_clone_files+0xf6/0x150 [btrfs]
  [92867.456588]  btrfs_remap_file_range+0x324/0x3d0 [btrfs]
  [92867.457213]  do_clone_file_range+0xd4/0x1f0
  [92867.457828]  vfs_clone_file_range+0x4d/0x230
  [92867.458355]  ? lock_release+0x20e/0x4c0
  [92867.458890]  ioctl_file_clone+0x8f/0xc0
  [92867.459377]  do_vfs_ioctl+0x342/0x750
  [92867.459913]  __x64_sys_ioctl+0x62/0xb0
  [92867.460377]  do_syscall_64+0x33/0x80
  [92867.460842]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  (...)
  < stack traces of more tasks blocked on metadata reservation like the clone
    task above, because the async reclaim task has deadlocked >
  (...)

Another thing to notice is that the worker task that is deadlocked when
trying to flush the destination inode of the clone operation is at
btrfs_invalidatepage(). This is simply because the clone operation has a
destination offset greater than the i_size and we only update the i_size
of the destination file after cloning an extent (just like we do in the
buffered write path).

Since the async reclaim path uses btrfs_start_delalloc_roots() to trigger
the flushing of delalloc for all inodes that have delalloc, add a runtime
flag to an inode to signal it should not be flushed, and for inodes with
that flag set, start_delalloc_inodes() will simply skip them. When the
cloning code needs to dirty a page to copy an inline extent, set that flag
on the inode and then clear it when the clone operation finishes.

This could be sporadically triggered with test case generic/269 from
fstests, which exercises many fsstress processes running in parallel with
several dd processes filling up the entire filesystem.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.9+
Fixes: 05a5a7621ce6 ("Btrfs: implement full reflink support for inline extents")
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: scrub: allow scrub to work with subpage sectorsize
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:11 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: scrub: allow scrub to work with subpage sectorsize

Since btrfs scrub is utilizing its own infrastructure to submit
read/write, scrub is independent from all other routines.

This brings one very neat feature, allow us to read 4K data into offset
0 of a 64K page.  So is the writeback routine.

This makes scrub on subpage sector size much easier to implement, and
thanks to previous commits which just changed the implementation to
always do scrub based on sector size, now scrub can handle subpage
filesystem without any problem.

This patch will just remove the restriction on
(sectorsize != PAGE_SIZE), to make scrub finally work on subpage
filesystems.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: scrub: support subpage data scrub
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:10 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: scrub: support subpage data scrub

Btrfs scrub is more flexible than buffered data write path, as we can
read an unaligned subpage data into page offset 0.

This ability makes subpage support much easier, we just need to check
each scrub_page::page_len and ensure we only calculate hash for [0,
page_len) of a page.

There is a small thing to notice: for subpage case, we still do sector
by sector scrub.  This means we will submit a read bio for each sector
to scrub, resulting in the same amount of read bios, just like on the 4K
page systems.

This behavior can be considered as a good thing, if we want everything
to be the same as 4K page systems.  But this also means, we're wasting
the possibility to submit larger bio using 64K page size.  This is
another problem to consider in the future.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: scrub: support subpage tree block scrub
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:09 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: scrub: support subpage tree block scrub

To support subpage tree block scrub, scrub_checksum_tree_block() only
needs to learn 2 new tricks:

- Follow sector size
  Now scrub_page only represents one sector, we need to follow it
  properly.

- Run checksum on all sectors
  Since scrub_page only represents one sector, we need to run checksum
  on all sectors, not only (nodesize >> PAGE_SIZE).

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: scrub: always allocate one full page for one sector for RAID56
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:08 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: scrub: always allocate one full page for one sector for RAID56

For scrub_pages() and scrub_pages_for_parity(), we currently allocate
one scrub_page structure for one page.

This is fine if we only read/write one sector one time.  But for cases
like scrubbing RAID56, we need to read/write the full stripe, which is
in 64K size for now.

For subpage size, we will submit the read in just one page, which is
normally a good thing, but for RAID56 case, it only expects to see one
sector, not the full stripe in its endio function.
This could lead to wrong parity checksum for RAID56 on subpage.

To make the existing code work well for subpage case, here we take a
shortcut by always allocating a full page for one sector.

This should provide the base to make RAID56 work for subpage case.

The cost is pretty obvious now, for one RAID56 stripe now we always need
16 pages. For support subpage situation (64K page size, 4K sector size),
this means we need full one megabyte to scrub just one RAID56 stripe.

And for data scrub, each 4K sector will also need one 64K page.

This is mostly just a workaround, the proper fix for this is a much
larger project, using scrub_block to replace scrub_page, and allow
scrub_block to handle multi pages, csums, and csum_bitmap to avoid
allocating one page for each sector.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: scrub: reduce width of extent_len/stripe_len from 64 to 32 bits
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:07 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: scrub: reduce width of extent_len/stripe_len from 64 to 32 bits

Btrfs on-disk format chose to use u64 for almost everything, but there
are a other restrictions that won't let us use more than u32 for things
like extent length (the maximum length is 128MiB for non-hole extents),
or stripe length (we have device number limit).

This means if we don't have extra handling to convert u64 to u32, we
will always have some questionable operations like
"u32 = u64 >> sectorsize_bits" in the code.

This patch will try to address the problem by reducing the width for the
following members/parameters:

- scrub_parity::stripe_len
- @len of scrub_pages()
- @extent_len of scrub_remap_extent()
- @len of scrub_parity_mark_sectors_error()
- @len of scrub_parity_mark_sectors_data()
- @len of scrub_extent()
- @len of scrub_pages_for_parity()
- @len of scrub_extent_for_parity()

For members extracted from on-disk structure, like map->stripe_len, they
will be kept as is. Since that modification would require on-disk format
change.

There will be cases like "u32 = u64 - u64" or "u32 = u64", for such call
sites, extra ASSERT() is added to be extra safe for debug builds.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: refactor btrfs_lookup_bio_sums to handle out-of-order bvecs
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:06 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: refactor btrfs_lookup_bio_sums to handle out-of-order bvecs

Refactor btrfs_lookup_bio_sums() by:

- Remove the @file_offset parameter
  There are two factors making the @file_offset parameter useless:

  * For csum lookup in csum tree, file offset makes no sense
    We only need disk_bytenr, which is unrelated to file_offset

  * page_offset (file offset) of each bvec is not contiguous.
    Pages can be added to the same bio as long as their on-disk bytenr
    is contiguous, meaning we could have pages at different file offsets
    in the same bio.

  Thus passing file_offset makes no sense any more.
  The only user of file_offset is for data reloc inode, we will use
  a new function, search_file_offset_in_bio(), to handle it.

- Extract the csum tree lookup into search_csum_tree()
  The new function will handle the csum search in csum tree.
  The return value is the same as btrfs_find_ordered_sum(), returning
  the number of found sectors which have checksum.

- Change how we do the main loop
  The only needed info from bio is:
  * the on-disk bytenr
  * the length

  After extracting the above info, we can do the search without bio
  at all, which makes the main loop much simpler:

for (cur_disk_bytenr = orig_disk_bytenr;
     cur_disk_bytenr < orig_disk_bytenr + orig_len;
     cur_disk_bytenr += count * sectorsize) {

/* Lookup csum tree */
count = search_csum_tree(fs_info, path, cur_disk_bytenr,
 search_len, csum_dst);
if (!count) {
/* Csum hole handling */
}
}

- Use single variable as the source to calculate all other offsets
  Instead of all different type of variables, we use only one main
  variable, cur_disk_bytenr, which represents the current disk bytenr.

  All involved values can be calculated from that variable, and
  all those variable will only be visible in the inner loop.

The above refactoring makes btrfs_lookup_bio_sums() way more robust than
it used to be, especially related to the file offset lookup.  Now
file_offset lookup is only related to data reloc inode, otherwise we
don't need to bother file_offset at all.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove btrfs_find_ordered_sum call from btrfs_lookup_bio_sums
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:05 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: remove btrfs_find_ordered_sum call from btrfs_lookup_bio_sums

The function btrfs_lookup_bio_sums() is only called for read bios.
While btrfs_find_ordered_sum() is to search ordered extent sums, which
is only for write path.

This means to read a page we either:

- Submit read bio if it's not uptodate
  This means we only need to search csum tree for checksums.

- The page is already uptodate
  It can be marked uptodate for previous read, or being marked dirty.
  As we always mark page uptodate for dirty page.
  In that case, we don't need to submit read bio at all, thus no need
  to search any checksums.

Remove the btrfs_find_ordered_sum() call in btrfs_lookup_bio_sums().
And since btrfs_lookup_bio_sums() is the only caller for
btrfs_find_ordered_sum(), also remove the implementation.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: handle sectorsize < PAGE_SIZE case for extent buffer accessors
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:04 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: handle sectorsize < PAGE_SIZE case for extent buffer accessors

To support sectorsize < PAGE_SIZE case, we need to take extra care of
extent buffer accessors.

Since sectorsize is smaller than PAGE_SIZE, one page can contain
multiple tree blocks, we must use eb->start to determine the real offset
to read/write for extent buffer accessors.

This patch introduces two helpers to do this:

- get_eb_page_index()
  This is to calculate the index to access extent_buffer::pages.
  It's just a simple wrapper around "start >> PAGE_SHIFT".

  For sectorsize == PAGE_SIZE case, nothing is changed.
  For sectorsize < PAGE_SIZE case, we always get index as 0, and
  the existing page shift also works.

- get_eb_offset_in_page()
  This is to calculate the offset to access extent_buffer::pages.
  This needs to take extent_buffer::start into consideration.

  For sectorsize == PAGE_SIZE case, extent_buffer::start is always
  aligned to PAGE_SIZE, thus adding extent_buffer::start to
  offset_in_page() won't change the result.
  For sectorsize < PAGE_SIZE case, adding extent_buffer::start gives
  us the correct offset to access.

