btrfs: fix tree mod log mishandling of reallocated nodes

We have been seeing the following panic in production

  kernel BUG at fs/btrfs/tree-mod-log.c:677!
  invalid opcode: 0000 [#1] SMP
  RIP: 0010:tree_mod_log_rewind+0x1b4/0x200
  RSP: 0000:ffffc9002c02f890 EFLAGS: 00010293
  RAX: 0000000000000003 RBX: ffff8882b448c700 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000008000 RSI: 00000000000000a7 RDI: ffff88877d831c00
  RBP: 0000000000000002 R08: 000000000000009f R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000100c40 R12: 0000000000000001
  R13: ffff8886c26d6a00 R14: ffff88829f5424f8 R15: ffff88877d831a00
  FS:  00007fee1d80c780(0000) GS:ffff8890400c0000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007fee1963a020 CR3: 0000000434f33002 CR4: 00000000007706e0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  PKRU: 55555554
  Call Trace:
   btrfs_get_old_root+0x12b/0x420
   btrfs_search_old_slot+0x64/0x2f0
   ? tree_mod_log_oldest_root+0x3d/0xf0
   resolve_indirect_ref+0xfd/0x660
   ? ulist_alloc+0x31/0x60
   ? kmem_cache_alloc_trace+0x114/0x2c0
   find_parent_nodes+0x97a/0x17e0
   ? ulist_alloc+0x30/0x60
   btrfs_find_all_roots_safe+0x97/0x150
   iterate_extent_inodes+0x154/0x370
   ? btrfs_search_path_in_tree+0x240/0x240
   iterate_inodes_from_logical+0x98/0xd0
   ? btrfs_search_path_in_tree+0x240/0x240
   btrfs_ioctl_logical_to_ino+0xd9/0x180
   btrfs_ioctl+0xe2/0x2ec0
   ? __mod_memcg_lruvec_state+0x3d/0x280
   ? do_sys_openat2+0x6d/0x140
   ? kretprobe_dispatcher+0x47/0x70
   ? kretprobe_rethook_handler+0x38/0x50
   ? rethook_trampoline_handler+0x82/0x140
   ? arch_rethook_trampoline_callback+0x3b/0x50
   ? kmem_cache_free+0xfb/0x270
   ? do_sys_openat2+0xd5/0x140
   __x64_sys_ioctl+0x71/0xb0
   do_syscall_64+0x2d/0x40

Which is this code in tree_mod_log_rewind()

switch (tm->op) {
        case BTRFS_MOD_LOG_KEY_REMOVE_WHILE_FREEING:
BUG_ON(tm->slot < n);

This occurs because we replay the nodes in order that they happened, and
when we do a REPLACE we will log a REMOVE_WHILE_FREEING for every slot,
starting at 0.  'n' here is the number of items in this block, which in
this case was 1, but we had 2 REMOVE_WHILE_FREEING operations.

The actual root cause of this was that we were replaying operations for
a block that shouldn't have been replayed.  Consider the following
sequence of events

1. We have an already modified root, and we do a btrfs_get_tree_mod_seq().
2. We begin removing items from this root, triggering KEY_REPLACE for
   it's child slots.
3. We remove one of the 2 children this root node points to, thus triggering
   the root node promotion of the remaining child, and freeing this node.
4. We modify a new root, and re-allocate the above node to the root node of
   this other root.

The tree mod log looks something like this

logical 0 op KEY_REPLACE (slot 1) seq 2
logical 0 op KEY_REMOVE (slot 1) seq 3
logical 0 op KEY_REMOVE_WHILE_FREEING (slot 0) seq 4
logical 4096 op LOG_ROOT_REPLACE (old logical 0) seq 5
logical 8192 op KEY_REMOVE_WHILE_FREEING (slot 1) seq 6
logical 8192 op KEY_REMOVE_WHILE_FREEING (slot 0) seq 7
logical 0 op LOG_ROOT_REPLACE (old logical 8192) seq 8

>From here the bug is triggered by the following steps

1.  Call btrfs_get_old_root() on the new_root.
2.  We call tree_mod_log_oldest_root(btrfs_root_node(new_root)), which is
    currently logical 0.
3.  tree_mod_log_oldest_root() calls tree_mod_log_search_oldest(), which
    gives us the KEY_REPLACE seq 2, and since that's not a
    LOG_ROOT_REPLACE we incorrectly believe that we don't have an old
    root, because we expect that the most recent change should be a
    LOG_ROOT_REPLACE.
4.  Back in tree_mod_log_oldest_root() we don't have a LOG_ROOT_REPLACE,
    so we don't set old_root, we simply use our existing extent buffer.
5.  Since we're using our existing extent buffer (logical 0) we call
    tree_mod_log_search(0) in order to get the newest change to start the
    rewind from, which ends up being the LOG_ROOT_REPLACE at seq 8.
6.  Again since we didn't find an old_root we simply clone logical 0 at
    it's current state.
7.  We call tree_mod_log_rewind() with the cloned extent buffer.
8.  Set n = btrfs_header_nritems(logical 0), which would be whatever the
    original nritems was when we COWed the original root, say for this
    example it's 2.
9.  We start from the newest operation and work our way forward, so we
    see LOG_ROOT_REPLACE which we ignore.
10. Next we see KEY_REMOVE_WHILE_FREEING for slot 0, which triggers the
    BUG_ON(tm->slot < n), because it expects if we've done this we have a
    completely empty extent buffer to replay completely.

The correct thing would be to find the first LOG_ROOT_REPLACE, and then
get the old_root set to logical 8192.  In fact making that change fixes
this particular problem.

However consider the much more complicated case.  We have a child node
in this tree and the above situation.  In the above case we freed one
of the child blocks at the seq 3 operation.  If this block was also
re-allocated and got new tree mod log operations we would have a
different problem.  btrfs_search_old_slot(orig root) would get down to
the logical 0 root that still pointed at that node.  However in
btrfs_search_old_slot() we call tree_mod_log_rewind(buf) directly.  This
is not context aware enough to know which operations we should be
replaying.  If the block was re-allocated multiple times we may only
want to replay a range of operations, and determining what that range is
isn't possible to determine.

We could maybe solve this by keeping track of which root the node
belonged to at every tree mod log operation, and then passing this
around to make sure we're only replaying operations that relate to the
root we're trying to rewind.

However there's a simpler way to solve this problem, simply disallow
reallocations if we have currently running tree mod log users.  We
already do this for leaf's, so we're simply expanding this to nodes as
well.  This is a relatively uncommon occurrence, and the problem is
complicated enough I'm worried that we will still have corner cases in
the reallocation case.  So fix this in the most straightforward way
possible.

Fixes: bd989ba359f2 ("Btrfs: add tree modification log functions")
CC: stable@vger.kernel.org # 3.3+
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: reorder btrfs_bio for better packing

After changes in commit 917f32a23501 ("btrfs: give struct btrfs_bio a
real end_io handler") the layout of btrfs_bio can be improved.  There
are two holes and the structure size is 264 bytes on release build. By
reordering the iterator we can get rid of the holes and the size is 256
bytes which fits to slabs much better.

