btrfs: move mount option definitions to fs.h

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

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

btrfs: convert incompat and compat flag test helpers to macros

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

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

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

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

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

btrfs: push printk index code into their respective helpers

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

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

btrfs: move the printk helpers out of ctree.h

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

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

btrfs: move assert helpers out of ctree.h

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

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

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

btrfs: move fs wide helpers out of ctree.h

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

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

btrfs: send add define for v2 buffer size

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

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

btrfs: simplify generation check in btrfs_get_dentry

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

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

btrfs: auto enable discard=async when possible

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

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

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

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

btrfs: sysfs: convert remaining scnprintf to sysfs_emit

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

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

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

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

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

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

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

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

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

btrfs: remove unused unlock_extent_atomic

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

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

btrfs: do not use GFP_ATOMIC in the read endio

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

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

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

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

[BACKGROUND]

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

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

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

[ENHANCEMENT]

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

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

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

[BENCHMARK]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

The result looks like this:

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

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

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

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

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

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

btrfs: convert __TRANS_* defines to enum bits

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

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

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

btrfs: convert QGROUP_* defines to enum bits

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

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

btrfs: convert EXTENT_* bits to enums

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

btrfs: convert extent_io page op defines to enum bits

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

btrfs: convert BTRFS_ILOCK-* defines to enum bit

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

btrfs: add helper for bit enumeration

Define helper macro that can be used in enum {} to utilize the automatic
increment to define all bits without directly defining the values or
using additional linear bits.

1. capture the sequence value, N
2. use the value to define the given enum with N-th bit set
3. reset the sequence back to N

Use for enums that do not require fixed values for symbolic names (like
for on-disk structures):

enum {
ENUM_BIT(FIRST),
ENUM_BIT(SECOND),
ENUM_BIT(THIRD)
};

Where the values would be 0x1, 0x2 and 0x4.

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

btrfs: make module init/exit match their sequence

[BACKGROUND]
In theory init_btrfs_fs() and exit_btrfs_fs() should match their
sequence, thus normally they should look like this:

    init_btrfs_fs()   |   exit_btrfs_fs()
----------------------+------------------------
    init_A();         |
    init_B();         |
    init_C();         |
                      |   exit_C();
                      |   exit_B();
                      |   exit_A();

So is for the error path of init_btrfs_fs().

But it's not the case, some exit functions don't match their init
functions sequence in init_btrfs_fs().

Furthermore in init_btrfs_fs(), we need to have a new error label for
each new init function we added.  This is not really expandable,
especially recently we may add several new functions to init_btrfs_fs().

[ENHANCEMENT]
The patch will introduce the following things to enhance the situation:

- struct init_sequence
  Just a wrapper of init and exit function pointers.

  The init function must use int type as return value, thus some init
  functions need to be updated to return 0.

  The exit function can be NULL, as there are some init sequence just
  outputting a message.

- struct mod_init_seq[] array
  This is a const array, recording all the initialization we need to do
  in init_btrfs_fs(), and the order follows the old init_btrfs_fs().

- bool mod_init_result[] array
  This is a bool array, recording if we have initialized one entry in
  mod_init_seq[].

  The reason to split mod_init_seq[] and mod_init_result[] is to avoid
  section mismatch in reference.

  All init function are in .init.text, but if mod_init_seq[] records
  the @initialized member it can no longer be const, thus will be put
  into .data section, and cause modpost warning.

For init_btrfs_fs() we just call all init functions in their order in
mod_init_seq[] array, and after each call, setting corresponding
mod_init_result[] to true.

For exit_btrfs_fs() and error handling path of init_btrfs_fs(), we just
iterate mod_init_seq[] in reverse order, and skip all uninitialized
entry.

With this patch, init_btrfs_fs()/exit_btrfs_fs() will be much easier to
expand and will always follow the strict order.

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

btrfs: remove gfp_t flag from btrfs_tree_mod_log_insert_key()

All callers of btrfs_tree_mod_log_insert_key() are now passing a GFP_NOFS
flag to it, so remove the flag from it and from alloc_tree_mod_elem() and
use it directly within alloc_tree_mod_elem().

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

btrfs: switch GFP_ATOMIC to GFP_NOFS when fixing up low keys

When fixing up the first key of each node above the current level, at
fixup_low_keys(), we are doing a GFP_ATOMIC allocation for inserting an
operation record for the tree mod log. However we can do just fine with
GFP_NOFS nowadays. The need for GFP_ATOMIC was for the old days when we
had custom locks with spinning behaviour for extent buffers and we were
in spinning mode while at fixup_low_keys(). Now we use rw semaphores for
extent buffer locks, so we can safely use GFP_NOFS.

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

btrfs: re-check reclaim condition in reclaim worker

I have observed the following case play out and lead to unnecessary
relocations:

1. write a file across multiple block groups
2. delete the file
3. several block groups fall below the reclaim threshold
4. reclaim the first, moving extents into the others
5. reclaim the others which are now actually very full, leading to poor
   reclaim behavior with lots of writing, allocating new block groups,
   etc.

I believe the risk of missing some reasonable reclaims is worth it
when traded off against the savings of avoiding overfull reclaims.

Going forward, it could be interesting to make the check more advanced
(zoned aware, fragmentation aware, etc...) so that it can be a really
strong signal both at extent delete and reclaim time.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: skip reclaim if block_group is empty

As we delete extents from a block group, at some deletion we cross below
the reclaim threshold. It is possible we are still in the middle of
deleting more extents and might soon hit 0. If the block group is empty
by the time the reclaim worker runs, we will still relocate it.

This works just fine, as relocating an empty block group ultimately
results in properly deleting it. However, we have more direct ways of
removing empty block groups in the cleaner thread. Those are either
async discard or the unused_bgs list. In fact, when we decide whether to
relocate a block group during extent deletion, we do check for emptiness
and prefer the discard/unused_bgs mechanisms when possible.