This patch will touch the following parts to cover all extent buffer
accessors:

- BTRFS_SETGET_HEADER_FUNCS()
- read_extent_buffer()
- read_extent_buffer_to_user()
- memcmp_extent_buffer()
- write_extent_buffer_chunk_tree_uuid()
- write_extent_buffer_fsid()
- write_extent_buffer()
- memzero_extent_buffer()
- copy_extent_buffer_full()
- copy_extent_buffer()
- memcpy_extent_buffer()
- memmove_extent_buffer()
- btrfs_get_token_##bits()
- btrfs_get_##bits()
- btrfs_set_token_##bits()
- btrfs_set_##bits()
- generic_bin_search()

Signed-off-by: Goldwyn Rodrigues <rgoldwyn@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: update num_extent_pages to support subpage sized extent buffer
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:03 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: update num_extent_pages to support subpage sized extent buffer

For subpage sized extent buffer, we have ensured no extent buffer will
cross page boundary, thus we would only need one page for any extent
buffer.

Update function num_extent_pages to handle such case.  Now
num_extent_pages() returns 1 for subpage sized extent buffer.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: don't allow tree block to cross page boundary for subpage support
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:02 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: don't allow tree block to cross page boundary for subpage support

As a preparation for subpage sector size support (allowing filesystem
with sector size smaller than page size to be mounted) if the sector
size is smaller than page size, we don't allow tree block to be read if
it crosses 64K(*) boundary.

The 64K is selected because:

- we are only going to support 64K page size for subpage for now
- 64K is also the maximum supported node size

This ensures that tree blocks are always contained in one page for a
system with 64K page size, which can greatly simplify the handling.

Otherwise we would have to do complex multi-page handling of tree
blocks.  Currently there is no way to create such tree blocks.

In kernel we have avoided such tree blocks allocation even on 4K page
size, as it can lead to RAID56 stripe scrubbing.

While btrfs-progs have fixed its chunk allocator since 2016 for convert,
and has extra checks to do the same behavior as the kernel.

Just add such graceful checks in case of an ancient filesystem.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: calculate inline extent buffer page size based on page size
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:01 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: calculate inline extent buffer page size based on page size

Btrfs only support 64K as maximum node size, thus for 4K page system, we
would have at most 16 pages for one extent buffer.

For a system using 64K page size, we would really have just one page.

While we always use 16 pages for extent_buffer::pages, this means for
systems using 64K pages, we are wasting memory for 15 page pointers
which will never be used.

Calculate the array size based on page size and the node size maximum.

- for systems using 4K page size, it will stay 16 pages
- for systems using 64K page size, it will be 1 page

Move the definition of BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE to btrfs_tree.h, to
avoid circular inclusion of ctree.h.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: factor out btree page submission code to a helper
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:48:00 +0000 (14:48 +0800)]
btrfs: factor out btree page submission code to a helper

In btree_write_cache_pages() we have a btree page submission routine
buried deeply in a nested loop.

This patch will extract that part of code into a helper function,
submit_eb_page(), to do the same work.

Since submit_eb_page() now can return >0 for successful extent
buffer submission, remove the "ASSERT(ret <= 0);" line.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: make btrfs_verify_data_csum follow sector size
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:47:59 +0000 (14:47 +0800)]
btrfs: make btrfs_verify_data_csum follow sector size

Currently btrfs_verify_data_csum() just passes the whole page to
check_data_csum(), which is fine since we only support sectorsize ==
PAGE_SIZE.

To support subpage, we need to properly honor per-sector
checksum verification, just like what we did in dio read path.

This patch will do the csum verification in a for loop, starts with
pg_off == start - page_offset(page), with sectorsize increase for
each loop.

For sectorsize == PAGE_SIZE case, the pg_off will always be 0, and we
will only loop once.

For subpage case, we do the iterate over each sector and if we found any
error, we return error.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Goldwyn Rodrigues <rgoldwyn@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: pass bio_offset to check_data_csum() directly
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:47:58 +0000 (14:47 +0800)]
btrfs: pass bio_offset to check_data_csum() directly

Parameter icsum for check_data_csum() is a little hard to understand.
So is the phy_offset for btrfs_verify_data_csum().

Both parameters are calculated values for csum lookup.

Instead of some calculated value, just pass bio_offset and let the
final and only user, check_data_csum(), calculate whatever it needs.

Since we are here, also make the bio_offset parameter and some related
variables to be u32 (unsigned int).
As bio size is limited by its bi_size, which is unsigned int, and has
extra size limit check during various bio operations.
Thus we are ensured that bio_offset won't overflow u32.

Thus for all involved functions, not only rename the parameter from
@phy_offset to @bio_offset, but also reduce its width to u32, so we
won't have suspicious "u32 = u64 >> sector_bits;" lines anymore.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: rename bio_offset of extent_submit_bio_start_t to dio_file_offset
Qu Wenruo [Wed, 2 Dec 2020 06:47:57 +0000 (14:47 +0800)]
btrfs: rename bio_offset of extent_submit_bio_start_t to dio_file_offset

The parameter bio_offset of extent_submit_bio_start_t is very confusing.
If it's really bio_offset (offset to bio), then it should be u32.  But
in fact, it's only utilized by dio read, and that member is used as file
offset, which must be u64.

Rename it to dio_file_offset since the only user uses it as file offset,
and add comment for who is using it.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix lockdep warning when creating free space tree
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:27 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: fix lockdep warning when creating free space tree

A lock dependency loop exists between the root tree lock, the extent tree
lock, and the free space tree lock.

The root tree lock depends on the free space tree lock because
btrfs_create_tree holds the new tree's lock while adding it to the root
tree.

The extent tree lock depends on the root tree lock because during
umount, we write out space cache v1, which writes inodes in the root
tree, which results in holding the root tree lock while doing a lookup
in the extent tree.

Finally, the free space tree depends on the extent tree because
populate_free_space_tree holds a locked path in the extent tree and then
does a lookup in the free space tree to add the new item.

The simplest of the three to break is the one during tree creation: we
unlock the leaf before inserting the tree node into the root tree, which
fixes the lockdep warning.

  [30.480136] ======================================================
  [30.480830] WARNING: possible circular locking dependency detected
  [30.481457] 5.9.0-rc8+ #76 Not tainted
  [30.481897] ------------------------------------------------------
  [30.482500] mount/520 is trying to acquire lock:
  [30.483064] ffff9babebe03908 (btrfs-free-space-00){++++}-{3:3}, at: __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.484054]
      but task is already holding lock:
  [30.484637] ffff9babebe24468 (btrfs-extent-01#2){++++}-{3:3}, at: __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.485581]
      which lock already depends on the new lock.

  [30.486397]
      the existing dependency chain (in reverse order) is:
  [30.487205]
      -> #2 (btrfs-extent-01#2){++++}-{3:3}:
  [30.487825]        down_read_nested+0x43/0x150
  [30.488306]        __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.488868]        __btrfs_read_lock_root_node+0x3a/0x50
  [30.489477]        btrfs_search_slot+0x464/0x9b0
  [30.490009]        check_committed_ref+0x59/0x1d0
  [30.490603]        btrfs_cross_ref_exist+0x65/0xb0
  [30.491108]        run_delalloc_nocow+0x405/0x930
  [30.491651]        btrfs_run_delalloc_range+0x60/0x6b0
  [30.492203]        writepage_delalloc+0xd4/0x150
  [30.492688]        __extent_writepage+0x18d/0x3a0
  [30.493199]        extent_write_cache_pages+0x2af/0x450
  [30.493743]        extent_writepages+0x34/0x70
  [30.494231]        do_writepages+0x31/0xd0
  [30.494642]        __filemap_fdatawrite_range+0xad/0xe0
  [30.495194]        btrfs_fdatawrite_range+0x1b/0x50
  [30.495677]        __btrfs_write_out_cache+0x40d/0x460
  [30.496227]        btrfs_write_out_cache+0x8b/0x110
  [30.496716]        btrfs_start_dirty_block_groups+0x211/0x4e0
  [30.497317]        btrfs_commit_transaction+0xc0/0xba0
  [30.497861]        sync_filesystem+0x71/0x90
  [30.498303]        btrfs_remount+0x81/0x433
  [30.498767]        reconfigure_super+0x9f/0x210
  [30.499261]        path_mount+0x9d1/0xa30
  [30.499722]        do_mount+0x55/0x70
  [30.500158]        __x64_sys_mount+0xc4/0xe0
  [30.500616]        do_syscall_64+0x33/0x40
  [30.501091]        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  [30.501629]
      -> #1 (btrfs-root-00){++++}-{3:3}:
  [30.502241]        down_read_nested+0x43/0x150
  [30.502727]        __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.503291]        __btrfs_read_lock_root_node+0x3a/0x50
  [30.503903]        btrfs_search_slot+0x464/0x9b0
  [30.504405]        btrfs_insert_empty_items+0x60/0xa0
  [30.504973]        btrfs_insert_item+0x60/0xd0
  [30.505412]        btrfs_create_tree+0x1b6/0x210
  [30.505913]        btrfs_create_free_space_tree+0x54/0x110
  [30.506460]        btrfs_mount_rw+0x15d/0x20f
  [30.506937]        btrfs_remount+0x356/0x433
  [30.507369]        reconfigure_super+0x9f/0x210
  [30.507868]        path_mount+0x9d1/0xa30
  [30.508264]        do_mount+0x55/0x70
  [30.508668]        __x64_sys_mount+0xc4/0xe0
  [30.509186]        do_syscall_64+0x33/0x40
  [30.509652]        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  [30.510271]
      -> #0 (btrfs-free-space-00){++++}-{3:3}:
  [30.510972]        __lock_acquire+0x11ad/0x1b60
  [30.511432]        lock_acquire+0xa2/0x360
  [30.511917]        down_read_nested+0x43/0x150
  [30.512383]        __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.512947]        __btrfs_read_lock_root_node+0x3a/0x50
  [30.513455]        btrfs_search_slot+0x464/0x9b0
  [30.513947]        search_free_space_info+0x45/0x90
  [30.514465]        __add_to_free_space_tree+0x92/0x39d
  [30.515010]        btrfs_create_free_space_tree.cold.22+0x1ee/0x45d
  [30.515639]        btrfs_mount_rw+0x15d/0x20f
  [30.516142]        btrfs_remount+0x356/0x433
  [30.516538]        reconfigure_super+0x9f/0x210
  [30.517065]        path_mount+0x9d1/0xa30
  [30.517438]        do_mount+0x55/0x70
  [30.517824]        __x64_sys_mount+0xc4/0xe0
  [30.518293]        do_syscall_64+0x33/0x40
  [30.518776]        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  [30.519335]
      other info that might help us debug this:

  [30.520210] Chain exists of:
btrfs-free-space-00 --> btrfs-root-00 --> btrfs-extent-01#2