Final layout:

struct btrfs_bio {
unsigned int               mirror_num;           /*     0     4 */
struct bvec_iter           iter;                 /*     4    20 */
u64                        file_offset;          /*    24     8 */
struct btrfs_device *      device;               /*    32     8 */
u8 *                       csum;                 /*    40     8 */
u8                         csum_inline[64];      /*    48    64 */
/* --- cacheline 1 boundary (64 bytes) was 48 bytes ago --- */
btrfs_bio_end_io_t         end_io;               /*   112     8 */
void *                     private;              /*   120     8 */
/* --- cacheline 2 boundary (128 bytes) --- */
struct work_struct         end_io_work;          /*   128    32 */
struct bio                 bio;                  /*   160    96 */

/* size: 256, cachelines: 4, members: 10 */
};

Fixes: 917f32a23501 ("btrfs: give struct btrfs_bio a real end_io handler")
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: raid56: avoid double freeing for rbio if full_stripe_write() failed

Currently if full_stripe_write() failed to allocate the pages for
parity, it will call __free_raid_bio() first, then return -ENOMEM.

But some caller of full_stripe_write() will also call __free_raid_bio()
again, this would cause double freeing.

And it's not a logically sound either, normally we should either free
the memory at the same level where we allocated it, or let endio to
handle everything.

So this patch will solve the double freeing by make
raid56_parity_write() to handle the error and free the rbio.

Just like what we do in raid56_parity_recover().

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

btrfs: raid56: properly handle the error when unable to find the missing stripe

In raid56_alloc_missing_rbio(), if we can not determine where the
missing device is inside the full stripe, we just BUG_ON().

This is not necessary especially the only caller inside scrub.c is
already properly checking the return value, and will treat it as a
memory allocation failure.

Fix the error handling by:

- Add an extra warning for the reason
  Although personally speaking it may be better to be an ASSERT().

- Properly free the allocated rbio

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

MAINTAINERS: update btrfs website links and files

We have the new documentation hosted on Read The Docs and content is
migrated there from the wiki. Also update http to https and add the
tracepoint definition header.

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

btrfs: ignore fiemap path cache if we have multiple leaves for a data extent

The path cache used during fiemap used to determine the sharedness of
extent buffers in a path from a leaf containing a file extent item
pointing to our data extent up to the root node of the tree, is meant to
be used for a single path. Having a single path is by far the most common
case, and therefore worth to optimize for, but it's possible to actually
have multiple paths because we have 2 or more leaves.

If we have multiple leaves, the 'level' variable keeps getting incremented
in each iteration of the while loop at btrfs_is_data_extent_shared(),
which means we will treat the second leaf in the 'tmp' ulist as a level 1
node, and so forth. In the worst case this can lead to getting a level
greater than or equals to BTRFS_MAX_LEVEL (8), which will trigger a
WARN_ON_ONCE() in the functions to lookup from or store in the path cache
(lookup_backref_shared_cache() and store_backref_shared_cache()). If the
current level never goes beyond 8, due to shared nodes in the paths and
a fs tree height smaller than 8, it can still result in incorrectly
marking one leaf as shared because some other leaf is shared and is stored
one level below that other leaf, as when storing a true sharedness value
in the cache results in updating the sharedness to true of all entries in
the cache below the current level.

Having multiple leaves happens in a case like the following:

  - We have a file extent item point to data extent at bytenr X, for
    a file range [0, 1M[ for example;

  - At this moment we have an extent data ref for the extent, with
    an offset of 0 and a count of 1;

  - A write into the middle of the extent happens, file range [64K, 128K)
    so the file extent item is split into two (at btrfs_drop_extents()):

    1) One for file range [0, 64K), with a length (num_bytes field) of
       64K and an extent offset of 0;

    2) Another one for file range [128K, 1M), with a length of 896K
       (1M - 128K) and an extent offset of 128K.

  - At this moment the two file extent items are located in the same
    leaf;

  - A new file extent item for the range [64K, 128K), pointing to a new
    data extent, is inserted in the leaf. This results in a leaf split
    and now those two file extent items pointing to data extent X end
    up located in different leaves;

  - Once delayed refs are run, we still have a single extent data ref
    item for our data extent at bytenr X, for offset 0, but now with a
    count of 2 instead of 1;

  - So during fiemap, at btrfs_is_data_extent_shared(), after we call
    find_parent_nodes() for the data extent, we get two leaves, since
    we have two file extent items point to data extent at bytenr X that
    are located in two different leaves.

So skip the use of the path cache when we get more than one leaf.

Fixes: 12a824dc67a61e ("btrfs: speedup checking for extent sharedness during fiemap")
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: fix processing of delayed tree block refs during backref walking

During backref walking, when processing a delayed reference with a type of
BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY, we have two bugs there:

1) We are accessing the delayed references extent_op, and its key, without
   the protection of the delayed ref head's lock;

2) If there's no extent op for the delayed ref head, we end up with an
   uninitialized key in the stack, variable 'tmp_op_key', and then pass
   it to add_indirect_ref(), which adds the reference to the indirect
   refs rb tree.

   This is wrong, because indirect references should have a NULL key
   when we don't have access to the key, and in that case they should be
   added to the indirect_missing_keys rb tree and not to the indirect rb
   tree.

   This means that if have BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY delayed ref resulting
   from freeing an extent buffer, therefore with a count of -1, it will
   not cancel out the corresponding reference we have in the extent tree
   (with a count of 1), since both references end up in different rb
   trees.

   When using fiemap, where we often need to check if extents are shared
   through shared subtrees resulting from snapshots, it means we can
   incorrectly report an extent as shared when it's no longer shared.
   However this is temporary because after the transaction is committed
   the extent is no longer reported as shared, as running the delayed
   reference results in deleting the tree block reference from the extent
   tree.

   Outside the fiemap context, the result is unpredictable, as the key was
   not initialized but it's used when navigating the rb trees to insert
   and search for references (prelim_ref_compare()), and we expect all
   references in the indirect rb tree to have valid keys.

The following reproducer triggers the second bug:

   $ cat test.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/sdj
   MNT=/mnt/sdj

   mkfs.btrfs -f $DEV
   mount -o compress $DEV $MNT

   # With a compressed 128M file we get a tree height of 2 (level 1 root).
   xfs_io -f -c "pwrite -b 1M 0 128M" $MNT/foo

   btrfs subvolume snapshot $MNT $MNT/snap

   # Fiemap should output 0x2008 in the flags column.
   # 0x2000 means shared extent
   # 0x8 means encoded extent (because it's compressed)
   echo
   echo "fiemap after snapshot, range [120M, 120M + 128K):"
   xfs_io -c "fiemap -v 120M 128K" $MNT/foo
   echo

   # Overwrite one extent and fsync to flush delalloc and COW a new path
   # in the snapshot's tree.
   #
   # After this we have a BTRFS_DROP_DELAYED_REF delayed ref of type
   # BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY with a count of -1 for every COWed extent
   # buffer in the path.
   #
   # In the extent tree we have inline references of type
   # BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY, with a count of 1, for the same extent
   # buffers, so they should cancel each other, and the extent buffers in
   # the fs tree should no longer be considered as shared.
   #
   echo "Overwriting file range [120M, 120M + 128K)..."
   xfs_io -c "pwrite -b 128K 120M 128K" $MNT/snap/foo
   xfs_io -c "fsync" $MNT/snap/foo