Not using relocation for this case reduces some modest overhead from
empty bg relocation:

- extra transactions
- extra metadata use/churn for creating relocation metadata
- trying to read the extent tree to look for extents (and in this case
  finding none)

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Boris Burkov <boris@bur.io>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: avoid unnecessary resolution of indirect backrefs during fiemap

During fiemap, when determining if a data extent is shared or not, if we
don't find the extent is directly shared, then we need to determine if
it's shared through subtrees. For that we need to resolve the indirect
reference we found in order to figure out the path in the inode's fs tree,
which is a path starting at the fs tree's root node and going down to the
leaf that contains the file extent item that points to the data extent.
We then proceed to determine if any extent buffer in that path is shared
with other trees or not.

However when the generation of the data extent is more recent than the
last generation used to snapshot the root, we don't need to determine
the path, since the data extent can not be shared through snapshots.
For this case we currently still determine the leaf of that path (at
find_parent_nodes(), but then stop determining the other nodes in the
path (at btrfs_is_data_extent_shared()) as it's pointless.

So do the check of the data extent's generation earlier, at
find_parent_nodes(), before trying to resolve the indirect reference to
determine the leaf in the path. This saves us from doing one expensive
b+tree search in the fs tree of our target inode, as well as other minor
work.

The following test was run on a non-debug kernel (Debian's default kernel
config):

   $ cat test-fiemap.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/sdi
   MNT=/mnt/sdi

   umount $DEV &> /dev/null
   mkfs.btrfs -f $DEV
   # Use compression to quickly create files with a lot of extents
   # (each with a size of 128K).
   mount -o compress=lzo $DEV $MNT

   # 40G gives 327680 extents, each with a size of 128K.
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab -b 1M 0 40G" $MNT/foobar

   # Add some more files to increase the size of the fs and extent
   # trees (in the real world there's a lot of files and extents
   # from other files).
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xcd -b 1M 0 20G" $MNT/file1
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xef -b 1M 0 20G" $MNT/file2
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0x73 -b 1M 0 20G" $MNT/file3

   umount $MNT
   mount -o compress=lzo $DEV $MNT

   start=$(date +%s%N)
   filefrag $MNT/foobar
   end=$(date +%s%N)
   dur=$(( (end - start) / 1000000 ))
   echo "fiemap took $dur milliseconds (metadata not cached)"
   echo

   start=$(date +%s%N)
   filefrag $MNT/foobar
   end=$(date +%s%N)
   dur=$(( (end - start) / 1000000 ))
   echo "fiemap took $dur milliseconds (metadata cached)"

   umount $MNT

Before applying this patch:

   (...)
   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 1285 milliseconds (metadata not cached)

   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 742 milliseconds (metadata cached)

After applying this patch:

   (...)
   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 689 milliseconds (metadata not cached)

   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 393 milliseconds (metadata cached)

That's a -46.4% total reduction for the metadata not cached case, and
a -47.0% reduction for the cached metadata case.

The test is somewhat limited in the sense the gains may be higher in
practice, because in the test the filesystem is small, so we have small
fs and extent trees, plus there's no concurrent access to the trees as
well, therefore no lock contention there.

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

btrfs: avoid duplicated resolution of indirect backrefs during fiemap

During fiemap, when determining if a data extent is shared or not, if we
don't find the extent is directly shared, then we need to determine if
it's shared through subtrees. For that we need to resolve the indirect
reference we found in order to figure out the path in the inode's fs tree,
which is a path starting at the fs tree's root node and going down to the
leaf that contains the file extent item that points to the data extent.
We then proceed to determine if any extent buffer in that path is shared
with other trees or not.

Currently whenever we find the data extent that a file extent item points
to is not directly shared, we always resolve the path in the fs tree, and
then check if any extent buffer in the path is shared. This is a lot of
work and when we have file extent items that belong to the same leaf, we
have the same path, so we only need to calculate it once.

This change does that, it keeps track of the current and previous leaf,
and when we find that a data extent is not directly shared, we try to
compute the fs tree path only once and then use it for every other file
extent item in the same leaf, using the existing cached path result for
the leaf as long as the cache results are valid.

This saves us from doing expensive b+tree searches in the fs tree of our
target inode, as well as other minor work.

The following test was run on a non-debug kernel (Debian's default kernel
config):

   $ cat test-with-snapshots.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/sdi
   MNT=/mnt/sdi

   umount $DEV &> /dev/null
   mkfs.btrfs -f $DEV
   # Use compression to quickly create files with a lot of extents
   # (each with a size of 128K).
   mount -o compress=lzo $DEV $MNT

   # 40G gives 327680 extents, each with a size of 128K.
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab -b 1M 0 40G" $MNT/foobar

   # Add some more files to increase the size of the fs and extent
   # trees (in the real world there's a lot of files and extents
   # from other files).
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xcd -b 1M 0 20G" $MNT/file1
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xef -b 1M 0 20G" $MNT/file2
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0x73 -b 1M 0 20G" $MNT/file3

   # Create a snapshot so all the extents become indirectly shared
   # through subtrees, with a generation less than or equals to the
   # generation used to create the snapshot.
   btrfs subvolume snapshot -r $MNT $MNT/snap1

   umount $MNT
   mount -o compress=lzo $DEV $MNT

   start=$(date +%s%N)
   filefrag $MNT/foobar
   end=$(date +%s%N)
   dur=$(( (end - start) / 1000000 ))
   echo "fiemap took $dur milliseconds (metadata not cached)"
   echo

   start=$(date +%s%N)
   filefrag $MNT/foobar
   end=$(date +%s%N)
   dur=$(( (end - start) / 1000000 ))
   echo "fiemap took $dur milliseconds (metadata cached)"

   umount $MNT

Result before applying this patch:

   (...)
   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 1204 milliseconds (metadata not cached)

   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 729 milliseconds (metadata cached)

Result after applying this patch:

   (...)
   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 732 milliseconds (metadata not cached)

   /mnt/sdi/foobar: 327680 extents found
   fiemap took 421 milliseconds (metadata cached)

That's a -46.1% total reduction for the metadata not cached case, and
a -42.2% reduction for the cached metadata case.