  [30.521407]  Possible unsafe locking scenario:

  [30.522037]        CPU0                    CPU1
  [30.522456]        ----                    ----
  [30.522941]   lock(btrfs-extent-01#2);
  [30.523311]                                lock(btrfs-root-00);
  [30.523952]                                lock(btrfs-extent-01#2);
  [30.524620]   lock(btrfs-free-space-00);
  [30.525068]
       *** DEADLOCK ***

  [30.525669] 5 locks held by mount/520:
  [30.526116]  #0: ffff9babebc520e0 (&type->s_umount_key#37){+.+.}-{3:3}, at: path_mount+0x7ef/0xa30
  [30.527056]  #1: ffff9babebc52640 (sb_internal#2){.+.+}-{0:0}, at: start_transaction+0x3d5/0x5c0
  [30.527960]  #2: ffff9babeae8f2e8 (&cache->free_space_lock#2){+.+.}-{3:3}, at: btrfs_create_free_space_tree.cold.22+0x101/0x45d
  [30.529118]  #3: ffff9babebe24468 (btrfs-extent-01#2){++++}-{3:3}, at: __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.530113]  #4: ffff9babebd52eb8 (btrfs-extent-00){++++}-{3:3}, at: btrfs_try_tree_read_lock+0x16/0x100
  [30.531124]
      stack backtrace:
  [30.531528] CPU: 0 PID: 520 Comm: mount Not tainted 5.9.0-rc8+ #76
  [30.532166] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS 1.11.1-4.module_el8.1.0+248+298dec18 04/01/2014
  [30.533215] Call Trace:
  [30.533452]  dump_stack+0x8d/0xc0
  [30.533797]  check_noncircular+0x13c/0x150
  [30.534233]  __lock_acquire+0x11ad/0x1b60
  [30.534667]  lock_acquire+0xa2/0x360
  [30.535063]  ? __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.535525]  down_read_nested+0x43/0x150
  [30.535939]  ? __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.536400]  __btrfs_tree_read_lock+0x39/0x180
  [30.536862]  __btrfs_read_lock_root_node+0x3a/0x50
  [30.537304]  btrfs_search_slot+0x464/0x9b0
  [30.537713]  ? trace_hardirqs_on+0x1c/0xf0
  [30.538148]  search_free_space_info+0x45/0x90
  [30.538572]  __add_to_free_space_tree+0x92/0x39d
  [30.539071]  ? printk+0x48/0x4a
  [30.539367]  btrfs_create_free_space_tree.cold.22+0x1ee/0x45d
  [30.539972]  btrfs_mount_rw+0x15d/0x20f
  [30.540350]  btrfs_remount+0x356/0x433
  [30.540773]  ? shrink_dcache_sb+0xd9/0x100
  [30.541203]  reconfigure_super+0x9f/0x210
  [30.541642]  path_mount+0x9d1/0xa30
  [30.542040]  do_mount+0x55/0x70
  [30.542366]  __x64_sys_mount+0xc4/0xe0
  [30.542822]  do_syscall_64+0x33/0x40
  [30.543197]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xa9
  [30.543691] RIP: 0033:0x7f109f7ab93a
  [30.546042] RSP: 002b:00007ffc47c4f858 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a5
  [30.546770] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007f109f8cf264 RCX: 00007f109f7ab93a
  [30.547485] RDX: 0000557e6fc10770 RSI: 0000557e6fc19cf0 RDI: 0000557e6fc19cd0
  [30.548185] RBP: 0000557e6fc10520 R08: 0000557e6fc18e30 R09: 0000557e6fc18cb0
  [30.548911] R10: 0000000000200020 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
  [30.549606] R13: 0000557e6fc19cd0 R14: 0000557e6fc10770 R15: 0000557e6fc10520

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: skip space_cache v1 setup when not using it
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:26 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: skip space_cache v1 setup when not using it

If we are not using space cache v1, we should not create the free space
object or free space inodes. This comes up when we delete the existing
free space objects/inodes when migrating to v2, only to see them get
recreated for every dirtied block group.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove free space items when disabling space cache v1
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:25 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: remove free space items when disabling space cache v1

When the filesystem transitions from space cache v1 to v2 or to
nospace_cache, it removes the old cached data, but does not remove
the FREE_SPACE items nor the free space inodes they point to. This
doesn't cause any issues besides being a bit inefficient, since these
items no longer do anything useful.

To fix it, when we are mounting, and plan to disable the space cache,
destroy each block group's free space item and free space inode.
The code to remove the items is lifted from the existing use case of
removing the block group, with a light adaptation to handle whether or
not we have already looked up the free space inode.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: warn when remount will not change the free space tree
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:24 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: warn when remount will not change the free space tree

If the remount is ro->ro, rw->ro, or rw->rw, we will not create or
clear the free space tree. This can be surprising, so print a warning
to dmesg to make the failure more visible. It is also important to
ensure that the space cache options (SPACE_CACHE, FREE_SPACE_TREE) are
consistent, so ensure those are set to properly match the current on
disk state (which won't be changing).

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: use superblock state to print space_cache mount option
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:23 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: use superblock state to print space_cache mount option

To make the contents of /proc/mounts better match the actual state of
the filesystem, base the display of the space cache mount options off
the contents of the super block rather than the last mount options
passed in. Since there are many scenarios where the mount will ignore a
space cache option, simply showing the passed in option is misleading.

For example, if we mount with -o remount,space_cache=v2 on a read-write
file system without an existing free space tree, we won't build a free
space tree, but /proc/mounts will read space_cache=v2 (until we mount
again and it goes away)

cache_generation is set iff space_cache=v1, FREE_SPACE_TREE is set iff
space_cache=v2, and if neither is the case, we print nospace_cache.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: keep sb cache_generation consistent with space_cache
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:22 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: keep sb cache_generation consistent with space_cache

When mounting, btrfs uses the cache_generation in the super block to
determine if space cache v1 is in use. However, by mounting with
nospace_cache or space_cache=v2, it is possible to disable space cache
v1, which does not result in un-setting cache_generation back to 0.

In order to base some logic, like mount option printing in /proc/mounts,
on the current state of the space cache rather than just the values of
the mount option, keep the value of cache_generation consistent with the
status of space cache v1.

We ensure that cache_generation > 0 iff the file system is using
space_cache v1. This requires committing a transaction on any mount
which changes whether we are using v1. (v1->nospace_cache, v1->v2,
nospace_cache->v1, v2->v1).

Since the mechanism for writing out the cache generation is transaction
commit, but we want some finer grained control over when we un-set it,
we can't just rely on the SPACE_CACHE mount option, and introduce an
fs_info flag that mount can use when it wants to unset the generation.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: clear free space tree on ro->rw remount
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:21 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: clear free space tree on ro->rw remount

A user might want to revert to v1 or nospace_cache on a root filesystem,
and much like turning on the free space tree, that can only be done
remounting from ro->rw. Support clearing the free space tree on such
mounts by moving it into the shared remount logic.

Since the CLEAR_CACHE option sticks around across remounts, this change
would result in clearing the tree for ever on every remount, which is
not desirable. To fix that, add CLEAR_CACHE to the oneshot options we
clear at mount end, which has the other bonus of not cluttering the
/proc/mounts output with clear_cache.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: clear oneshot options on mount and remount
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:20 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: clear oneshot options on mount and remount

Some options only apply during mount time and are cleared at the end
of mount. For now, the example is USEBACKUPROOT, but CLEAR_CACHE also
fits the bill, and this is a preparation patch for also clearing that
option.

One subtlety is that the current code only resets USEBACKUPROOT on rw
mounts, but the option is meaningfully "consumed" by a ro mount, so it
feels appropriate to clear in that case as well. A subsequent read-write
remount would not go through open_ctree, which is the only place that
checks the option, so the change should be benign.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: create free space tree on ro->rw remount
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:19 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: create free space tree on ro->rw remount

When a user attempts to remount a btrfs filesystem with
'mount -o remount,space_cache=v2', that operation silently succeeds.
Unfortunately, this is misleading, because the remount does not create
the free space tree. /proc/mounts will incorrectly show space_cache=v2,
but on the next mount, the file system will revert to the old
space_cache.

For now, we handle only the easier case, where the existing mount is
read-only and the new mount is read-write. In that case, we can create
the free space tree without contending with the block groups changing
as we go.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: only mark bg->needs_free_space if free space tree is on
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:18 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: only mark bg->needs_free_space if free space tree is on

If we attempt to create a free space tree while any block groups have
needs_free_space set, we will double add the new free space item
and hit EEXIST. Previously, we only created the free space tree on a new
mount, so we never hit the case, but if we try to create it on a
remount, such block groups could exist and trip us up.

We don't do anything with this field unless the free space tree is
enabled, so there is no harm in not setting it.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: start orphan cleanup on ro->rw remount
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:17 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: start orphan cleanup on ro->rw remount

When we mount a rw filesystem, we start the orphan cleanup process in
tree root and filesystem tree. However, when we remount a ro file system
rw, we only clean the former. Move the calls to btrfs_orphan_cleanup()
on tree_root and fs_root to the shared rw mount routine to effectively
add them on ro->rw remount.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: lift read-write mount setup from mount and remount
Boris Burkov [Wed, 18 Nov 2020 23:06:16 +0000 (15:06 -0800)]
btrfs: lift read-write mount setup from mount and remount

Mounting rw and remounting from ro to rw naturally share invariants and
functionality which result in a correctly setup rw filesystem. Luckily,
there is even a strong unity in the code which implements them. In
mount's open_ctree, these operations mostly happen after an early return
for ro file systems, and in remount, they happen in a section devoted to
remounting ro->rw, after some remount specific validation passes.

However, there are unfortunately a few differences. There are small
deviations in the order of some of the operations, remount does not
start orphan cleanup in root_tree or fs_tree, remount does not create
the free space tree, and remount does not handle "one-shot" mount
options like clear_cache and uuid tree rescan.

Since we want to add building the free space tree to remount, and also
to start the same orphan cleanup process on a filesystem mounted as ro
then remounted rw, we would benefit from unifying the logic between the
two code paths.