   # Fiemap should output 0x8 in the flags column. The extent in the range
   # [120M, 120M + 128K) is no longer shared, it's now exclusive to the fs
   # tree.
   echo
   echo "fiemap after overwrite range [120M, 120M + 128K):"
   xfs_io -c "fiemap -v 120M 128K" $MNT/foo
   echo

   umount $MNT

Running it before this patch:

   $ ./test.sh
   (...)
   wrote 134217728/134217728 bytes at offset 0
   128 MiB, 128 ops; 0.1152 sec (1.085 GiB/sec and 1110.5809 ops/sec)
   Create a snapshot of '/mnt/sdj' in '/mnt/sdj/snap'

   fiemap after snapshot, range [120M, 120M + 128K):
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [245760..246015]: 34304..34559       256 0x2008

   Overwriting file range [120M, 120M + 128K)...
   wrote 131072/131072 bytes at offset 125829120
   128 KiB, 1 ops; 0.0001 sec (683.060 MiB/sec and 5464.4809 ops/sec)

   fiemap after overwrite range [120M, 120M + 128K):
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [245760..246015]: 34304..34559       256 0x2008

The extent in the range [120M, 120M + 128K) is still reported as shared
(0x2000 bit set) after overwriting that range and flushing delalloc, which
is not correct - an entire path was COWed in the snapshot's tree and the
extent is now only referenced by the original fs tree.

Running it after this patch:

   $ ./test.sh
   (...)
   wrote 134217728/134217728 bytes at offset 0
   128 MiB, 128 ops; 0.1198 sec (1.043 GiB/sec and 1068.2067 ops/sec)
   Create a snapshot of '/mnt/sdj' in '/mnt/sdj/snap'

   fiemap after snapshot, range [120M, 120M + 128K):
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [245760..246015]: 34304..34559       256 0x2008

   Overwriting file range [120M, 120M + 128K)...
   wrote 131072/131072 bytes at offset 125829120
   128 KiB, 1 ops; 0.0001 sec (694.444 MiB/sec and 5555.5556 ops/sec)

   fiemap after overwrite range [120M, 120M + 128K):
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [245760..246015]: 34304..34559       256   0x8

Now the extent is not reported as shared anymore.

So fix this by passing a NULL key pointer to add_indirect_ref() when
processing a delayed reference for a tree block if there's no extent op
for our delayed ref head with a defined key. Also access the extent op
only after locking the delayed ref head's lock.

The reproducer will be converted later to a test case for fstests.

Fixes: 86d5f994425252 ("btrfs: convert prelimary reference tracking to use rbtrees")
Fixes: a6dbceafb915e8 ("btrfs: Remove unused op_key var from add_delayed_refs")
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: fix processing of delayed data refs during backref walking

When processing delayed data references during backref walking and we are
using a share context (we are being called through fiemap), whenever we
find a delayed data reference for an inode different from the one we are
interested in, then we immediately exit and consider the data extent as
shared. This is wrong, because:

1) This might be a DROP reference that will cancel out a reference in the
   extent tree;

2) Even if it's an ADD reference, it may be followed by a DROP reference
   that cancels it out.

In either case we should not exit immediately.

Fix this by never exiting when we find a delayed data reference for
another inode - instead add the reference and if it does not cancel out
other delayed reference, we will exit early when we call
extent_is_shared() after processing all delayed references. If we find
a drop reference, then signal the code that processes references from
the extent tree (add_inline_refs() and add_keyed_refs()) to not exit
immediately if it finds there a reference for another inode, since we
have delayed drop references that may cancel it out. In this later case
we exit once we don't have references in the rb trees that cancel out
each other and have two references for different inodes.

Example reproducer for case 1):

   $ cat test-1.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/sdj
   MNT=/mnt/sdj

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

   xfs_io -f -c "pwrite 0 64K" $MNT/foo
   cp --reflink=always $MNT/foo $MNT/bar

   echo
   echo "fiemap after cloning:"
   xfs_io -c "fiemap -v" $MNT/foo

   rm -f $MNT/bar
   echo
   echo "fiemap after removing file bar:"
   xfs_io -c "fiemap -v" $MNT/foo

   umount $MNT

Running it before this patch, the extent is still listed as shared, it has
the flag 0x2000 (FIEMAP_EXTENT_SHARED) set:

   $ ./test-1.sh
   fiemap after cloning:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128 0x2001

   fiemap after removing file bar:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128 0x2001

Example reproducer for case 2):

   $ cat test-2.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/sdj
   MNT=/mnt/sdj

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

   xfs_io -f -c "pwrite 0 64K" $MNT/foo
   cp --reflink=always $MNT/foo $MNT/bar

   # Flush delayed references to the extent tree and commit current
   # transaction.
   sync

   echo
   echo "fiemap after cloning:"
   xfs_io -c "fiemap -v" $MNT/foo

   rm -f $MNT/bar
   echo
   echo "fiemap after removing file bar:"
   xfs_io -c "fiemap -v" $MNT/foo

   umount $MNT

Running it before this patch, the extent is still listed as shared, it has
the flag 0x2000 (FIEMAP_EXTENT_SHARED) set:

   $ ./test-2.sh
   fiemap after cloning:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128 0x2001

   fiemap after removing file bar:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128 0x2001

After this patch, after deleting bar in both tests, the extent is not
reported with the 0x2000 flag anymore, it gets only the flag 0x1
(which is FIEMAP_EXTENT_LAST):

   $ ./test-1.sh
   fiemap after cloning:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128 0x2001

   fiemap after removing file bar:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128   0x1

   $ ./test-2.sh
   fiemap after cloning:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128 0x2001

   fiemap after removing file bar:
   /mnt/sdj/foo:
    EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
      0: [0..127]:        26624..26751       128   0x1

These tests will later be converted to a test case for fstests.

Fixes: dc046b10c8b7d4 ("Btrfs: make fiemap not blow when you have lots of snapshots")
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: delete stale comments after merge conflict resolution

There are two comments in btrfs_cache_block_group that I left when
resolving conflict between commits ced8ecf026fd8 "btrfs: fix space cache
corruption and potential double allocations" and 527c490f44f6f "btrfs:
delete btrfs_wait_space_cache_v1_finished".

The former reworked the caching logic to wait until the caching ends in
btrfs_cache_block_group while the latter only open coded the waiting.
Both removed btrfs_wait_space_cache_v1_finished, the correct code is
with the waiting and returning error. Thus the conflict resolution was
OK.

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

btrfs: unlock locked extent area if we have contention

In production we hit the following deadlock

task 1 task 2 task 3
------ ------ ------
fiemap(file) falloc(file) fsync(file)
  write(0, 1MiB)
  btrfs_commit_transaction()
    wait_on(!pending_ordered)
  lock(512MiB, 1GiB)
  start_transaction
    wait_on_transaction

  lock(0, 1GiB)
    wait_extent_bit(512MiB)

task 4
------
finish_ordered_extent(0, 1MiB)
  lock(0, 1MiB)
  **DEADLOCK**

This occurs because when task 1 does it's lock, it locks everything from
0-512MiB, and then waits for the 512MiB chunk to unlock.  task 2 will
never unlock because it's waiting on the transaction commit to happen,
the transaction commit is waiting for the outstanding ordered extents,
and then the ordered extent thread is blocked waiting on the 0-1MiB
range to unlock.

To fix this we have to clear anything we've locked so far, wait for the
extent_state that we contended on, and then try to re-lock the entire
range again.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.15+
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: send: update command for protocol version check

For a protocol and command compatibility we have a helper that hasn't
been updated for v3 yet. We use it for verity so update where necessary.