The test is somewhat limited in the sense the gains may be higher in
practice, because in the test the filesystem is small, so we have small
fs and extent trees, plus there's no concurrent access to the trees as
well, therefore no lock contention there.

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

btrfs: move up backref sharedness cache store and lookup functions

Move the static functions to lookup and store sharedness check of an
extent buffer to a location above find_all_parents(), because in the
next patch the lookup function will be used by find_all_parents().
The store function is also moved just because it's the counter part
to the lookup function and it's best to have their definitions close
together.

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

btrfs: cache sharedness of the last few data extents during fiemap

During fiemap we process all the file extent items of an inode, by their
file offset order (left to right b+tree order), and then check if the data
extent they point at is shared or not. Until now we didn't cache those
results, we only did it for b+tree nodes/leaves since for each unique
b+tree path we have access to hundreds of file extent items. However, it
is also common to repeat checking the sharedness of a particular data
extent in a very short time window, and the cases that lead to that are
the following:

1) COW writes.

   If have a file extent item like this:

                  [ bytenr X, offset = 0, num_bytes = 512K ]
   file offset    0                                        512K

   Then a 4K write into file offset 64K happens, we end up with the
   following file extent item layout:

                  [ bytenr X, offset = 0, num_bytes = 64K ]
   file offset    0                                       64K

                  [ bytenr Y, offset = 0, num_bytes = 4K ]
   file offset   64K                                     68K

                  [ bytenr X, offset = 68K, num_bytes = 444K ]
   file offset   68K                                         512K

   So during fiemap we well check for the sharedness of the data extent
   with bytenr X twice. Typically for COW writes and for at least
   moderately updated files, we end up with many file extent items that
   point to different sections of the same data extent.

2) Writing into a NOCOW file after a snapshot is taken.

   This happens if the target extent was created in a generation older
   than the generation where the last snapshot for the root (the tree the
   inode belongs to) was made.

   This leads to a scenario like the previous one.

3) Writing into sections of a preallocated extent.

   For example if a file has the following layout:

   [ bytenr X, offset = 0, num_bytes = 1M, type = prealloc ]
   0                                                       1M

   After doing a 4K write into file offset 0 and another 4K write into
   offset 512K, we get the following layout:

      [ bytenr X, offset = 0, num_bytes = 4K, type = regular ]
      0                                                      4K

      [ bytenr X, offset = 4K, num_bytes = 508K, type = prealloc ]
     4K                                                          512K

      [ bytenr X, offset = 512K, num_bytes = 4K, type = regular ]
   512K                                                         516K

      [ bytenr X, offset = 516K, num_bytes = 508K, type = prealloc ]
   516K                                                            1M

   So we end up with 4 consecutive file extent items pointing to the data
   extent at bytenr X.

4) Hole punching in the middle of an extent.

   For example if a file has the following file extent item:

   [ bytenr X, offset = 0, num_bytes = 8M ]
   0                                      8M

   And then hole is punched for the file range [4M, 6M[, we our file
   extent item split into two:

   [ bytenr X, offset = 0, num_bytes = 4M  ]
   0                                       4M

   [ 2M hole, implicit or explicit depending on NO_HOLES feature ]
   4M                                                            6M

   [ bytenr X, offset = 6M, num_bytes = 2M  ]
   6M                                       8M

   Again, we end up with two file extent items pointing to the same
   data extent.

5) When reflinking (clone and deduplication) within the same file.
   This is probably the least common case of all.

In cases 1, 2, 4 and 4, when we have multiple file extent items that point
to the same data extent, their distance is usually short, typically
separated by a few slots in a b+tree leaf (or across sibling leaves). For
case 5, the distance can vary a lot, but it's typically the less common
case.

This change caches the result of the sharedness checks for data extents,
but only for the last 8 extents that we notice that our inode refers to
with multiple file extent items. Whenever we want to check if a data
extent is shared, we lookup the cache which consists of doing a linear
scan of an 8 elements array, and if we find the data extent there, we
return the result and don't check the extent tree and delayed refs.

The array/cache is small so that doing the search has no noticeable
negative impact on the performance in case we don't have file extent items
within a distance of 8 slots that point to the same data extent.

Slots in the cache/array are overwritten in a simple round robin fashion,
as that approach fits very well.

Using this simple approach with only the last 8 data extents seen is
effective as usually when multiple file extents items point to the same
data extent, their distance is within 8 slots. It also uses very little
memory and the time to cache a result or lookup the cache is negligible.

The following test was run on non-debug kernel (Debian's default kernel
config) to measure the impact in the case of COW writes (first example
given above), where we run fiemap after overwriting 33% of the blocks of
a file:

   $ cat test.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/sdi
   MNT=/mnt/sdi

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

   FILE_SIZE=$((1 * 1024 * 1024  * 1024))

   # Create the file full of 1M extents.
   xfs_io -f -s -c "pwrite -b 1M -S 0xab 0 $FILE_SIZE" $MNT/foobar

   block_count=$((FILE_SIZE / 4096))
   # Overwrite about 33% of the file blocks.
   overwrite_count=$((block_count / 3))

   echo -e "\nOverwriting $overwrite_count 4K blocks (out of $block_count)..."
   RANDOM=123
   for ((i = 1; i <= $overwrite_count; i++)); do
       off=$(((RANDOM % block_count) * 4096))
       xfs_io -c "pwrite -S 0xcd $off 4K" $MNT/foobar > /dev/null
       echo -ne "\r$i blocks overwritten..."
   done
   echo -e "\n"

   # Unmount and mount to clear all cached metadata.
   umount $MNT
   mount $DEV $MNT

   start=$(date +%s%N)
   filefrag $MNT/foobar
   end=$(date +%s%N)
   dur=$(( (end - start) / 1000000 ))
   echo "fiemap took $dur milliseconds"

   umount $MNT

Result before applying this patch:

   fiemap took 128 milliseconds

Result after applying this patch:

   fiemap took 92 milliseconds   (-28.1%)

The test is somewhat limited in the sense the gains may be higher in
practice, because in the test the filesystem is small, so we have small
fs and extent trees, plus there's no concurrent access to the trees as
well, therefore no lock contention there.