This patch only lifts the existing common functionality, and leaves a
natural path for fixing the discrepancies.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit
Filipe Manana [Wed, 25 Nov 2020 12:19:28 +0000 (12:19 +0000)]
btrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit

Early on during a transaction commit we acquire the tree_log_mutex and
hold it until after we write the super blocks. But before writing the
extent buffers dirtied by the transaction and the super blocks we unblock
the transaction by setting its state to TRANS_STATE_UNBLOCKED and setting
fs_info->running_transaction to NULL.

This means that after that and before writing the super blocks, new
transactions can start. However if any transaction wants to log an inode,
it will block waiting for the transaction commit to write its dirty
extent buffers and the super blocks because the tree_log_mutex is only
released after those operations are complete, and starting a new log
transaction blocks on that mutex (at start_log_trans()).

Writing the dirty extent buffers and the super blocks can take a very
significant amount of time to complete, but we could allow the tasks
wanting to log an inode to proceed with most of their steps:

1) create the log trees
2) log metadata in the trees
3) write their dirty extent buffers

They only need to wait for the previous transaction commit to complete
(write its super blocks) before they attempt to write their super blocks,
otherwise we could end up with a corrupt filesystem after a crash.

So change start_log_trans() to use the root tree's log_mutex to serialize
for the creation of the log root tree instead of using the tree_log_mutex,
and make btrfs_sync_log() acquire the tree_log_mutex before writing the
super blocks. This allows for inode logging to wait much less time when
there is a previous transaction that is still committing, often not having
to wait at all, as by the time when we try to sync the log the previous
transaction already wrote its super blocks.

This patch belongs to a patch set that is comprised of the following
patches:

  btrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename
  btrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync
  btrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes
  btrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit
  btrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode
  btrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit

The following script that uses dbench was used to measure the impact of
the whole patchset:

  $ cat test-dbench.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/nvme0n1
  MNT=/mnt/btrfs
  MOUNT_OPTIONS="-o ssd"

  echo "performance" | \
      tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor

  mkfs.btrfs -f -m single -d single $DEV
  mount $MOUNT_OPTIONS $DEV $MNT

  dbench -D $MNT -t 300 64

  umount $MNT

The test was run on a machine with 12 cores, 64G of ram, using a NVMe
device and a non-debug kernel configuration (Debian's default).

Before patch set:

 Operation      Count    AvgLat    MaxLat
 ----------------------------------------
 NTCreateX    11277211    0.250    85.340
 Close        8283172     0.002     6.479
 Rename        477515     1.935    86.026
 Unlink       2277936     0.770    87.071
 Deltree          256    15.732    81.379
 Mkdir            128     0.003     0.009
 Qpathinfo    10221180    0.056    44.404
 Qfileinfo    1789967     0.002     4.066
 Qfsinfo      1874399     0.003     9.176
 Sfileinfo     918589     0.061    10.247
 Find         3951758     0.341    54.040
 WriteX       5616547     0.047    85.079
 ReadX        17676028    0.005     9.704
 LockX          36704     0.003     1.800
 UnlockX        36704     0.002     0.687
 Flush         790541    14.115   676.236

Throughput 1179.19 MB/sec  64 clients  64 procs  max_latency=676.240 ms

After patch set:

Operation      Count    AvgLat    MaxLat
 ----------------------------------------
 NTCreateX    12687926    0.171    86.526
 Close        9320780     0.002     8.063
 Rename        537253     1.444    78.576
 Unlink       2561827     0.559    87.228
 Deltree          374    11.499    73.549
 Mkdir            187     0.003     0.005
 Qpathinfo    11500300    0.061    36.801
 Qfileinfo    2017118     0.002     7.189
 Qfsinfo      2108641     0.003     4.825
 Sfileinfo    1033574     0.008     8.065
 Find         4446553     0.408    47.835
 WriteX       6335667     0.045    84.388
 ReadX        19887312    0.003     9.215
 LockX          41312     0.003     1.394
 UnlockX        41312     0.002     1.425
 Flush         889233    13.014   623.259

Throughput 1339.32 MB/sec  64 clients  64 procs  max_latency=623.265 ms

+12.7% throughput, -8.2% max latency

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode
Filipe Manana [Wed, 25 Nov 2020 12:19:27 +0000 (12:19 +0000)]
btrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode

When logging an inode we may often have to fallback to a full transaction
commit, either because a new block group was allocated, there is some case
we can not deal with without a transaction commit or some error like an
ENOMEM happened. However after we fallback to a transaction commit, we
have a time window where we can make the next attempt to log any inode
commit the next transaction unnecessarily, adding additional overhead and
increasing latency.

A sequence of steps that leads to this issue is the following:

1) The current open transaction has a generation of 1000;

2) A new block group is allocated, and as a consequence we must make sure
   any attempts to commit a log fallback to a transaction commit, so
   btrfs_set_log_full_commit() is called from btrfs_make_block_group().
   This sets fs_info->last_trans_log_full_commit to 1000;

3) Task A is holding a handle on transaction 1000 and tries to log inode X.
   Once it gets to start_log_trans(), it calls btrfs_need_log_full_commit()
   which returns true, since fs_info->last_trans_log_full_commit has a
   value of 1000. So we end up returning EAGAIN and propagating it up to
   btrfs_sync_file(), where we commit transaction 1000;

4) The transaction commit task (task A) sets the transaction state to
   unblocked (TRANS_STATE_UNBLOCKED);

5) Some other task, task B, starts a new transaction with a generation of
   1001;

6) Some stuff is done with transaction 1001, some btree blocks COWed, etc;

7) Transaction 1000 has not fully committed yet, we are still writing all
   the extent buffers it created;

8) Some new task, task C, starts an fsync of inode Y, gets a handle for
   transaction 1001, and it gets to btrfs_log_inode_parent() which does
   the following check:

     if (fs_info->last_trans_log_full_commit > last_committed) {
         ret = 1;
         goto end_no_trans;
     }

   At that point last_trans_log_full_commit has a value of 1000 and
   last_committed (value of fs_info->last_trans_committed) has a value of
   999, since transaction 1000 has not yet committed - it is either still
   writing out dirty extent buffers, its super blocks or unpinning
   extents.

   As a consequence we return 1, which gets propagated up to
   btrfs_sync_file(), which will then call btrfs_commit_transaction()
   for transaction 1001.

   As a consequence we have an unnecessary second transaction commit, we
   previously committed transaction 1000 and now commit transaction 1001
   as well, resulting in more overhead and increased latency.

So fix this double transaction commit issue simply by removing that check,
because all we need to do is wait for the previous transaction to finish
its commit, which we already do later when starting the log transaction at
start_log_trans(), because there we acquire the tree_log_mutex lock, which
is held by a transaction commit and only released after the transaction
commits its super blocks.

Another issue that check has is that it reads last_trans_log_full_commit
without using READ_ONCE(), which is incorrect since that member of
struct btrfs_fs_info is always updated with WRITE_ONCE() through the
helper btrfs_set_log_full_commit().

This double transaction commit issue can actually be triggered quite often
in long runs of dbench, since besides the creation of new block groups
that force inode logging to fallback to a transaction commit, there are
cases where dbench asks to fsync a directory which had files in it that
were previously renamed or subdirectories that were removed, resulting in
the inode logging to fallback to a full transaction commit.

This patch belongs to a patch set that is comprised of the following
patches:

  btrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename
  btrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync
  btrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes
  btrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit
  btrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode
  btrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit

Performance results are mentioned in the change log of the last patch.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit
Filipe Manana [Wed, 25 Nov 2020 12:19:26 +0000 (12:19 +0000)]
btrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit

When logging an inode and the previous transaction is still committing, we
have a time window where we can end up incorrectly think an inode has its
last_unlink_trans field with a value greater than the last transaction
committed, which results in the logging to fallback to a full transaction
commit, which is usually much more expensive than doing a log commit.

The race is described by the following steps:

1) We are at transaction 1000;

2) We modify an inode X (a directory) using transaction 1000 and set its
   last_unlink_trans field to 1000, because for example we removed one
   of its subdirectories;

3) We create a new inode Y with a dentry in inode X using transaction 1000,
   so its generation field is set to 1000;

4) The commit for transaction 1000 is started by task A;

5) The task committing transaction 1000 sets the transaction state to
   unblocked, writes the dirty extent buffers and the super blocks, then
   unlocks tree_log_mutex;

6) Some task starts a new transaction with a generation of 1001;

7) We do some modification to inode Y (using transaction 1001);

8) The transaction 1000 commit starts unpinning extents. At this point
   fs_info->last_trans_committed still has a value of 999;

9) Task B starts an fsync on inode Y, and gets a handle for transaction
   1001. When it gets to check_parent_dirs_for_sync() it does the checking
   of the ancestor dentries because the following check does not evaluate
   to true:

       if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode) &&
           inode->generation <= last_committed &&
           inode->last_unlink_trans <= last_committed)
               goto out;

   The generation value for inode Y is 1000 and last_committed, which has
   the value read from fs_info->last_trans_committed, has a value of 999,
   so that check evaluates to false and we proceed to check the ancestor
   inodes.

   Once we get to the first ancestor, inode X, we call
   btrfs_must_commit_transaction() on it, which evaluates to true:

   static bool btrfs_must_commit_transaction(...)
   {
       struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
       bool ret = false;

       mutex_lock(&inode->log_mutex);
       if (inode->last_unlink_trans > fs_info->last_trans_committed) {
           /*
            * Make sure any commits to the log are forced to be full
            * commits.
            */
            btrfs_set_log_full_commit(trans);
            ret = true;
       }
    (...)

    because inode's X last_unlink_trans has a value of 1000 and
    fs_info->last_trans_committed still has a value of 999, it returns
    true to check_parent_dirs_for_sync(), making it return 1 which is
    propagated up to btrfs_sync_file(), causing it to fallback to a full
    transaction commit of transaction 1001.

    We should have not fallen back to commit transaction 1001, since inode
    X had last_unlink_trans set to 1000 and the super blocks for
    transaction 1000 were already written. So while not resulting in a
    functional problem, it leads to a lot more work and higher latencies
    for a fsync since committing a transaction is usually more expensive
    than committing a log (if other filesystem changes happened under that
    transaction).

Similar problem happens when logging directories, for the same reason as
btrfs_must_commit_transaction() returns true on an inode with its
last_unlink_trans having the generation of the previous transaction and
that transaction is still committing, unpinning its freed extents.

So fix this by comparing last_unlink_trans with the id of the current
transaction instead of fs_info->last_trans_committed.