Fixes: 38622010a6de ("btrfs: send: add support for fs-verity")
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: send: allow protocol version 3 with CONFIG_BTRFS_DEBUG

We haven't finalized send stream v3 yet, so gate the send stream version
behind CONFIG_BTRFS_DEBUG as we want some way to test it.

The original verity send did not check the protocol version, so add that
actual protection as well.

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

btrfs: add missing path cache update during fiemap

When looking the stored result for a cached path node, if the stored
result is valid and has a value of true, we must update all the nodes for
all levels below it with a result of true as well. This is necessary when
moving from one leaf in the fs tree to the next one, as well as when
moving from a node at any level to the next node at the same level.

Currently this logic is missing as it was somehow forgotten by a recent
patch with the subject: "btrfs: speedup checking for extent sharedness
during fiemap".

This adds the missing logic, which is the counter part to what we do
when adding a shared node to the cache at store_backref_shared_cache().

Fixes: 12a824dc67a6 ("btrfs: speedup checking for extent sharedness during fiemap")
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: set generation before calling btrfs_clean_tree_block in btrfs_init_new_buffer

syzbot is reporting uninit-value in btrfs_clean_tree_block() [1], for
commit bc877d285ca3dba2 ("btrfs: Deduplicate extent_buffer init code")
missed that btrfs_set_header_generation() in btrfs_init_new_buffer() must
not be moved to after clean_tree_block() because clean_tree_block() is
calling btrfs_header_generation() since commit 55c69072d6bd5be1 ("Btrfs:
Fix extent_buffer usage when nodesize != leafsize").

Since memzero_extent_buffer() will reset "struct btrfs_header" part, we
can't move btrfs_set_header_generation() to before memzero_extent_buffer().
Just re-add btrfs_set_header_generation() before btrfs_clean_tree_block().

Link: https://syzkaller.appspot.com/bug?extid=fba8e2116a12609b6c59
Reported-by: syzbot <syzbot+fba8e2116a12609b6c59@syzkaller.appspotmail.com>
Fixes: bc877d285ca3dba2 ("btrfs: Deduplicate extent_buffer init code")
CC: stable@vger.kernel.org # 4.19+
Signed-off-by: Tetsuo Handa <penguin-kernel@I-love.SAKURA.ne.jp>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: drop extent map range more efficiently

Currently when dropping extent maps for a file range, through
btrfs_drop_extent_map_range(), we do the following non-optimal things:

1) We lookup for extent maps one by one, always starting the search from
   the root of the extent map tree. This is not efficient if we have
   multiple extent maps in the range;

2) We check on every iteration if we have the 'split' and 'split2' spare
   extent maps in case we need to split an extent map that intersects our
   range but also crosses its boundaries (to the left, to the right or
   both cases). If our target range is for example:

       [2M, 8M)

   And we have 3 extents maps in the range:

       [1M, 3M) [3M, 6M) [6M, 10M[

   The on the first iteration we allocate two extent maps for 'split' and
   'split2', and use the 'split' to split the first extent map, so after
   the split we set 'split' to 'split2' and then set 'split2' to NULL.

   On the second iteration, we don't need to split the second extent map,
   but because 'split2' is now NULL, we allocate a new extent map for
   'split2'.

   On the third iteration we need to split the third extent map, so we
   use the extent map pointed by 'split'.

   So we ended up allocating 3 extent maps for splitting, but all we
   needed was 2 extent maps. We never need to allocate more than 2,
   because extent maps that need to be split are always the first one
   and the last one in the target range.

Improve on this by:

1) Using rb_next() to move on to the next extent map. This results in
   iterating over less nodes of the tree and it does not require comparing
   the ranges of nodes to our start/end offset;

2) Allocate the 2 extent maps for splitting before entering the loop and
   never allocate more than 2. In practice it's very rare to have the
   combination of both extent map allocations fail, since we have a
   dedicated slab for extent maps, and also have the need to split two
   extent maps.

This patch is part of a patchset comprised of the following patches:

   btrfs: fix missed extent on fsync after dropping extent maps
   btrfs: move btrfs_drop_extent_cache() to extent_map.c
   btrfs: use extent_map_end() at btrfs_drop_extent_map_range()
   btrfs: use cond_resched_rwlock_write() during inode eviction
   btrfs: move open coded extent map tree deletion out of inode eviction
   btrfs: add helper to replace extent map range with a new extent map
   btrfs: remove the refcount warning/check at free_extent_map()
   btrfs: remove unnecessary extent map initializations
   btrfs: assert tree is locked when clearing extent map from logging
   btrfs: remove unnecessary NULL pointer checks when searching extent maps
   btrfs: remove unnecessary next extent map search
   btrfs: avoid pointless extent map tree search when flushing delalloc
   btrfs: drop extent map range more efficiently

And the following fio test was done before and after applying the whole
patchset, on a non-debug kernel (Debian's default kernel config) on a 12
cores Intel box with 64G of ram:

   $ cat test.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/nvme0n1
   MNT=/mnt/nvme0n1
   MOUNT_OPTIONS="-o ssd"
   MKFS_OPTIONS="-R free-space-tree -O no-holes"

   cat <<EOF > /tmp/fio-job.ini
   [writers]
   rw=randwrite
   fsync=8
   fallocate=none
   group_reporting=1
   direct=0
   bssplit=4k/20:8k/20:16k/20:32k/10:64k/10:128k/5:256k/5:512k/5:1m/5
   ioengine=psync
   filesize=2G
   runtime=300
   time_based
   directory=$MNT
   numjobs=8
   thread
   EOF

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

   echo
   echo "Using config:"
   echo
   cat /tmp/fio-job.ini
   echo

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

   fio /tmp/fio-job.ini

   umount $MNT

Result before applying the patchset:

   WRITE: bw=197MiB/s (206MB/s), 197MiB/s-197MiB/s (206MB/s-206MB/s), io=57.7GiB (61.9GB), run=300188-300188msec

Result after applying the patchset:

   WRITE: bw=203MiB/s (213MB/s), 203MiB/s-203MiB/s (213MB/s-213MB/s), io=59.5GiB (63.9GB), run=300019-300019msec

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

btrfs: avoid pointless extent map tree search when flushing delalloc

When flushing delalloc, in COW mode at cow_file_range(), before entering
the loop that allocates extents and creates ordered extents, we do a call
to btrfs_drop_extent_map_range() for the whole range. This is pointless
because in the loop we call create_io_em(), which will also call
btrfs_drop_extent_map_range() before inserting the new extent map.

So remove that call at cow_file_range() not only because it is not needed,
but also because it will make the btrfs_drop_extent_map_range() calls made
from create_io_em() waste time searching the extent map tree, and that
tree can be large for files with many extents. It also makes us waste time
at btrfs_drop_extent_map_range() allocating and freeing the split extent
maps for nothing.

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

btrfs: remove unnecessary next extent map search

At __tree_search(), and its single caller __lookup_extent_mapping(), there
is no point in finding the next extent map that starts after the search
offset if we were able to find the previous extent map that ends before
our search offset, because __lookup_extent_mapping() ignores the next
acceptable extent map if we were able to find the previous one.

So just return immediately if we were able to find the previous extent
map, therefore avoiding wasting time iterating the tree looking for the
next extent map which will not be used by __lookup_extent_mapping().