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

btrfs: remove useless logic when finding parent nodes

At find_parent_nodes(), at its last step, when iterating over all direct
references, we are checking if we have a share context and if we have
a reference with a different root from the one in the share context.
However that logic is pointless because of two reasons:

1) After the previous patch in the series (subject "btrfs: remove roots
   ulist when checking data extent sharedness"), the roots argument is
   always NULL when using a share check context (struct share_check), so
   this code is never triggered;

2) Even before that previous patch, we could not hit this code because
   if we had a reference with a root different from the one in our share
   context, then we would have exited earlier when doing either of the
   following:

      - Adding a second direct ref to the direct refs red black tree
        resulted in extent_is_shared() returning true when called from
        add_direct_ref() -> add_prelim_ref(), after processing delayed
        references or while processing references in the extent tree;

      - When adding a second reference to the indirect refs red black
        tree (same as above, extent_is_shared() returns true);

      - If we only have one indirect reference and no direct references,
        then when resolving it at resolve_indirect_refs() we immediately
        return that the target extent is shared, therefore never reaching
        that loop that iterates over all direct references at
        find_parent_nodes();

      - If we have 1 indirect reference and 1 direct reference, then we
        also exit early because extent_is_shared() ends up returning true
        when called through add_prelim_ref() (by add_direct_ref() or
        add_indirect_ref()) or add_delayed_refs(). Same applies as when
        having a combination of direct, indirect and indirect with missing
        key references.

   This logic had been obsoleted since commit 3ec4d3238ab165 ("btrfs:
   allow backref search checks for shared extents"), which introduced the
   early exits in case an extent is shared.

So just remove that logic, and assert at find_parent_nodes() that when we
have a share context we don't have a roots ulist and that we haven't found
the extent to be directly shared after processing delayed references and
all references from the extent tree.

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

btrfs: remove roots ulist when checking data extent sharedness

Currently btrfs_is_data_extent_shared() is passing a ulist for the roots
argument of find_parent_nodes(), however it does not use that ulist for
anything and for this context that list always ends up with at most one
element.

Since find_parent_nodes() is able to deal with a NULL ulist for its roots
argument, make btrfs_is_data_extent_shared() pass it NULL and avoid the
burden of allocating memory for the unnused roots ulist, initializing it,
releasing it and allocating one struct ulist_node for it during the call
to find_parent_nodes().

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

btrfs: move ulists to data extent sharedness check context

When calling btrfs_is_data_extent_shared() we pass two ulists that were
allocated by the caller. This is because the single caller, fiemap, calls
btrfs_is_data_extent_shared() multiple times and the ulists can be reused,
instead of allocating new ones before each call and freeing them after
each call.

Now that we have a context structure/object that we pass to
btrfs_is_data_extent_shared(), we can move those ulists to it, and hide
their allocation and the context's allocation in a helper function, as
well as the freeing of the ulists and the context object. This allows to
reduce the number of parameters passed to btrfs_is_data_extent_shared(),
the need to pass the ulists from extent_fiemap() to fiemap_process_hole()
and having the caller deal with allocating and releasing the ulists.

Also rename one of the ulists from 'tmp' / 'tmp_ulist' to 'refs', since
that's a much better name as it reflects what the list is used for (and
matching the argument name for find_parent_nodes()).

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

btrfs: turn the backref sharedness check cache into a context object

Right now we are using a struct btrfs_backref_shared_cache to pass state
across multiple btrfs_is_data_extent_shared() calls. The structure's name
closely follows its current purpose, which is to cache previous checks
for the sharedness of metadata extents. However we will start using the
structure for more things other than caching sharedness checks, so rename
it to struct btrfs_backref_share_check_ctx.

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

btrfs: directly pass the inode to btrfs_is_data_extent_shared()

Currently we pass a root and an inode number as arguments for
btrfs_is_data_extent_shared() and the inode number is always from an
inode that belongs to that root (it wouldn't make sense otherwise).
In every context that we call btrfs_is_data_extent_shared() (fiemap only),
we have an inode available, so directly pass the inode to the function
instead of a root and inode number. This reduces the number of parameters
and it makes the function's signature conform to most other functions we
have.

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

btrfs: remove checks for a 0 inode number during backref walking

When doing backref walking to determine if an extent is shared, we are
testing if the inode number, stored in the 'inum' field of struct
share_check, is 0. However that can never be case, since the all instances
of the structure are created at btrfs_is_data_extent_shared(), which
always initializes it with the inode number from a fs tree (and the number
for any inode from any tree can never be 0). So remove the checks.

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

btrfs: remove checks for a root with id 0 during backref walking

When doing backref walking to determine if an extent is shared, we are
testing the root_objectid of the given share_check struct is 0, but that
is an impossible case, since btrfs_is_data_extent_shared() always
initializes the root_objectid field with the id of the given root, and
no root can have an objectid of 0. So remove those checks.

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

btrfs: drop redundant bflags initialization when allocating extent buffer

When allocating an extent buffer, at __alloc_extent_buffer(), there's no
point in explicitly assigning zero to the bflags field of the new extent
buffer because we allocated it with kmem_cache_zalloc().

So just remove the redundant initialization, it saves one mov instruction
in the generated assembly code for x86_64 ("movq $0x0,0x10(%rax)").

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

btrfs: drop pointless memset when cloning extent buffer

At btrfs_clone_extent_buffer(), before allocating the pages array for the
new extent buffer we are calling memset() to zero out the pages array of
the extent buffer. This is pointless however, because the extent buffer
already has every element in its pages array pointing to NULL, as it was
allocated with kmem_cache_zalloc(). The memset() was introduced with
commit dd137dd1f2d719 ("btrfs: factor out allocating an array of pages"),
but even before that commit we already depended on the pages array being
initialized to NULL for the error paths that need to call
btrfs_release_extent_buffer().

So remove the memset(), it's useless and slightly increases the object
text size.