This case is often hit when running dbench for a long enough duration, as
it does lots of rename and rmdir operations (both update the field
last_unlink_trans of an inode) and fsyncs of files and directories.

This patch belongs to a patch set that is comprised of the following
patches:

  btrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename
  btrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync
  btrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes
  btrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit
  btrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode
  btrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit

Performance results are mentioned in the change log of the last patch.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes
Filipe Manana [Wed, 25 Nov 2020 12:19:25 +0000 (12:19 +0000)]
btrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes

When logging an inode and we are checking if we need to log ancestors that
are new, if the previous transaction is still committing we have a time
window where we can unnecessarily log ancestor inodes that were created in
the previous transaction.

The race is described by the following steps:

1) We are at transaction 1000;

2) Directory inode X is created, its generation is set to 1000;

3) The commit for transaction 1000 is started by task A;

4) The task committing transaction 1000 sets the transaction state to
   unblocked, writes the dirty extent buffers and the super blocks, then
   unlocks tree_log_mutex;

5) Inode Y, a regular file, is created under directory inode X, this
   results in starting a new transaction with a generation of 1001;

6) The transaction 1000 commit is unpinning extents. At this point
   fs_info->last_trans_committed still has a value of 999;

7) Task B calls fsync on inode Y and gets a handle for transaction 1001;

8) Task B ends up at log_all_new_ancestors() and then because inode Y has
   only one hard link, ends up at log_new_ancestors_fast(). There it reads
   a value of 999 from fs_info->last_trans_committed, and sees that the
   parent inode X has a generation of 1000, so we end up logging inode X:

     if (inode->generation > fs_info->last_trans_committed) {
         ret = btrfs_log_inode(trans, root, inode,
                               LOG_INODE_EXISTS, ctx);
         (...)

   which is not necessary since it was created in the past transaction,
   with a generation of 1000, and that transaction has already committed
   its super blocks - it's still unpinning extents so it has not yet
   updated fs_info->last_trans_committed from 999 to 1000.

   So this just causes us to spend more time logging and allocating and
   writing more tree blocks for the log tree.

So fix this by comparing an inode's generation with the generation of the
transaction our transaction handle refers to - if the inode's generation
matches the generation of the current transaction than we know it is a
new inode we need to log, otherwise don't log it.

This case is often hit when running dbench for a long enough duration.

This patch belongs to a patch set that is comprised of the following
patches:

  btrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename
  btrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync
  btrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes
  btrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit
  btrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode
  btrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit

Performance results are mentioned in the change log of the last patch.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync
Filipe Manana [Wed, 25 Nov 2020 12:19:24 +0000 (12:19 +0000)]
btrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync

When logging the extents of an inode during a fast fsync, we have a time
window where we can log extents that are from the previous transaction and
already persisted. This only makes us waste time unnecessarily.

The following sequence of steps shows how this can happen:

1) We are at transaction 1000;

2) An ordered extent E from inode I completes, that is it has gone through
   btrfs_finish_ordered_io(), and it set the extent maps' generation to
   1000 when we unpin the extent, which is the generation of the current
   transaction;

3) The commit for transaction 1000 starts by task A;

4) The task committing transaction 1000 sets the transaction state to
   unblocked, writes the dirty extent buffers and the super blocks, then
   unlocks tree_log_mutex;

5) Some change is made to inode I, resulting in creation of a new
   transaction with a generation of 1001;

6) The transaction 1000 commit starts unpinning extents. At this point
   fs_info->last_trans_committed still has a value of 999;

7) Task B starts an fsync on inode I, and when it gets to
   btrfs_log_changed_extents() sees the extent map for extent E in the
   list of modified extents. It sees the extent map has a generation of
   1000 and fs_info->last_trans_committed has a value of 999, so it
   proceeds to logging the respective file extent item and all the
   checksums covering its range.

   So we end up wasting time since the extent was already persisted and
   is reachable through the trees pointed to by the super block committed
   by transaction 1000.

So just fix this by comparing the extent maps generation against the
generation of the transaction handle - if it is smaller then the id in the
handle, we know the extent was already persisted and we do not need to log
it.

This patch belongs to a patch set that is comprised of the following
patches:

  btrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename
  btrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync
  btrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes
  btrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit
  btrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode
  btrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit

Performance results are mentioned in the change log of the last patch.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename
Filipe Manana [Wed, 25 Nov 2020 12:19:23 +0000 (12:19 +0000)]
btrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename

When we are doing a rename or a link operation for an inode that was logged
in the previous transaction and that transaction is still committing, we
have a time window where we incorrectly consider that the inode was logged
previously in the current transaction and therefore decide to log it to
update it in the log. The following steps give an example on how this
happens during a link operation:

1) Inode X is logged in transaction 1000, so its logged_trans field is set
   to 1000;

2) Task A starts to commit transaction 1000;

3) The state of transaction 1000 is changed to TRANS_STATE_UNBLOCKED;

4) Task B starts a link operation for inode X, and as a consequence it
   starts transaction 1001;

5) Task A is still committing transaction 1000, therefore the value stored
   at fs_info->last_trans_committed is still 999;

6) Task B calls btrfs_log_new_name(), it reads a value of 999 from
   fs_info->last_trans_committed and because the logged_trans field of
   inode X has a value of 1000, the function does not return immediately,
   instead it proceeds to logging the inode, which should not happen
   because the inode was logged in the previous transaction (1000) and
   not in the current one (1001).

This is not a functional problem, just wasted time and space logging an
inode that does not need to be logged, contributing to higher latency
for link and rename operations.

So fix this by comparing the inodes' logged_trans field with the
generation of the current transaction instead of comparing with the value
stored in fs_info->last_trans_committed.

This case is often hit when running dbench for a long enough duration, as
it does lots of rename operations.

This patch belongs to a patch set that is comprised of the following
patches:

  btrfs: fix race causing unnecessary inode logging during link and rename
  btrfs: fix race that results in logging old extents during a fast fsync
  btrfs: fix race that causes unnecessary logging of ancestor inodes
  btrfs: fix race that makes inode logging fallback to transaction commit
  btrfs: fix race leading to unnecessary transaction commit when logging inode
  btrfs: do not block inode logging for so long during transaction commit

Performance results are mentioned in the change log of the last patch.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove recalc_thresholds from free space ops
David Sterba [Thu, 3 Dec 2020 16:18:38 +0000 (17:18 +0100)]
btrfs: remove recalc_thresholds from free space ops

After removing the inode number cache that was using the free space
cache code, we can remove at least the recalc_thresholds callback from
the ops. Both code and tests use the same callback function. It's moved
before its first use.

The use_bitmaps callback is still needed by tests to create some
extents/bitmap setup.

Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: always set NODATASUM/NODATACOW in __create_free_space_inode
Nikolay Borisov [Thu, 3 Dec 2020 08:09:49 +0000 (10:09 +0200)]
btrfs: always set NODATASUM/NODATACOW in __create_free_space_inode

Since it's being used solely for the freespace cache unconditionally
set the flags required for it.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove crc_check logic from free space
Nikolay Borisov [Thu, 3 Dec 2020 08:09:48 +0000 (10:09 +0200)]
btrfs: remove crc_check logic from free space

Following removal of the ino cache io_ctl_init will be called only on
behalf of the freespace inode. In this case we always want to check
CRCs so conditional code that depended on io_ctl::check_crc can be
removed.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove inode number cache feature
Nikolay Borisov [Thu, 26 Nov 2020 13:10:39 +0000 (15:10 +0200)]
btrfs: remove inode number cache feature

It's been deprecated since commit b547a88ea577 ("btrfs: start
deprecation of mount option inode_cache") which enumerates the reasons.

A filesystem that uses the feature (mount -o inode_cache) tracks the
inode numbers in bitmaps, that data stay on the filesystem after this
patch. The size is roughly 5MiB for 1M inodes [1], which is considered
small enough to be left there. Removal of the change can be implemented
in btrfs-progs if needed.

[1] https://lore.kernel.org/linux-btrfs/20201127145836.GZ6430@twin.jikos.cz/

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ update changelog ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: replace calls to btrfs_find_free_ino with btrfs_find_free_objectid
Nikolay Borisov [Thu, 26 Nov 2020 13:10:38 +0000 (15:10 +0200)]
btrfs: replace calls to btrfs_find_free_ino with btrfs_find_free_objectid

The former is going away as part of the inode map removal so switch
callers to btrfs_find_free_objectid. No functional changes since with
INODE_MAP disabled (default) find_free_objectid was called anyway.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: move btrfs_find_highest_objectid/btrfs_find_free_objectid to disk-io.c
Nikolay Borisov [Thu, 26 Nov 2020 13:10:37 +0000 (15:10 +0200)]
btrfs: move btrfs_find_highest_objectid/btrfs_find_free_objectid to disk-io.c

Those functions are going to be used even after inode cache is removed
so moved them to a more appropriate place.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: drop casts of bio bi_sector
David Sterba [Thu, 26 Nov 2020 14:41:27 +0000 (15:41 +0100)]
btrfs: drop casts of bio bi_sector

Since commit 72deb455b5ec ("block: remove CONFIG_LBDAF") (5.2) the
sector_t type is u64 on all arches and configs so we don't need to
typecast it.  It used to be unsigned long and the result of sector size
shifts were not guaranteed to fit in the type.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: implement log-structured superblock for ZONED mode
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:14 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: implement log-structured superblock for ZONED mode

Superblock (and its copies) is the only data structure in btrfs which
has a fixed location on a device. Since we cannot overwrite in a
sequential write required zone, we cannot place superblock in the zone.
One easy solution is limiting superblock and copies to be placed only in
conventional zones.  However, this method has two downsides: one is
reduced number of superblock copies. The location of the second copy of
superblock is 256GB, which is in a sequential write required zone on
typical devices in the market today.  So, the number of superblock and
copies is limited to be two.  Second downside is that we cannot support
devices which have no conventional zones at all.

To solve these two problems, we employ superblock log writing. It uses
two adjacent zones as a circular buffer to write updated superblocks.
Once the first zone is filled up, start writing into the second one.
Then, when both zones are filled up and before starting to write to the
first zone again, it reset the first zone.

We can determine the position of the latest superblock by reading write
pointer information from a device. One corner case is when both zones
are full. For this situation, we read out the last superblock of each
zone, and compare them to determine which zone is older.