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

btrfs: remove unnecessary NULL pointer checks when searching extent maps

The previous and next pointer arguments passed to __tree_search() are
never NULL as the only caller of this function, __lookup_extent_mapping(),
always passes the address of two on stack pointers. So remove the NULL
checks and add assertions to verify the pointers.

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

btrfs: assert tree is locked when clearing extent map from logging

When calling clear_em_logging() we should have a write lock on the extent
map tree, as we will try to merge the extent map with the previous and
next ones in the tree. So assert that we have a write lock.

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

btrfs: remove unnecessary extent map initializations

When allocating an extent map, we use kmem_cache_zalloc() which guarantees
the returned memory is initialized to zeroes, therefore it's pointless
to initialize the generation and flags of the extent map to zero again.

Remove those initializations, as they are pointless and slightly increase
the object text size.

Before removing them:

   $ size fs/btrfs/extent_map.o
      text    data     bss     dec     hex filename
      9241     274      24    9539    2543 fs/btrfs/extent_map.o

After removing them:

   $ size fs/btrfs/extent_map.o
      text    data     bss     dec     hex filename
      9209     274      24    9507    2523 fs/btrfs/extent_map.o

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

btrfs: remove the refcount warning/check at free_extent_map()

At free_extent_map(), it's pointless to have a WARN_ON() to check if the
refcount of the extent map is zero. Such check is already done by the
refcount_t module and refcount_dec_and_test(), which loudly complains if
we try to decrement a reference count that is currently 0.

The WARN_ON() dates back to the time when used a regular atomic_t type
for the reference counter, before we switched to the refcount_t type.
The main goal of the refcount_t type/module is precisely to catch such
types of bugs and loudly complain if they happen.

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

btrfs: add helper to replace extent map range with a new extent map

We have several places that need to drop all the extent maps in a given
file range and then add a new extent map for that range. Currently they
call btrfs_drop_extent_map_range() to delete all extent maps in the range
and then keep trying to add the new extent map in a loop that keeps
retrying while the insertion of the new extent map fails with -EEXIST.

So instead of repeating this logic, add a helper to extent_map.c that
does these steps and name it btrfs_replace_extent_map_range(). Also add
a comment about why the retry loop is necessary.

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

btrfs: move open coded extent map tree deletion out of inode eviction

Move the loop that removes all the extent maps from the inode's extent
map tree during inode eviction out of inode.c and into extent_map.c, to
btrfs_drop_extent_map_range(). Anything manipulating extent maps or the
extent map tree should be in extent_map.c.

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

btrfs: use cond_resched_rwlock_write() during inode eviction

At evict_inode_truncate_pages(), instead of manually checking if
rescheduling is needed, then unlock the extent map tree, reschedule and
then write lock again the tree, use the helper cond_resched_rwlock_write()
which does all that.

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

btrfs: use extent_map_end() at btrfs_drop_extent_map_range()

Instead of open coding the end offset calculation of an extent map, use
the helper extent_map_end() and cache its result in a local variable,
since it's used several times.

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

btrfs: move btrfs_drop_extent_cache() to extent_map.c

The function btrfs_drop_extent_cache() doesn't really belong at file.c
because what it does is drop a range of extent maps for a file range.
It directly allocates and manipulates extent maps, by dropping,
splitting and replacing them in an extent map tree, so it should be
located at extent_map.c, where all manipulations of an extent map tree
and its extent maps are supposed to be done.

So move it out of file.c and into extent_map.c. Additionally do the
following changes:

1) Rename it into btrfs_drop_extent_map_range(), as this makes it more
   clear about what it does. The term "cache" is a bit confusing as it's
   not widely used, "extent maps" or "extent mapping" is much more common;

2) Change its 'skip_pinned' argument from int to bool;

3) Turn several of its local variables from int to bool, since they are
   used as booleans;

4) Move the declaration of some variables out of the function's main
   scope and into the scopes where they are used;

5) Remove pointless assignment of false to 'modified' early in the while
   loop, as later that variable is set and it's not used before that
   second assignment;

6) Remove checks for NULL before calling free_extent_map().

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

btrfs: fix missed extent on fsync after dropping extent maps

When dropping extent maps for a range, through btrfs_drop_extent_cache(),
if we find an extent map that starts before our target range and/or ends
before the target range, and we are not able to allocate extent maps for
splitting that extent map, then we don't fail and simply remove the entire
extent map from the inode's extent map tree.

This is generally fine, because in case anyone needs to access the extent
map, it can just load it again later from the respective file extent
item(s) in the subvolume btree. However, if that extent map is new and is
in the list of modified extents, then a fast fsync will miss the parts of
the extent that were outside our range (that needed to be split),
therefore not logging them. Fix that by marking the inode for a full
fsync. This issue was introduced after removing BUG_ON()s triggered when
the split extent map allocations failed, done by commit 7014cdb49305ed
("Btrfs: btrfs_drop_extent_cache should never fail"), back in 2012, and
the fast fsync path already existed but was very recent.

Also, in the case where we could allocate extent maps for the split
operations but then fail to add a split extent map to the tree, mark the
inode for a full fsync as well. This is not supposed to ever fail, and we
assert that, but in case assertions are disabled (CONFIG_BTRFS_ASSERT is
not set), it's the correct thing to do to make sure a fast fsync will not
miss a new extent.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.15+
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove stale prototype of btrfs_write_inode

This function no longer exists, was removed in 3c4276936f6f ("Btrfs: fix
btrfs_write_inode vs delayed iput deadlock").

Signed-off-by: Jeff Layton <jlayton@kernel.org>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: enable nowait async buffered writes

Enable nowait async buffered writes in btrfs_do_write_iter() and
btrfs_file_open().

In this version encoded buffered writes have the optimization not
enabled. Encoded writes are enabled by using an ioctl. io_uring
currently does not support ioctls. This might be enabled in the future.

Performance results:

  For fio the following results have been obtained with a queue depth of
  1 and 4k block size (runtime 600 secs):

                 sequential writes:
                 without patch           with patch      libaio     psync
  iops:              55k                    134k          117K       148K
  bw:               221MB/s                 538MB/s       469MB/s    592MB/s
  clat:           15286ns                    82ns         994ns     6340ns

For an io depth of 1, the new patch improves throughput by over two
times (compared to the existing behavior, where buffered writes are
processed by an io-worker process) and also the latency is considerably
reduced. To achieve the same or better performance with the existing
code an io depth of 4 is required.  Increasing the iodepth further does
not lead to improvements.

The tests have been run like this:

./fio --name=seq-writers --ioengine=psync --iodepth=1 --rw=write \
  --bs=4k --direct=0 --size=100000m --time_based --runtime=600   \
  --numjobs=1 --filename=...
./fio --name=seq-writers --ioengine=io_uring --iodepth=1 --rw=write \
  --bs=4k --direct=0 --size=100000m --time_based --runtime=600   \
  --numjobs=1 --filename=...
./fio --name=seq-writers --ioengine=libaio --iodepth=1 --rw=write \
  --bs=4k --direct=0 --size=100000m --time_based --runtime=600   \
  --numjobs=1 --filename=...