Before this change:

   $ size fs/btrfs/extent_io.o
      text    data     bss     dec     hex filename
     70580    5469      40   76089   12939 fs/btrfs/extent_io.o

After this change:

   $ size fs/btrfs/extent_io.o
      text    data     bss     dec     hex filename
     70564    5469      40   76073   12929 fs/btrfs/extent_io.o

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

btrfs: skip unnecessary delalloc search during fiemap and lseek

During fiemap and lseek (hole and data seeking), there's no point in
iterating the inode's io tree to count delalloc bits if the inode's
delalloc bytes counter has a value of zero, as that counter is updated
whenever we set a range for delalloc or clear a range from delalloc.

So skip the counting and io tree iteration if the inode's delalloc bytes
counter has a value of zero. This helps save time when processing a file
range corresponding to a hole or prealloc (unwritten) extent.

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

  btrfs: get the next extent map during fiemap/lseek more efficiently
  btrfs: skip unnecessary extent map searches during fiemap and lseek
  btrfs: skip unnecessary delalloc search during fiemap and lseek

The following test was performed on a release kernel (Debian's default
kernel config) before and after applying those 3 patches.

   # Wrapper to call fiemap in extent count only mode.
   # (struct fiemap::fm_extent_count set to 0)
   $ cat fiemap.c
   #include <stdio.h>
   #include <unistd.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <fcntl.h>
   #include <errno.h>
   #include <string.h>
   #include <sys/ioctl.h>
   #include <linux/fs.h>
   #include <linux/fiemap.h>

   int main(int argc, char **argv)
   {
            struct fiemap fiemap = { 0 };
            int fd;

            if (argc != 2) {
                    printf("usage: %s <path>\n", argv[0]);
                    return 1;
            }
            fd = open(argv[1], O_RDONLY);
            if (fd < 0) {
                    fprintf(stderr, "error opening file: %s\n",
                            strerror(errno));
                    return 1;
            }

            /* fiemap.fm_extent_count set to 0, to count extents only. */
            fiemap.fm_length = FIEMAP_MAX_OFFSET;
            if (ioctl(fd, FS_IOC_FIEMAP, &fiemap) < 0) {
                    fprintf(stderr, "fiemap error: %s\n",
                            strerror(errno));
                    return 1;
            }
            close(fd);
            printf("fm_mapped_extents = %d\n", fiemap.fm_mapped_extents);

            return 0;
   }

   $ gcc -o fiemap fiemap.c

And the wrapper shell script that creates a file with many holes and runs
fiemap against it:

   $ cat test.sh
   #!/bin/bash

   DEV=/dev/sdi
   MNT=/mnt/sdi

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

   FILE_SIZE=$((1 * 1024 * 1024 * 1024))
   echo -n > $MNT/foobar
   for ((off = 0; off < $FILE_SIZE; off += 8192)); do
           xfs_io -c "pwrite -S 0xab $off 4K" $MNT/foobar > /dev/null
   done

   # flush all delalloc
   sync

   start=$(date +%s%N)
   ./fiemap $MNT/foobar
   end=$(date +%s%N)
   dur=$(( (end - start) / 1000000 ))
   echo "fiemap took $dur milliseconds"

   umount $MNT

Result before applying patchset:

   fm_mapped_extents = 131072
   fiemap took 63 milliseconds

Result after applying patchset:

   fm_mapped_extents = 131072
   fiemap took 39 milliseconds   (-38.1%)

Running the same test for a 512M file instead of a 1G file, gave the
following results.

Result before applying patchset:

   fm_mapped_extents = 65536
   fiemap took 29 milliseconds

Result after applying patchset:

   fm_mapped_extents = 65536
   fiemap took 20 milliseconds    (-31.0%)

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

btrfs: skip unnecessary extent map searches during fiemap and lseek

If we have no outstanding extents it means we don't have any extent maps
corresponding to delalloc that is flushing, as when an ordered extent is
created we increment the number of outstanding extents to 1 and when we
remove the ordered extent we decrement them by 1. So skip extent map tree
searches if the number of outstanding ordered extents is 0, saving time as
the tree is not empty if we have previously made some reads or flushed
delalloc, as in those cases it can have a very large number of extent maps
for files with many extents.

This helps save time when processing a file range corresponding to a hole
or prealloc (unwritten) extent.

The next patch in the series has a performance test in its changelog and
its subject is:

    "btrfs: skip unnecessary delalloc search during fiemap and lseek"

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

btrfs: get the next extent map during fiemap/lseek more efficiently

At find_delalloc_subrange(), when we need to get the next extent map, we
do a full search on the extent map tree (a red black tree). This is fine
but it's a lot more efficient to simply use rb_next(), which typically
requires iterating over less nodes of the tree and never needs to compare
the ranges of nodes with the one we are looking for.

So add a public helper to extent_map.{h,c} to get the extent map that
immediately follows another extent map, using rb_next(), and use that
helper at find_delalloc_subrange().

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

btrfs: raid56: make it more explicit that cache rbio should have all its data sectors uptodate

For Btrfs RAID56, we have a caching system for btrfs raid bios (rbio).

We call cache_rbio_pages() to mark a qualified rbio ready for cache.

The timing happens at:

- finish_rmw()

  At this timing, we have already read all necessary sectors, along with
  the rbio sectors, we have covered all data stripes.

- __raid_recover_end_io()

  At this timing, we have rebuild the rbio, thus all data sectors
  involved (either from stripe or bio list) are uptodate now.

Thus at the timing of cache_rbio_pages(), we should have all data
sectors uptodate.

This patch will make it explicit that all data sectors are uptodate at
cache_rbio_pages() timing, mostly to prepare for the incoming
verification at RMW time.

This patch will add:

- Extra ASSERT()s in cache_rbio_pages()
  This is to make sure all data sectors, which are not covered by bio,
  are already uptodate.

- Extra ASSERT()s in steal_rbio()
  Since only cached rbio can be stolen, thus every data sector should
  already be uptodate in the source rbio.

- Update __raid_recover_end_io() to update recovered sector->uptodate
  Previously __raid_recover_end_io() will only mark failed sectors
  uptodate if it's doing an RMW.

  But this can trigger new ASSERT()s, as for recovery case, a recovered
  failed sector will not be marked uptodate, and trigger ASSERT() in
  later cache_rbio_pages() call.