The following zones are reserved as the circular buffer on ZONED btrfs.

- The primary superblock: zones 0 and 1
- The first copy: zones 16 and 17
- The second copy: zones 1024 or zone at 256GB which is minimum, and
  next to it

If these reserved zones are conventional, superblock is written fixed at
the start of the zone without logging.

Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: disallow mixed-bg in ZONED mode
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:13 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: disallow mixed-bg in ZONED mode

Placing both data and metadata in a block group is impossible in ZONED
mode. For data, we can allocate a space for it and write it immediately
after the allocation. For metadata, however, we cannot do that, because
the logical addresses are recorded in other metadata buffers to build up
the trees. As a result, a data buffer can be placed after a metadata
buffer, which is not written yet. Writing out the data buffer will break
the sequential write rule.

Check and disallow MIXED_BG with ZONED mode.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: disable fallocate in ZONED mode
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:12 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: disable fallocate in ZONED mode

fallocate() is implemented by reserving actual extent instead of
reservations. This can result in exposing the sequential write
constraint of host-managed zoned block devices to the application, which
would break the POSIX semantic for the fallocated file.  To avoid this,
report fallocate() as not supported when in ZONED mode for now.

In the future, we may be able to implement "in-memory" fallocate() in
ZONED mode by utilizing space_info->bytes_may_use or similar, so this
returns EOPNOTSUPP.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: disallow NODATACOW in ZONED mode
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:11 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: disallow NODATACOW in ZONED mode

NODATACOW implies overwriting the file data on a device, which is
impossible in sequential required zones. Disable NODATACOW globally with
mount option and per-file NODATACOW attribute by masking FS_NOCOW_FL.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: disallow space_cache in ZONED mode
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:10 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: disallow space_cache in ZONED mode

As updates to the space cache v1 are in-place, the space cache cannot be
located over sequential zones and there is no guarantees that the device
will have enough conventional zones to store this cache. Resolve this
problem by disabling completely the space cache v1.  This does not
introduce any problems with sequential block groups: all the free space
is located after the allocation pointer and no free space before the
pointer.  There is no need to have such cache.

Note: we can technically use free-space-tree (space cache v2) on ZONED
mode. But, since ZONED mode now always allocates extents in a block
group sequentially regardless of underlying device zone type, it's no
use to enable and maintain the tree.

For the same reason, NODATACOW is also disabled.

In summary, ZONED will disable:

| Disabled features | Reason                                              |
|-------------------+-----------------------------------------------------|
| RAID/DUP          | Cannot handle two zone append writes to different   |
|                   | zones                                               |
|-------------------+-----------------------------------------------------|
| space_cache (v1)  | In-place updating                                   |
| NODATACOW         | In-place updating                                   |
|-------------------+-----------------------------------------------------|
| fallocate         | Reserved extent will be a write hole                |
|-------------------+-----------------------------------------------------|
| MIXED_BG          | Allocated metadata region will be write holes for   |
|                   | data writes                                         |

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: introduce max_zone_append_size
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:09 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: introduce max_zone_append_size

The zone append write command has a maximum IO size restriction it
accepts. This is because a zone append write command cannot be split, as
we ask the device to place the data into a specific target zone and the
device responds with the actual written location of the data.

Introduce max_zone_append_size to zone_info and fs_info to track the
value, so we can limit all I/O to a zoned block device that we want to
write using the zone append command to the device's limits.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: check and enable ZONED mode
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:08 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: check and enable ZONED mode

Introduce function btrfs_check_zoned_mode() to check if ZONED flag is
enabled on the file system and if the file system consists of zoned
devices with equal zone size.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Damien Le Moal <damien.lemoal@wdc.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: get zone information of zoned block devices
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:07 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: get zone information of zoned block devices

If a zoned block device is found, get its zone information (number of
zones and zone size).  To avoid costly run-time zone report
commands to test the device zones type during block allocation, attach
the seq_zones bitmap to the device structure to indicate if a zone is
sequential or accept random writes. Also it attaches the empty_zones
bitmap to indicate if a zone is empty or not.

This patch also introduces the helper function btrfs_dev_is_sequential()
to test if the zone storing a block is a sequential write required zone
and btrfs_dev_is_empty_zone() to test if the zone is a empty zone.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Damien Le Moal <damien.lemoal@wdc.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: introduce ZONED feature flag
Naohiro Aota [Tue, 10 Nov 2020 11:26:06 +0000 (20:26 +0900)]
btrfs: introduce ZONED feature flag

This patch introduces the ZONED incompat flag. The flag indicates that
the volume management will satisfy the constraints imposed by
host-managed zoned block devices (aligned chunk allocation, append-only
updates, reset zone after filled).

As the zoned support will happen incrementally due to enhancing some
core infrastructure like super block writes, tree-log, raid support, the
feature will appear in sysfs only on debug builds. It will be enabled
once the support is feature complete and applications can reliably check
whether zoned support is present or not.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Damien Le Moal <damien.lemoal@wdc.com>
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: return bool from btrfs_should_end_transaction
Nikolay Borisov [Tue, 24 Nov 2020 14:49:25 +0000 (16:49 +0200)]
btrfs: return bool from btrfs_should_end_transaction

Results in slightly smaller code.

add/remove: 0/0 grow/shrink: 0/1 up/down: 0/-11 (-11)
Function                                     old     new   delta
btrfs_should_end_transaction                  96      85     -11
Total: Before=20070, After=20059, chg -0.05%

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: return bool from should_end_transaction
Nikolay Borisov [Tue, 24 Nov 2020 14:49:08 +0000 (16:49 +0200)]
btrfs: return bool from should_end_transaction

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove err variable from do_relocation
Nikolay Borisov [Tue, 24 Nov 2020 15:49:32 +0000 (17:49 +0200)]
btrfs: remove err variable from do_relocation

It simply gets assigned to 'ret' in case of errors. The flow of the
while loop is not changed by this commit since the few call sites
that 'goto next' will simply break from the loop.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: eliminate err variable from merge_reloc_root
Nikolay Borisov [Tue, 24 Nov 2020 15:49:31 +0000 (17:49 +0200)]
btrfs: eliminate err variable from merge_reloc_root

In most cases when an error is returned from a function 'ret' is simply
assigned to 'err'. There is only one case where walk_up_reloc_tree can
return a positive value - in this case the code breaks from the loop and
ret is going to get its return value from btrfs_cow_block - either 0 or
negative. This retains the old logic of how 'err' used to be set at
this call site.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove err variable from btrfs_delete_subvolume
Nikolay Borisov [Tue, 24 Nov 2020 15:49:30 +0000 (17:49 +0200)]
btrfs: remove err variable from btrfs_delete_subvolume

Use only a single 'ret' to control whether we should abort the
transaction or not. That's fine, because if we abort a transaction then
btrfs_end_transaction will return the same value as passed to
btrfs_abort_transaction. No semantic changes.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: unlock path before checking if extent is shared during nocow writeback
Filipe Manana [Wed, 18 Nov 2020 11:00:17 +0000 (11:00 +0000)]
btrfs: unlock path before checking if extent is shared during nocow writeback

When we are attempting to start writeback for an existing extent in NOCOW
mode, at run_delalloc_nocow(), we must check if the extent is shared, and
if it is, fallback to a COW write. However we do such check while still
holding a read lock on the leaf that contains the file extent item, and
that check, the call to btrfs_cross_ref_exist(), can take some time
because:

1) It needs to do a search on the extent tree, which obviously takes some
   time, specially if delayed references are being run at the moment, as
   we can block when trying to lock currently write locked btree nodes;

2) It needs to check the delayed references for any existing reference
   for our data extent, this requires acquiring the delayed references'
   spinlock and maybe block on the mutex of a delayed reference head in the
   case where there is a delayed reference for our data extent, in the
   worst case it makes us release the path on the extent tree and retry
   the whole process again (going back to step 1).

There are other operations we do while holding the leaf locked that can
take some significant time as well (specially all together):

* btrfs_extent_readonly() - to check if the block group containing the
  extent is currently in RO mode. This requires taking a spinlock and
  searching for the block group in a rbtree that can be big on large
  filesystems;

* csum_exist_in_range() - to search if there are any checksums in the
  csum tree for the extent. Like before, this can take some time if we are
  in a filesystem that has both COW and NOCOW files, in which case the
  csum tree is not empty;

* btrfs_inc_nocow_writers() - increment the number of nocow writers in the
  block group that contains the data extent. Needs to acquire a spinlock
  and search for the block group in a rbtree that can be big on large
  filesystems.

So just unlock the leaf (release the path) before doing all those checks,
since we do not need it anymore. In case we can not do a NOCOW write for
the extent, due to any of those checks failing, and the writeback range
goes beyond that extents' length, we will do another btree search for the
next file extent item.

The following script that calls dbench was used to measure the impact of
this change on a VM with 8 CPUs, 16Gb of ram, using a raw NVMe device
directly (no intermediary filesystem on the host) and using a non-debug
kernel (default configuration on Debian):

  $ cat test-dbench.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/sdk
  MNT=/mnt/sdk
  MOUNT_OPTIONS="-o ssd -o nodatacow"
  MKFS_OPTIONS="-m single -d single"

  mkfs.btrfs -f $MKFS_OPTIONS $DEV
  mount $MOUNT_OPTIONS $DEV $MNT

  dbench -D $MNT -t 300 64

  umount $MNT

Before this change:

 Operation      Count    AvgLat    MaxLat
 ----------------------------------------
 NTCreateX    9326331     0.317   399.957
 Close        6851198     0.002     6.402
 Rename        394894     2.621   402.819
 Unlink       1883131     0.931   398.082
 Deltree          256    19.160   303.580
 Mkdir            128     0.003     0.016
 Qpathinfo    8452314     0.068   116.133
 Qfileinfo    1481921     0.001     5.081
 Qfsinfo      1549963     0.002     4.444
 Sfileinfo     759679     0.084    17.079
 Find         3268168     0.396   118.196
 WriteX       4653310     0.056   110.993
 ReadX        14618818     0.005    23.314
 LockX          30364     0.003     0.497
 UnlockX        30364     0.002     1.720
 Flush         653619    16.954   569.299

Throughput 966.651 MB/sec  64 clients  64 procs  max_latency=569.377 ms

After this change:

 Operation      Count    AvgLat    MaxLat
 ----------------------------------------
 NTCreateX    9710433     0.302   232.449
 Close        7132948     0.002    11.496
 Rename        411144     2.452   131.805
 Unlink       1960961     0.893   230.383
 Deltree          256    14.858   198.646
 Mkdir            128     0.002     0.005
 Qpathinfo    8800890     0.066   111.588
 Qfileinfo    1542556     0.001     3.852
 Qfsinfo      1613835     0.002     5.483
 Sfileinfo     790871     0.081    19.492
 Find         3402743     0.386   120.185
 WriteX       4842918     0.054   179.312
 ReadX        15220407     0.005    32.435
 LockX          31612     0.003     1.533
 UnlockX        31612     0.002     1.047
 Flush         680567    16.320   463.323

Throughput 1016.59 MB/sec  64 clients  64 procs  max_latency=463.327 ms

+5.0% throughput, -20.5% max latency

Also, the following test using fio was run:

  $ cat test-fio.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/sdk
  MNT=/mnt/sdk
  MOUNT_OPTIONS="-o ssd -o nodatacow"
  MKFS_OPTIONS="-d single -m single"

  if [ $# -ne 4 ]; then
      echo "Use $0 NUM_JOBS FILE_SIZE FSYNC_FREQ BLOCK_SIZE"
      exit 1
  fi

  NUM_JOBS=$1
  FILE_SIZE=$2
  FSYNC_FREQ=$3
  BLOCK_SIZE=$4

  cat <<EOF > /tmp/fio-job.ini
  [writers]
  rw=randwrite
  fsync=$FSYNC_FREQ
  fallocate=none
  group_reporting=1
  direct=0
  bs=$BLOCK_SIZE
  ioengine=sync
  size=$FILE_SIZE
  directory=$MNT
  numjobs=$NUM_JOBS
  EOF

  echo
  echo "Using fio config:"
  echo
  cat /tmp/fio-job.ini
  echo
  echo "mount options: $MOUNT_OPTIONS"
  echo

  mkfs.btrfs -f $MKFS_OPTIONS $DEV > /dev/null
  mount $MOUNT_OPTIONS $DEV $MNT

  echo "Creating nodatacow files before fio runs..."
  for ((i = 0; i < $NUM_JOBS; i++)); do
      xfs_io -f -c "pwrite -b 128M 0 $FILE_SIZE" "$MNT/writers.$i.0"
  done
  sync

  fio /tmp/fio-job.ini
  umount $MNT

Before this change:

$ ./test-fio.sh 16 512M 2 4K
(...)
WRITE: bw=28.3MiB/s (29.6MB/s), 28.3MiB/s-28.3MiB/s (29.6MB/s-29.6MB/s), io=8192MiB (8590MB), run=289800-289800msec

After this change:

$ ./test-fio.sh 16 512M 2 4K
(...)
WRITE: bw=31.2MiB/s (32.7MB/s), 31.2MiB/s-31.2MiB/s (32.7MB/s-32.7MB/s), io=8192MiB (8590MB), run=262845-262845msec

+9.7% throughput, -9.8% runtime

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: tree-checker: annotate all error branches as unlikely
David Sterba [Wed, 4 Nov 2020 15:12:45 +0000 (16:12 +0100)]
btrfs: tree-checker: annotate all error branches as unlikely

The tree checker is called many times as it verifies metadata at
read/write time. The checks follow a simple pattern:

  if (error_condition) {
  report_error();
  return -EUCLEAN;
  }

All the error reporting functions are annotated as __cold that is
supposed to hint the compiler to move the statement block out of the hot
path. This does not seem to happen that often.

As the error condition is expected to be false almost always, we can
annotate it with 'unlikely' as this satisfies one of the few use cases
for the annotation. The expected outcome is a stronger hint to compiler
to reorder the checks

  test
  jump to exit
  test
  jump to exit
  ...

which can be observed in asm of eg. check_dir_item,
btrfs_check_chunk_valid, check_root_item or check_leaf.

There's a measurable run time improvement reported by Josef, the testing
workload went from 655 MiB/s to 677 MiB/s, which is about +3%.

There should be no functional changes but some of the conditions have
been rewritten to produce more readable result, some lines are longer
than 80, for the sake of readability.

Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove stub device info from messages when we have no fs_info
David Sterba [Fri, 13 Nov 2020 16:58:03 +0000 (17:58 +0100)]
btrfs: remove stub device info from messages when we have no fs_info

Without a NULL fs_info the helpers will print something like

BTRFS error (device <unknown>): ...

This can happen in contexts where fs_info is not available at all or
it's potentially unsafe due to object lifetime. The <unknown> stub does
not bring much information and with the prefix makes the message
unnecessarily longer.

Remove it for the NULL fs_info case.

BTRFS error: ...

Callers can add the device information to the message itself if needed.

Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: use detach_page_private() in alloc_extent_buffer()
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:49 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: use detach_page_private() in alloc_extent_buffer()

In alloc_extent_buffer(), after we got a page from btree inode, we check
if that page has private pointer attached.

If attached, we check if the existing extent buffer has proper refs.
If not (the eb is being freed), we will detach that private eb pointer.

The point here is, we are detaching that eb pointer by calling:
- ClearPagePrivate()
- put_page()

The put_page() here is especially confusing, as it's decreasing the ref
from attach_page_private().  Without knowing that, it looks like the
put_page() is for the find_or_create_page() call, confusing the reader.

Since we're always modifying page private with attach_page_private() and
detach_page_private(), the only open-coded detach_page_private() here is
really confusing.

Fix it by calling detach_page_private().

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: use nodesize to determine if we need readahead in btrfs_lookup_bio_sums
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:41 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: use nodesize to determine if we need readahead in btrfs_lookup_bio_sums

In btrfs_lookup_bio_sums() if the bio is pretty large, we want to
start readahead in the csum tree.

However the threshold is an immediate number, (PAGE_SIZE * 8), from the
initial btrfs merge.

The meaning of the value is pretty hard to guess, especially when the
immediate number is from the times when 4K sectorsize was the default
and only CRC32C was supported.

For the most common btrfs setup, CRC32 csum and 4K sectorsize,
it means just 32K read would kick readahead, while the csum itself is
only 32 bytes in size.

Now let's be more reasonable by taking both csum size and node size into
consideration.

If the csum size for the bio is larger than one leaf, then we kick the
readahead.  This means for current default btrfs, the threshold will be
16M.

This change should not change performance observably, thus this is
mostly a readability enhancement.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: only clear EXTENT_LOCK bit in extent_invalidatepage
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:39 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: only clear EXTENT_LOCK bit in extent_invalidatepage

extent_invalidatepage() will try to clear all possible bits since it's
calling clear_extent_bit() with delete == 1.

This is currently fine, since for btree io tree, it only utilizes
EXTENT_LOCK bit.  But this could be a problem for later subpage support,
which will utilize extra io tree bit to represent additional info.

This patch will just convert that clear_extent_bit() to
unlock_extent_cached().

For current code since only EXTENT_LOCKED bit is utilized, this doesn't
change the behavior, but provides a much cleaner basis for incoming
subpage support.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove unused parameter phy_offset from btrfs_validate_metadata_buffer
Qu Wenruo [Thu, 12 Nov 2020 08:47:57 +0000 (16:47 +0800)]
btrfs: remove unused parameter phy_offset from btrfs_validate_metadata_buffer

Parameter @phy_offset is the offset against the bio->bi_iter.bi_sector.
@phy_offset is mostly for data io to lookup the csum in btrfs_io_bio.

But for metadata, it's completely useless as metadata stores their own
csum in its header, so we can remove it.

Note: parameters @start and @end, they are not utilized at all for
current sectorsize == PAGE_SIZE case, as we can grab eb directly from
page.

But those two parameters are very important for later subpage support,
thus @start/@len are not touched here.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: scrub: remove the anonymous structure from scrub_page
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:44 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: scrub: remove the anonymous structure from scrub_page

That anonymous structure serve no special purpose, just replace it with
regular members.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: use fixed width int type for extent_state::state
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:40 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: use fixed width int type for extent_state::state

Currently the type is unsigned int which could change its width
depending on the architecture. We need up to 32 bits so make it
explicit.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: introduce helper to handle page status update in end_bio_extent_readpage()
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:29 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: introduce helper to handle page status update in end_bio_extent_readpage()

Introduce a new helper to handle update page status in
end_bio_extent_readpage(). This will be later used for subpage support
where the page status update can be more complex than now.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: add structure to keep track of extent range in end_bio_extent_readpage
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:28 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: add structure to keep track of extent range in end_bio_extent_readpage

In end_bio_extent_readpage() we had a strange dance around
extent_start/extent_len.

Hidden behind the strange dance is, it's just calling
endio_readpage_release_extent() on each bvec range.

Here is an example to explain the original work flow:

  Bio is for inode 257, containing 2 pages, for range [1M, 1M+8K)

  end_bio_extent_extent_readpage() entered
  |- extent_start = 0;
  |- extent_end = 0;
  |- bio_for_each_segment_all() {
  |  |- /* Got the 1st bvec */
  |  |- start = SZ_1M;
  |  |- end = SZ_1M + SZ_4K - 1;
  |  |- update = 1;
  |  |- if (extent_len == 0) {
  |  |  |- extent_start = start; /* SZ_1M */
  |  |  |- extent_len = end + 1 - start; /* SZ_1M */
  |  |  }
  |  |
  |  |- /* Got the 2nd bvec */
  |  |- start = SZ_1M + 4K;
  |  |- end = SZ_1M + 4K - 1;
  |  |- update = 1;
  |  |- if (extent_start + extent_len == start) {
  |  |  |- extent_len += end + 1 - start; /* SZ_8K */
  |  |  }
  |  } /* All bio vec iterated */
  |
  |- if (extent_len) {
     |- endio_readpage_release_extent(tree, extent_start, extent_len,
      update);
/* extent_start == SZ_1M, extent_len == SZ_8K, uptodate = 1 */

As the above flow shows, the existing code in end_bio_extent_readpage()
is accumulates extent_start/extent_len, and when the contiguous range
stops, calls endio_readpage_release_extent() for the range.

However current behavior has something not really considered:

- The inode can change
  For bio, its pages don't need to have contiguous page_offset.
  This means, even pages from different inodes can be packed into one
  bio.

- bvec cross page boundary
  There is a feature called multi-page bvec, where bvec->bv_len can go
  beyond bvec->bv_page boundary.