Testing:
  This patch has been tested with xfstests, fsx, fio. xfstests shows no new
  diffs compared to running without the patch series.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: assert nowait mode is not used for some btree search functions

Adds nowait asserts to btree search functions which are not used by
buffered IO and direct IO paths.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: make btrfs_buffered_write nowait compatible

We need to avoid unconditionally calling balance_dirty_pages_ratelimited
as it could wait for some reason. Use balance_dirty_pages_ratelimited_flags
with the BDP_ASYNC in case the buffered write is nowait, returning
EAGAIN eventually.

It also moves the function after the again label. This can cause the
function to be called a bit later, but this should have no impact in the
real world.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: plumb NOWAIT through the write path

We have everywhere setup for nowait, plumb NOWAIT through the write path.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: make lock_and_cleanup_extent_if_need nowait compatible

Add the nowait parameter to lock_and_cleanup_extent_if_need(). If the
nowait parameter is specified we try to lock the extent in nowait mode.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: make prepare_pages nowait compatible

Add nowait parameter to the prepare_pages function. In case nowait is
specified for an async buffered write request, do a nowait allocation or
return -EAGAIN.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: make btrfs_check_nocow_lock nowait compatible

Now all the helpers that btrfs_check_nocow_lock uses handle nowait, add
a nowait flag to btrfs_check_nocow_lock so it can be used by the write
path.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: add btrfs_try_lock_ordered_range

For IOCB_NOWAIT we're going to want to use try lock on the extent lock,
and simply bail if there's an ordered extent in the range because the
only choice there is to wait for the ordered extent to complete.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: add the ability to use NO_FLUSH for data reservations

In order to accommodate NOWAIT IOCB's we need to be able to do NO_FLUSH
data reservations, so plumb this through the delalloc reservation
system.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: make can_nocow_extent nowait compatible

If we have NOWAIT specified on our IOCB and we're writing into a
PREALLOC or NOCOW extent then we need to be able to tell
can_nocow_extent that we don't want to wait on any locks or metadata IO.
Fix can_nocow_extent to allow for NOWAIT.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: implement a nowait option for tree searches

For NOWAIT IOCBs we'll need a way to tell search to not wait on locks
or anything.  Accomplish this by adding a path->nowait flag that will
use trylocks and skip reading of metadata, returning -EAGAIN in either
of these cases.  For now we only need this for reads, so only the read
side is handled.  Add an ASSERT() to catch anybody trying to use this
for writes so they know they'll have to implement the write side.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

mm: export balance_dirty_pages_ratelimited_flags()

Export the function balance_dirty_pages_ratelimited_flags(). It is now
also called from btrfs.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Stefan Roesch <shr@fb.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: relax block-group-tree feature dependency checks

[BUG]
When one user did a wrong attempt to clear block group tree, which can
not be done through mount option, by using "-o clear_cache,space_cache=v2",
it will cause the following error on a fs with block-group-tree feature:

  BTRFS info (device dm-1): force clearing of disk cache
  BTRFS info (device dm-1): using free space tree
  BTRFS info (device dm-1): clearing free space tree
  BTRFS info (device dm-1): clearing compat-ro feature flag for FREE_SPACE_TREE (0x1)
  BTRFS info (device dm-1): clearing compat-ro feature flag for FREE_SPACE_TREE_VALID (0x2)
  BTRFS error (device dm-1): block-group-tree feature requires fres-space-tree and no-holes
  BTRFS error (device dm-1): super block corruption detected before writing it to disk
  BTRFS: error (device dm-1) in write_all_supers:4318: errno=-117 Filesystem corrupted (unexpected superblock corruption detected)
  BTRFS warning (device dm-1: state E): Skipping commit of aborted transaction.

[CAUSE]
Although the dependency for block-group-tree feature is just an
artificial one (to reduce test matrix), we put the dependency check into
btrfs_validate_super().

This is too strict, and during space cache clearing, we will have a
window where free space tree is cleared, and we need to commit the super
block.

In that window, we had block group tree without v2 cache, and triggered
the artificial dependency check.

This is not necessary at all, especially for such a soft dependency.

[FIX]
Introduce a new helper, btrfs_check_features(), to do all the runtime
limitation checks, including:

- Unsupported incompat flags check

- Unsupported compat RO flags check

- Setting missing incompat flags

- Artificial feature dependency checks
  Currently only block group tree will rely on this.

- Subpage runtime check for v1 cache

With this helper, we can move quite some checks from
open_ctree()/btrfs_remount() into it, and just call it after
btrfs_parse_options().

Now "-o clear_cache,space_cache=v2" will not trigger the above error
anymore.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ edit messages ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move end_io_func argument to btrfs_bio_ctrl structure

For function submit_extent_page() and alloc_new_bio(), we have an
argument @end_io_func to indicate the end io function.

But that function never change inside any call site of them, thus no
need to pass the pointer around everywhere.

There is a better match for the lifespan of all the call sites, as we
have btrfs_bio_ctrl structure, thus we can put the endio function
pointer there, and grab the pointer every time we allocate a new bio.

Also add extra ASSERT()s to make sure every call site of
submit_extent_page() and alloc_new_bio() has properly set the pointer
inside btrfs_bio_ctrl.

This removes one argument from the already long argument list of
submit_extent_page().

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

btrfs: switch page and disk_bytenr argument position for submit_extent_page()

Normally we put (page, pg_len, pg_offset) arguments together, just like
what __bio_add_page() does.

But in submit_extent_page(), what we got is, (page, disk_bytenr, pg_len,
pg_offset), which sometimes can be confusing.

Change the order to (disk_bytenr, page, pg_len, pg_offset) to make it
to follow the common schema.

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

btrfs: update the comment for submit_extent_page()

Since commit 390ed29b817e ("btrfs: refactor submit_extent_page() to make
bio and its flag tracing easier"), we are using bio_ctrl structure to
replace some of arguments of submit_extent_page().

But unfortunately that commit didn't update the comment for
submit_extent_page(), thus some arguments are stale like:

- bio_ret
- mirror_num
  Those are all contained in bio_ctrl now.

- prev_bio_flags
  We no longer use this flag to determine if we can merge bios.

Update the comment for submit_extent_page() to keep it up-to-date.

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

btrfs: add struct declarations in dev-replace.h

dev-replace.h just has function prototypes for device replace, however
if you happen to include it in the wrong order you'll get compile errors
because of different structures not being defined.  Since these are just
pointer args to functions we can declare them at the top in order to
reduce the pain of using the header.

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

btrfs: use a runtime flag to indicate an inode is a free space inode

We always check the root of an inode as well as it's inode number to
determine if it's a free space inode.  This is problematic as the helper
is in a header file where it doesn't have the fs_info definition.  To
avoid this and make the check a little cleaner simply add a flag to the
runtime_flags to indicate that the inode is a free space inode, set that
when we create the inode, and then change the helper to check for this
flag.

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

btrfs: open code and remove btrfs_insert_inode_hash helper

This exists to insert the btree_inode in the super blocks inode hash
table.  Since it's only used for the btree inode move the code to where
we use it in disk-io.c and remove the helper.

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

btrfs: open code and remove btrfs_inode_sectorsize helper

This is defined in btrfs_inode.h, and dereferences btrfs_root and
btrfs_fs_info, both of which aren't defined in btrfs_inode.h.
Additionally, in many places we already have root or fs_info, so this
helper often makes the code harder to read.  So delete the helper and
simply open code it in the few places that we use it.