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

btrfs: raid56: allocate memory separately for rbio pointers

Currently inside alloc_rbio(), we allocate a larger memory to contain
the following members:

- struct btrfs_raid_rbio itself
- stripe_pages array
- bio_sectors array
- stripe_sectors array
- finish_pointers array

Then update rbio pointers to point the extra space after the rbio
structure itself.

Thus it introduced a complex CONSUME_ALLOC() macro to help the thing.

This is too hacky, and is going to make later pointers expansion harder.

This patch will change it to use regular kcalloc() for each pointer
inside btrfs_raid_bio, making the later expansion much easier.

And introduce a helper free_raid_bio_pointers() to free up all the
pointer members in btrfs_raid_bio, which will be used in both
free_raid_bio() and error path of alloc_rbio().

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

btrfs: raid56: cleanup for function __free_raid_bio()

The cleanup involves two things:

- Remove the "__" prefix
  There is no naming confliction.

- Remove the forward declaration
  There is no special function call involved.

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

btrfs: introduce BTRFS_RESERVE_FLUSH_EMERGENCY

Inside of FB, as well as some user reports, we've had a consistent
problem of occasional ENOSPC transaction aborts.  Inside FB we were
seeing ~100-200 ENOSPC aborts per day in the fleet, which is a really
low occurrence rate given the size of our fleet, but it's not nothing.

There are two causes of this particular problem.

First is delayed allocation.  The reservation system for delalloc
assumes that contiguous dirty ranges will result in 1 file extent item.
However if there is memory pressure that results in fragmented writeout,
or there is fragmentation in the block groups, this won't necessarily be
true.  Consider the case where we do a single 256MiB write to a file and
then close it.  We will have 1 reservation for the inode update, the
reservations for the checksum updates, and 1 reservation for the file
extent item.  At some point later we decide to write this entire range
out, but we're so fragmented that we break this into 100 different file
extents.  Since we've already closed the file and are no longer writing
to it there's nothing to trigger a refill of the delalloc block rsv to
satisfy the 99 new file extent reservations we need.  At this point we
exhaust our delalloc reservation, and we begin to steal from the global
reserve.  If you have enough of these cases going in parallel you can
easily exhaust the global reserve, get an ENOSPC at
btrfs_alloc_tree_block() time, and then abort the transaction.

The other case is the delayed refs reserve.  The delayed refs reserve
updates its size based on outstanding delayed refs and dirty block
groups.  However we only refill this block reserve when returning
excess reservations and when we call btrfs_start_transaction(root, X).
We will reserve 2*X credits at transaction start time, and fill in X
into the delayed refs reserve to make sure it stays topped off.
Generally this works well, but clearly has downsides.  If we do a
particularly delayed ref heavy operation we may never catch up in our
reservations.  Additionally running delayed refs generates more delayed
refs, and at that point we may be committing the transaction and have no
way to trigger a refill of our delayed refs rsv.  Then a similar thing
occurs with the delalloc reserve.

Generally speaking we well over-reserve in all of our block rsvs.  If we
reserve 1 credit we're usually reserving around 264k of space, but we'll
often not use any of that reservation, or use a few blocks of that
reservation.  We can be reasonably sure that as long as you were able to
reserve space up front for your operation you'll be able to find space
on disk for that reservation.

So introduce a new flushing state, BTRFS_RESERVE_FLUSH_EMERGENCY.  This
gets used in the case that we've exhausted our reserve and the global
reserve.  It simply forces a reservation if we have enough actual space
on disk to make the reservation, which is almost always the case.  This
keeps us from hitting ENOSPC aborts in these odd occurrences where we've
not kept up with the delayed work.

Fixing this in a complete way is going to be relatively complicated and
time consuming.  This patch is what I discussed with Filipe earlier this
year, and what I put into our kernels inside FB.  With this patch we're
down to 1-2 ENOSPC aborts per week, which is a significant reduction.
This is a decent stop gap until we can work out a more wholistic
solution to these two corner cases.

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

btrfs: move the btrfs_verity_descriptor_item defs up in ctree.h

These are wrapped in CONFIG_FS_VERITY, but we can have the definitions
without verity enabled.  Move these definitions up with the other
accessor helpers.

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>

btrfs: move btrfs_next_old_item into ctree.c

This uses btrfs_header_nritems, which I will be moving out of ctree.h.
In order to avoid needing to include the relevant header in ctree.h,
simply move this helper function into ctree.c.

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>
[ rename parameters ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move free space cachep's out of ctree.h

This is local to the free-space-cache.c code, remove it from ctree.h and
inode.c, create new init/exit functions for the cachep, and move it
locally to free-space-cache.c.

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>

btrfs: move btrfs_path_cachep out of ctree.h

This is local to the ctree code, remove it from ctree.h and inode.c,
create new init/exit functions for the cachep, and move it locally to
ctree.c.

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>

btrfs: move trans_handle_cachep out of ctree.h

This is local to the transaction code, remove it from ctree.h and
inode.c, create new helpers in the transaction to handle the init work
and move the cachep locally to transaction.c.

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>

btrfs: move btrfs_print_data_csum_error into inode.c

This isn't used outside of inode.c, there's no reason to define it in
btrfs_inode.h. Drop the inline and add __cold as it's for errors that
are not in any hot path.

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>

btrfs: move flush related definitions to space-info.h

This code is used in space-info.c, move the definitions to space-info.h.

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>

btrfs: move btrfs_should_fragment_free_space into block-group.c

This function uses functions that are not defined in block-group.h, move
it into block-group.c in order to keep the header clean.

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>

btrfs: move discard stat defs to free-space-cache.h

These definitions are used for discard statistics, move them out of
ctree.h and put them in free-space-cache.h.

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>

btrfs: move BTRFS_MAX_MIRRORS into scrub.c

This is only used locally in scrub.c, move it out of ctree.h into
scrub.c.

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>

btrfs: move maximum limits to btrfs_tree.h

We have maximum link and name length limits, move these to btrfs_tree.h
as they're on disk limitations.