- Poor readability

This patch will address the problem:

- Introduce a proper structure, processed_extent, to record processed
  extent range

- Integrate inode/start/end/uptodate check into
  endio_readpage_release_extent()

- Add more comment on each step.
  This should greatly improve the readability, now in
  end_bio_extent_readpage() there are only two
  endio_readpage_release_extent() calls.

- Add inode check for contiguity
  Now we also ensure the inode is the same one before checking if the
  range is contiguous.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: tests: remove invalid extent-io test
Qu Wenruo [Fri, 13 Nov 2020 12:51:27 +0000 (20:51 +0800)]
btrfs: tests: remove invalid extent-io test

In extent-io-test, there are two invalid tests:

- Invalid nodesize for test_eb_bitmaps()
  Instead of the sectorsize and nodesize combination passed in, we're
  always using hand-crafted nodesize, e.g:

len = (sectorsize < BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE)
? sectorsize * 4 : sectorsize;

  In above case, if we have 32K page size, then we will get a length of
  128K, which is beyond max node size, and obviously invalid.

  The common page size goes up to 64K so we haven't hit that

- Invalid extent buffer bytenr
  For 64K page size, the only combination we're going to test is
  sectorsize = nodesize = 64K.
  However, in that case we will try to test an eb which bytenr is not
  sectorsize aligned:

/* Do it over again with an extent buffer which isn't page-aligned. */
eb = __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, nodesize / 2, len);

  Sector alignment is a hard requirement for any sector size.
  The only exception is superblock. But anything else should follow
  sector size alignment.

  This is definitely an invalid test case.

This patch will fix both problems by:

- Honor the sectorsize/nodesize combination
  Now we won't bother to hand-craft the length and use it as nodesize.

- Use sectorsize as the 2nd run extent buffer start
  This would test the case where extent buffer is aligned to sectorsize
  but not always aligned to nodesize.

Please note that, later subpage related cleanup will reduce
extent_buffer::pages[] to exactly what we need, making the sector
unaligned extent buffer operations cause problems.

Since only extent_io self tests utilize this, this patch is required for
all later cleanup/refactoring.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: sysfs: remove unneeded semicolon
Tom Rix [Sun, 1 Nov 2020 15:30:08 +0000 (07:30 -0800)]
btrfs: sysfs: remove unneeded semicolon

A semicolon is not needed after a switch statement.

Signed-off-by: Tom Rix <trix@redhat.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: simplify return values in setup_nodes_for_search
Nikolay Borisov [Fri, 13 Nov 2020 07:29:40 +0000 (09:29 +0200)]
btrfs: simplify return values in setup_nodes_for_search

The function is needlessly convoluted. Fix that by:

* removing redundant sret variable definition in both if arms

* replace the again/done labels with direct return statements, the
  function is short enough and doesn't do anything special upon exit

* remove BUG_ON on split_node returning a positive number - it can't
  happen as split_node returns either 0 or a negative error code.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove useless return value statement in split_node
Nikolay Borisov [Thu, 12 Nov 2020 11:24:02 +0000 (13:24 +0200)]
btrfs: remove useless return value statement in split_node

At the point when we set 'ret = 0' it's guaranteed that the function is
going to return 0 so directly return 0. No functional changes.

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: remove unnecessary attempt to drop extent maps after adding inline extent
Filipe Manana [Fri, 13 Nov 2020 11:24:17 +0000 (11:24 +0000)]
btrfs: remove unnecessary attempt to drop extent maps after adding inline extent

At inode.c:cow_file_range_inline(), after we insert the inline extent
in the fs/subvolume btree, we call btrfs_drop_extent_cache() to drop
all extent maps in the file range, however that is not necessary because
we have already done it in the call to btrfs_drop_extents(), which calls
btrfs_drop_extent_cache() for us, and since at this point we have the file
range locked in the inode's iotree (we are in the writeback path), we know
no other task can come in and read stale file extent items or find none
and therefore create either stale extent maps or an extent map that
represents a hole.

So just remove that unnecessary call to btrfs_drop_extent_cache(), as it's
doing nothing and only wasting time. This call has been around since 2008,
introduced in commit c8b978188c9a ("Btrfs: Add zlib compression support"),
but even back then it seems it was not necessary, since we had the range
locked in the inode's iotree and the call to btrfs_drop_extents() already
used to always call btrfs_drop_extent_cache().

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: stop incrementing log batch when joining log transaction
Filipe Manana [Fri, 13 Nov 2020 11:23:30 +0000 (11:23 +0000)]
btrfs: stop incrementing log batch when joining log transaction

When joining a log transaction we acquire the root's log mutex, then
increment the root's log batch and log writers counters while holding
the mutex. However we don't need to increment the log batch there,
because we are holding the mutex and incremented the log writers counter
as well, so any other task trying to sync log will wait for the current
task to finish its logging and still achieve the desired log batching.

Since the log batch counter is an atomic counter and is incremented twice
at the very beginning of the fsync callback (btrfs_sync_file()), once
before flushing delalloc and once again after waiting for writeback to
complete, eliminating its increment when joining the log transaction
may provide some performance gains in case we have multiple concurrent
tasks doing fsyncs against different files in the same subvolume, as it
reduces contention on the atomic (locking the cacheline and bouncing it).

When testing fio with 32 jobs, on a 8 cores VM, doing fsyncs against
different files of the same subvolume, on top of a zram device, I could
consistently see gains (higher throughput) between 1% to 2%, which is a
very low value and possibly hard to be observed with a real device (I
couldn't observe consistent gains with my low/mid end NVMe device).
So this change is mostly motivated to just simplify the logic, as updating
the log batch counter is only relevant when an fsync starts and while not
holding the root's log mutex.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: skip unnecessary searches for xattrs when logging an inode
Filipe Manana [Fri, 13 Nov 2020 11:21:49 +0000 (11:21 +0000)]
btrfs: skip unnecessary searches for xattrs when logging an inode

Every time we log an inode we lookup in the fs/subvol tree for xattrs and
if we have any, log them into the log tree. However it is very common to
have inodes without any xattrs, so doing the search wastes times, but more
importantly it adds contention on the fs/subvol tree locks, either making
the logging code block and wait for tree locks or making the logging code
making other concurrent operations block and wait.

The most typical use cases where xattrs are used are when capabilities or
ACLs are defined for an inode, or when SELinux is enabled.

This change makes the logging code detect when an inode does not have
xattrs and skip the xattrs search the next time the inode is logged,
unless the inode is evicted and loaded again or a xattr is added to the
inode. Therefore skipping the search for xattrs on inodes that don't ever
have xattrs and are fsynced with some frequency.

The following script that calls dbench was used to measure the impact of
this change on a VM with 8 CPUs, 16Gb of ram, using a raw NVMe device
directly (no intermediary filesystem on the host) and using a non-debug
kernel (default configuration on Debian distributions):

  $ cat test.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/sdk
  MNT=/mnt/sdk
  MOUNT_OPTIONS="-o ssd"

  mkfs.btrfs -f -m single -d single $DEV
  mount $MOUNT_OPTIONS $DEV $MNT

  dbench -D $MNT -t 200 40

  umount $MNT

The results before this change:

 Operation      Count    AvgLat    MaxLat
 ----------------------------------------
 NTCreateX    5761605     0.172   312.057
 Close        4232452     0.002    10.927
 Rename        243937     1.406   277.344
 Unlink       1163456     0.631   298.402
 Deltree          160    11.581   221.107
 Mkdir             80     0.003     0.005
 Qpathinfo    5221410     0.065   122.309
 Qfileinfo     915432     0.001     3.333
 Qfsinfo       957555     0.003     3.992
 Sfileinfo     469244     0.023    20.494
 Find         2018865     0.448   123.659
 WriteX       2874851     0.049   118.529
 ReadX        9030579     0.004    21.654
 LockX          18754     0.003     4.423
 UnlockX        18754     0.002     0.331
 Flush         403792    10.944   359.494

Throughput 908.444 MB/sec  40 clients  40 procs  max_latency=359.500 ms

The results after this change:

 Operation      Count    AvgLat    MaxLat
 ----------------------------------------
 NTCreateX    6442521     0.159   230.693
 Close        4732357     0.002    10.972
 Rename        272809     1.293   227.398
 Unlink       1301059     0.563   218.500
 Deltree          160     7.796    54.887
 Mkdir             80     0.008     0.478
 Qpathinfo    5839452     0.047   124.330
 Qfileinfo    1023199     0.001     4.996
 Qfsinfo      1070760     0.003     5.709
 Sfileinfo     524790     0.033    21.765
 Find         2257658     0.314   125.611
 WriteX       3211520     0.040   232.135
 ReadX        10098969     0.004    25.340
 LockX          20974     0.003     1.569
 UnlockX        20974     0.002     3.475
 Flush         451553    10.287   331.037

Throughput 1011.77 MB/sec  40 clients  40 procs  max_latency=331.045 ms

+10.8% throughput, -8.2% max latency

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: merge __set_extent_bit and set_extent_bit
Nikolay Borisov [Thu, 5 Nov 2020 09:08:00 +0000 (11:08 +0200)]
btrfs: merge __set_extent_bit and set_extent_bit

There are only 2 direct calls to set_extent_bit outside of extent-io -
in btrfs_find_new_delalloc_bytes and btrfs_truncate_block, the rest are
thin wrappers around __set_extent_bit. This adds unnecessary indirection
and just makes it more annoying when looking at the various extent bit
manipulation functions.  This patch renames __set_extent_bit to
set_extent_bit effectively removing a level of indirection. No
functional changes.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ reformat and remove __must_check ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: make btrfs_update_inode_fallback take btrfs_inode
Nikolay Borisov [Mon, 2 Nov 2020 14:49:06 +0000 (16:49 +0200)]
btrfs: make btrfs_update_inode_fallback take btrfs_inode

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: make btrfs_cont_expand take btrfs_inode
Nikolay Borisov [Mon, 2 Nov 2020 14:49:04 +0000 (16:49 +0200)]
btrfs: make btrfs_cont_expand take btrfs_inode

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
3 years agobtrfs: make btrfs_truncate_block take btrfs_inode
Nikolay Borisov [Mon, 2 Nov 2020 14:49:03 +0000 (16:49 +0200)]
btrfs: make btrfs_truncate_block take btrfs_inode

Reviewed-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>