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

btrfs: move btrfs_ordered_sum_size into file-item.c

This is defined in ordered-data.h, but is only used in file-item.c.
Move this to file-item.c as it doesn't need to be global.

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

btrfs: move the fs_info related helpers closer to fs_info in ctree.h

This is purely cosmetic, to make it straightforward to copy and paste
the definition and helpers from ctree.h into fs.h.  These are helpers
that act directly on the fs_info, and were scattered throughout ctree.h.
Move them directly below the fs_info definition to make it easier to
move them later.  This includes the exclop prototypes, which shares an
enum that's used in struct btrfs_fs_info as well.

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

btrfs: move btrfs_csum_ptr to inode.c

This helper is only used in inode.c, move it locally to that file
instead of defining it in ctree.h.

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

btrfs: move fs_info forward declarations to the top of ctree.h

In order to make it more straightforward to move the fs_info struct and
it's related structures, move the struct declarations to the top of
ctree.h.  This will make it easier to clean up after the fact.

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

btrfs: move btrfs_swapfile_pin into volumes.h

This isn't a great spot for this, but one of the swapfile helper
functions is in volumes.c, so move the struct to volumes.h.  In the
future when we have better separation of code there will be a more
natural spot for this.

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

btrfs: move btrfs_pinned_by_swapfile prototype into volumes.h

This is defined in volumes.c, move the prototype into volumes.h.

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

btrfs: move btrfs_init_async_reclaim_work prototype to space-info.h

The code for this helper is in space-info.c, move the prototype to
space-info.h.

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

btrfs: move btrfs_full_stripe_locks_tree into block-group.h

This is actually embedded in struct btrfs_block_group, so move this
definition to block-group.h, and then open-code the init of the tree
where we init the rest of the block group instead of using a helper.

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

btrfs: move btrfs_caching_type to block-group.h

This is a block group related definition, move it into block-group.h.

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

btrfs: stop tracking failed reads in the I/O tree

There is a separate I/O failure tree to track the fail reads, so remove
the extra EXTENT_DAMAGED bit in the I/O tree as it's set but never used.

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

btrfs: remove is_data_inode() checks in extent-io-tree.c

We're only initializing extent_io_tree's with a private data if we're a
normal inode, so we don't need this extra check.

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

btrfs: don't init io tree with private data for non-inodes

We only use this for normal inodes, so don't set it if we're not a
normal inode.

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

btrfs: replace delete argument with EXTENT_CLEAR_ALL_BITS

Instead of taking up a whole argument to indicate we're clearing
everything in a range, simply add another EXTENT bit to control this,
and then update all the callers to drop this argument from the
clear_extent_bit variants.

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

btrfs: don't clear CTL bits when trying to release extent state

When trying to release the extent states due to memory pressure we'll
set all the bits except LOCKED, NODATASUM, and DELALLOC_NEW.  This
includes some of the CTL bits, which isn't really a problem but isn't
correct either.  Exclude the CTL bits from this clearing.

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

btrfs: get rid of extent_io_tree::dirty_bytes

This was used as an optimization for count_range_bits(EXTENT_DIRTY),
which was used by the failed record code.  However this was removed in
this series by patch "btrfs: convert the io_failure_tree to a plain
rb_tree" which was the last user of this optimization.  Remove the
->dirty_bytes as nobody cares anymore.

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

btrfs: remove extent_io_tree::track_uptodate

Since commit 78361f64ff42 ("btrfs: remove unnecessary EXTENT_UPTODATE
state in buffered I/O path") we no longer check ->track_uptodate, remove
it.

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

btrfs: unify the lock/unlock extent variants

We have two variants of lock/unlock extent, one set that takes a cached
state, another that does not.  This is slightly annoying, and generally
speaking there are only a few places where we don't have a cached state.
Simplify this by making lock_extent/unlock_extent the only variant and
make it take a cached state, then convert all the callers appropriately.

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

btrfs: drop extent_changeset from set_extent_bit

The only places that set extent_changeset is set_record_extent_bits,
everywhere else sets it to NULL.  Drop this argument from
set_extent_bit.

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

btrfs: remove failed_start argument from set_extent_bit

This is only used for internal locking related helpers, everybody else
just passes in NULL.  I've changed set_extent_bit to __set_extent_bit
and made it static, removed failed_start from set_extent_bit and have it
call __set_extent_bit with a NULL failed_start, and I've moved some code
down below the now static __set_extent_bit.

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

btrfs: remove the wake argument from clear_extent_bits

This is only used in the case that we are clearing EXTENT_LOCKED, so
infer this value from the bits passed in instead of taking it as an
argument.

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

btrfs: drop exclusive_bits from set_extent_bit

This is only ever set if we have EXTENT_LOCKED set, so simply push this
into the function itself and remove the function argument.

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

btrfs: move extent io tree unrelated prototypes to their appropriate header

These prototypes have nothing to do with the extent_io_tree helpers,
move them to their appropriate header.

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

btrfs: use next_state/prev_state in merge_state

We use rb_next/rb_prev and then get the entry for the adjacent items in
an extent io tree.  We have helpers for this, so convert merge_state to
use next_state/prev_state and simplify the code.

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

btrfs: make tree_search_prev_next return extent_state's

Instead of doing the rb_entry again once we return from this function,
simply return the actual states themselves, and then clean up the only
user of this helper to handle states instead of nodes.

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

btrfs: make tree_search_for_insert return extent_state

We use this to search for an extent state, or return the nodes we need
to insert a new extent state.  This means we have the following pattern

node = tree_search_for_insert();
if (!node) {
/* alloc and insert. */
goto again;
}
state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);

we don't use the node for anything else.  Making
tree_search_for_insert() return the extent_state means we can drop the
rb_node and clean this up by eliminating the rb_entry.

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

btrfs: make tree_search return struct extent_state

We have a consistent pattern of

n = tree_search();
if (!n)
goto out;
state = rb_entry(n, struct extent_state, rb_node);
while (state) {
/* do something. */
}

which is a bit redundant.  If we make tree_search return the state we
can simply have

state = tree_search();
while (state) {
/* do something. */
}

which cleans up the code quite a bit.

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

btrfs: use next_state instead of rb_next where we can

We can simplify a lot of these functions where we have to cycle through
extent_state's by simply using next_state() instead of rb_next().  In
many spots this allows us to do things like

while (state) {
/* whatever */
state = next_state(state);
}

instead of

while (1) {
state = rb_entry(n, struct extent_state, rb_node);
n = rb_next(n);
if (!n)
break;
}

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

btrfs: remove struct tree_entry in extent-io-tree.c

This existed when we overloaded the tree manipulation functions for both
the extent_io_tree and the extent buffer tree.  However the extent
buffers are now stored in a radix tree, so we no longer need this
abstraction.  Remove struct tree_entry and use extent_state directly
instead.

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

btrfs: unexport all the temporary exports for extent-io-tree.c

Now that we've moved everything we can unexport all the temporary
exports, move the random helpers, and mark everything as static again.

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

btrfs: unexport btrfs_debug_check_extent_io_range

We no longer need to export this as all users are in extent-io-tree.c,
remove it from the header and put it into extent-io-tree.c.

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

btrfs: move core extent_io_tree functions to extent-io-tree.c

This is still huge, but unfortunately I cannot make it smaller without
renaming tree_search() and changing all the callers to use the new name,
then moving those chunks and then changing the name back.  This feels
like too much churn for code movement, so I've limited this to only
things that called tree_search().  With this patch all of the
extent_io_tree code is now in extent-io-tree.c.