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>
[ reformat comments ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: move btrfs_get_block_group helper out of disk-io.h

This inline helper calls btrfs_fs_compat_ro(), which is defined in
another header.  To avoid weird header dependency problems move this
helper into disk-io.c with the rest of the global root helpers.

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

btrfs: move btrfs on-disk definitions out of ctree.h

The bulk of our on-disk definitions exist in btrfs_tree.h, which user
space can use.  Keep things consistent and move the rest of the on disk
definitions out of ctree.h into btrfs_tree.h.  Note I did have to update
all u8's to __u8, but otherwise this is a strict copy and paste.

Most of the definitions are mainly for internal use and are not
guaranteed stable public API and may change as we need. Compilation
failures by user applications can happen.

Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ reformat comments, style fixups ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: remove unused BTRFS_IOPRIO_READA

The last user of this definition was removed in patch f26c92386028
("btrfs: remove reada infrastructure") so we can remove this definition.

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>

btrfs: remove unused BTRFS_TOTAL_BYTES_PINNED_BATCH

This hasn't been used since 138a12d86574 ("btrfs: rip out
btrfs_space_info::total_bytes_pinned") so it is safe to remove.

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>

btrfs: remove unused set/clear_pending_info helpers

The last users of these helpers were removed in 5297199a8bca ("btrfs:
remove inode number cache feature") so delete these helpers.

The point was for mount options that were applicable after transaction
commit so they could not be applied immediately. We don't have such
options anymore and if we do the patch can be reverted.

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>

btrfs: simplify cleanup after error in btrfs_create_tree

Since leaf is already NULL, and no other branch will go to fail_unlock,
the fail_unlock label is useless and can be removed

Signed-off-by: Peng Hao <flyingpeng@tencent.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>

btrfs: add cached_state to read_extent_buffer_subpage

We don't use a cached state here at all, which generally makes sense as
async reads are going to unlock at endio time.  However for blocking
reads we will call wait_extent_bit() for our range.  Since the
lock_extent() stuff will return the cached_state for the start of the
range this is a helpful optimization to have for this case, we'll have
the exact state we want to wait on.  Add a cached state here and simply
throw it away if we're a non-blocking read, otherwise we'll get a small
improvement by eliminating some tree searches.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@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>

btrfs: cache the failed state when locking extents

Currently if we fail to lock a range we'll return the start of the range
that we failed to lock.  We'll then search down to this range and wait
on any extent states in this range.

However we can avoid this search altogether if we simply cache the
extent_state that had the contention.  We can pass this into
wait_extent_bit() and start from that extent_state without doing the
search.  In the most optimistic case we can avoid all searches, more
likely we'll avoid the initial search and have to perform the search
after we wait on the failed state, or worst case we must search both
times which is what currently happens.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@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>

btrfs: use a cached_state everywhere in relocation

All of the relocation code avoids using the cached state, despite
everywhere using the normal

  lock_extent()
  // do something
  unlock_extent()

pattern.  Fix this by plumbing a cached state throughout all of these
functions in order to allow for less tree searches.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@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>

btrfs: use cached_state for btrfs_check_nocow_lock

Now that try_lock_extent() takes a cached_state, plumb the cached_state
through btrfs_try_lock_ordered_range() and then use a cached_state in
btrfs_check_nocow_lock everywhere to avoid extra tree searches on the
extent_io_tree.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@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>

btrfs: add a cached_state to try_lock_extent

With nowait becoming more pervasive throughout our codebase go ahead and
add a cached_state to try_lock_extent().  This allows us to be faster
about clearing the locked area if we have contention, and then gives us
the same optimization for unlock if we are able to lock the range.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@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>

Linux 6.1-rc8

Revert "mm: align larger anonymous mappings on THP boundaries"

This reverts commit f35b5d7d676e59e401690b678cd3cfec5e785c23.

It has been reported to cause huge performance regressions on some loads
(will-it-scale.per_process_ops, but also building the kernel with
clang).

The commit did speed up gcc builds by a small amount, so it's not an
unambiguous regression, but until the big regressions are understood,
let's revert it.

Reported-by: kernel test robot <yujie.liu@intel.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/202210181535.7144dd15-yujie.liu@intel.com
Reported-by: Nathan Chancellor <nathan@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/lkml/Y1DNQaoPWxE%2BrGce@dev-arch.thelio-3990X/
Cc: Huang, Ying <ying.huang@intel.com>
Cc: Rik van Riel <riel@surriel.com>
Cc: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Cc: Yang Shi <shy828301@gmail.com>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

char: tpm: Protect tpm_pm_suspend with locks

Currently tpm transactions are executed unconditionally in
tpm_pm_suspend() function, which may lead to races with other tpm
accessors in the system.

Specifically, the hw_random tpm driver makes use of tpm_get_random(),
and this function is called in a loop from a kthread, which means it's
not frozen alongside userspace, and so can race with the work done
during system suspend:

  tpm tpm0: tpm_transmit: tpm_recv: error -52
  tpm tpm0: invalid TPM_STS.x 0xff, dumping stack for forensics
  CPU: 0 PID: 1 Comm: init Not tainted 6.1.0-rc5+ #135
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 1.16.0-20220807_005459-localhost 04/01/2014
  Call Trace:
   tpm_tis_status.cold+0x19/0x20
   tpm_transmit+0x13b/0x390
   tpm_transmit_cmd+0x20/0x80
   tpm1_pm_suspend+0xa6/0x110
   tpm_pm_suspend+0x53/0x80
   __pnp_bus_suspend+0x35/0xe0
   __device_suspend+0x10f/0x350

Fix this by calling tpm_try_get_ops(), which itself is a wrapper around
tpm_chip_start(), but takes the appropriate mutex.