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

btrfs: move a few exported extent_io_tree helpers to extent-io-tree.c

These are the last few helpers that do not rely on tree_search() and
who's other helpers are exported and in extent-io-tree.c already.  Move
these across now in order to make the core move smaller.

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

btrfs: temporarily export and then move extent state helpers

In order to avoid moving all of the related code at once temporarily
export all of the extent state related helpers.  Then move these helpers
into extent-io-tree.c.  We will clean up the exports and make them
static in followup patches.

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

btrfs: temporarily export and move core extent_io_tree tree functions

A lot of the various internals of extent_io_tree call these two
functions for insert or searching the rb tree for entries, so
temporarily export them and then move them to extent-io-tree.c.  We
can't move tree_search() without renaming it, and I don't want to
introduce a bunch of churn just to do that, so move these functions
first and then we can move a few big functions and then the remaining
users of tree_search().

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

btrfs: move btrfs_debug_check_extent_io_range into extent-io-tree.c

This helper is used by a lot of the core extent_io_tree helpers, so
temporarily export it and move it into extent-io-tree.c in order to make
it straightforward to migrate the helpers in batches.

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

btrfs: export wait_extent_bit

This is used by the subpage code in addition to lock_extent_bits, so
export it so we can move it out of extent_io.c

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

btrfs: move simple extent bit helpers out of extent_io.c

These are just variants and wrappers around the actual work horses of
the extent state.  Extract these out of extent_io.c.

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

btrfs: convert BUG_ON(EXTENT_BIT_LOCKED) checks to ASSERT's

We only call these functions from the qgroup code which doesn't call
with EXTENT_BIT_LOCKED.  These are BUG_ON()'s that exist to keep us
developers from using these functions with EXTENT_BIT_LOCKED, so convert
them to ASSERT()'s.

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

btrfs: move extent state init and alloc functions to their own file

Start cleaning up extent_io.c by moving the extent state code out of it.
This patch starts with the extent state allocation code and the
extent_io_tree init code.

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

btrfs: temporarily export alloc_extent_state helpers

We're going to move this code in stages, but while we're doing that we
need to export these helpers so we can more easily move the code into
the new file.

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

btrfs: separate out the eb and extent state leak helpers

Currently we have the add/del functions generic so that we can use them
for both extent buffers and extent states.  We want to separate this
code however, so separate these helpers into per-object helpers in
anticipation of the split.

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

btrfs: separate out the extent state and extent buffer init code

In order to help separate the extent buffer from the extent io tree code
we need to break up the init functions.

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

btrfs: use find_first_extent_bit in btrfs_clean_io_failure

Currently we're using find_first_extent_bit_state to check if our state
contains the given failrec range, however this is more of an internal
extent_io_tree helper, and is technically unsafe to use because we're
accessing the state outside of the extent_io_tree lock.

Instead use the normal helper find_first_extent_bit which returns the
range of the extent state we find in find_first_extent_bit_state and use
that to do our sanity checking.

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

btrfs: convert the io_failure_tree to a plain rb_tree

We still have this oddity of stashing the io_failure_record in the
extent state for the io_failure_tree, which is leftover from when we
used to stuff private pointers in extent_io_trees.

However this doesn't make a lot of sense for the io failure records, we
can simply use a normal rb_tree for this.  This will allow us to further
simplify the extent_io_tree code by removing the io_failure_rec pointer
from the extent state.

Convert the io_failure_tree to an rb tree + spinlock in the inode, and
then use our rb tree simple helpers to insert and find failed records.
This greatly cleans up this code and makes it easier to separate out the
extent_io_tree code.

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

btrfs: unexport internal failrec functions

These are internally used functions and are not used outside of
extent_io.c.

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

btrfs: rename clean_io_failure and remove extraneous args

This is exported, so rename it to btrfs_clean_io_failure.  Additionally
we are passing in the io tree's and such from the inode, so instead of
doing all that simply pass in the inode itself and get all the
components we need directly inside of btrfs_clean_io_failure.

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

btrfs: add KCSAN annotations for unlocked access to block_rsv->full

KCSAN reports that there's unlocked access mixed with locked access,
which is technically correct but is not a bug.  To avoid false alerts at
least from KCSAN, add annotation and use a wrapper whenever ->full is
accessed for read outside of lock.

It is used as a fast check and only advisory.  In the worst case the
block reserve is found !full and becomes full in the meantime, but
properly handled.

Depending on the value of ->full, btrfs_block_rsv_release decides
where to return the reservation, and block_rsv_release_bytes handles a
NULL pointer for block_rsv and if it's not NULL then it double checks
the full status under a lock.

Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/CAAwBoOJDjei5Hnem155N_cJwiEkVwJYvgN-tQrwWbZQGhFU=cA@mail.gmail.com/
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/YvHU/vsXd7uz5V6j@hungrycats.org
Reported-by: Zygo Blaxell <ce3g8jdj@umail.furryterror.org>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove useless used space increment during space reservation

At space-info.c:__reserve_bytes(), we increment the 'used' variable, but
then we don't use the variable anymore, making the increment pointless.
The increment became useless with commit 2e294c60497f29 ("btrfs: simplify
the logic in need_preemptive_flushing"), so just remove it.

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>

btrfs: zoned: refactor device checks in btrfs_check_zoned_mode

btrfs_check_zoned_mode is really hard to follow, mostly due to the
fact that a lot of the checks use duplicate conditions after support
for zone emulation for conventional devices on file systems with the
ZONED flag was added.  Fix this by factoring out the check for host
managed devices for !ZONED file systems into a separate helper and
then simplifying the rest of the code.

Reviewed-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: qgroup: fix a typo in a comment

Add a missing 'r'.  s/qgoup/qgroup/ . Codespell does not catch that for
some reason.

Signed-off-by: Christophe JAILLET <christophe.jaillet@wanadoo.fr>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove btrfs_bit_radix_cachep declaration

btrfs_bit_radix_cachep has been removed since
commit 45c06543afe2 ("Btrfs: remove unused btrfs_bit_radix slab"),
so remove it.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Gaosheng Cui <cuigaosheng1@huawei.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: skip subtree scan if it's too high to avoid low stall in btrfs_commit_transaction()

Btrfs qgroup has a long history of bringing performance penalty in
btrfs_commit_transaction().

Although we tried our best to migrate such impact, there is still an
unsolved call site, btrfs_drop_snapshot().

This function will find the highest shared tree block and modify its
extent ownership to do a subvolume/snapshot dropping.

Such change will affect the whole subtree, and cause tons of qgroup
dirty extents and stall btrfs_commit_transaction().

To avoid such problem, here we introduce a new sysfs interface,
/sys/fs/btrfs/<uuid>/qgroups/drop_subptree_threshold, to determine at
whether and at which level we should skip qgroup accounting for subtree
dropping.

The default value is BTRFS_MAX_LEVEL, thus every subtree drop will go
through qgroup accounting, to ensure qgroup numbers are kept as
consistent as possible.

While for performance sensitive cases, add a way to change the values to
more reasonable values like 3, to make any subtree, which is at or higher
than level 3, to mark qgroup inconsistent and skip the accounting.

The cost is obvious, the qgroup number is no longer consistent, but at
least performance is more reasonable, and users have the control.

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