Signed-off-by: Jan Dabros <jsd@semihalf.com>
Reported-by: Vlastimil Babka <vbabka@suse.cz>
Tested-by: Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>
Tested-by: Vlastimil Babka <vbabka@suse.cz>
Link: https://lore.kernel.org/all/c5ba47ef-393f-1fba-30bd-1230d1b4b592@suse.cz/
Cc: stable@vger.kernel.org
Fixes: e891db1a18bf ("tpm: turn on TPM on suspend for TPM 1.x")
[Jason: reworked commit message, added metadata]
Signed-off-by: Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>
Reviewed-by: Jarkko Sakkinen <jarkko@kernel.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

Merge tag 'perf_urgent_for_v6.1_rc8' of git://git./linux/kernel/git/tip/tip

Pull perf fix from Borislav Petkov:

 - Fix a use-after-free case where the perf pending task callback would
   see an already freed event

* tag 'perf_urgent_for_v6.1_rc8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tip/tip:
  perf: Fix perf_pending_task() UaF

Merge tag 'timers_urgent_for_v6.1_rc8' of git://git./linux/kernel/git/tip/tip

Pull timer fix from Borislav Petkov:

 - Revert a fix to RISC-V timers supposed to address an uncertainty
   whether clock events are received during S3 or not which locks up
   other RISC-V platforms. The issue will be fixed differently later.

* tag 'timers_urgent_for_v6.1_rc8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tip/tip:
  Revert "clocksource/drivers/riscv: Events are stopped during CPU suspend"

Merge tag 'powerpc-6.1-6' of git://git./linux/kernel/git/powerpc/linux

Pull powerpc fixes from Michael Ellerman:

 - Fix oops in 32-bit BPF tail call tests

 - Add missing declaration for machine_check_early_boot()

Thanks to Christophe Leroy and Naveen N. Rao.

* tag 'powerpc-6.1-6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc/linux:
  powerpc/64s: Add missing declaration for machine_check_early_boot()
  powerpc/bpf/32: Fix Oops on tail call tests

Merge tag 'input-for-v6.1-rc7' of git://git./linux/kernel/git/dtor/input

Pull input fix from Dmitry Torokhov:

 - a fix for Raydium touchscreen driver to stop leaking memory when
   sending commands to the chip

* tag 'input-for-v6.1-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/dtor/input:
  Input: raydium_ts_i2c - fix memory leak in raydium_i2c_send()

Merge tag 'i2c-for-6.1-rc8' of git://git./linux/kernel/git/wsa/linux

Pull i2c fixes from Wolfram Sang:
 "A power state fix in the core for ACPI devices, a regression fix
  regarding bus recovery for the cadence driver, a DMA handling fix for
  the imx driver, and two error path fixes (npcm7xx and qcom-geni)"

* tag 'i2c-for-6.1-rc8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/wsa/linux:
  i2c: imx: Only DMA messages with I2C_M_DMA_SAFE flag set
  i2c: qcom-geni: fix error return code in geni_i2c_gpi_xfer
  i2c: cadence: Fix regression with bus recovery
  i2c: Restore initial power state if probe fails
  i2c: npcm7xx: Fix error handling in npcm_i2c_init()

Merge tag 'dax-fixes-6.1-rc8' of git://git./linux/kernel/git/nvdimm/nvdimm

Pull dax fixes from Dan Williams:
 "A few bug fixes around the handling of "Soft Reserved" memory and
  memory tiering information.

  Linux is starting to enounter more real world systems that deploy an
  ACPI HMAT to describe different performance classes of memory, as well
  the "special purpose" (Linux "Soft Reserved") designation from EFI.

  These fixes result from that testing.

  It has all appeared in -next for a while with no known issues.

   - Fix duplicate overlapping device-dax instances for HMAT described
     "Soft Reserved" Memory

   - Fix missing node targets in the sysfs representation of memory
     tiers

   - Remove a confusing variable initialization"

* tag 'dax-fixes-6.1-rc8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/nvdimm/nvdimm:
  device-dax: Fix duplicate 'hmem' device registration
  ACPI: HMAT: Fix initiator registration for single-initiator systems
  ACPI: HMAT: remove unnecessary variable initialization

Merge tag 'block-6.1-2022-12-02' of git://git.kernel.dk/linux

Pull block fixes from Jens Axboe:
 "Just a small NVMe merge for this week, fixing protection of the name
  space list, and a missing clear of a reserved field when unused"

* tag 'block-6.1-2022-12-02' of git://git.kernel.dk/linux:
  nvme: fix SRCU protection of nvme_ns_head list
  nvme-pci: clear the prp2 field when not used

Merge tag 'pinctrl-v6.1-5' of git://git./linux/kernel/git/linusw/linux-pinctrl

Pull pin control fixes from Linus Walleij:
 "Three driver fixes. The Intel fix looks like the most important.

   - Fix a potential divide by zero in pinctrl-singe (OMAP and
     HiSilicon)

   - Disable IRQs on startup in the Mediatek driver. This is a classic,
     we should be looking out for this more.

   - Save and restore pins in 'direct IRQ' mode in the Intel driver,
     this works around firmware bugs"

* tag 'pinctrl-v6.1-5' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linusw/linux-pinctrl:
  pinctrl: intel: Save and restore pins in "direct IRQ" mode
  pinctrl: meditatek: Startup with the IRQs disabled
  pinctrl: single: Fix potential division by zero

Merge tag 'riscv-for-linus-6.1-rc8' of git://git./linux/kernel/git/riscv/linux

Pull RISC-V fixes from Palmer Dabbelt:

 - build fix for the NR_CPUS Kconfig SBI version dependency

 - fixes to early memory initialization, to fix page permissions in EFI
   and post-initmem-free

 - build fix for the VDSO, to avoid trying to profile the VDSO functions

 - fixes for kexec crash handling, to fix multi-core and interrupt
   related initialization inside the crash kernel

 - fix for a race condition when handling multiple concurrect kernel
   stack overflows

* tag 'riscv-for-linus-6.1-rc8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/riscv/linux:
  riscv: kexec: Fixup crash_smp_send_stop without multi cores
  riscv: kexec: Fixup irq controller broken in kexec crash path
  riscv: mm: Proper page permissions after initmem free
  riscv: vdso: fix section overlapping under some conditions
  riscv: fix race when vmap stack overflow
  riscv: Sync efi page table's kernel mappings before switching
  riscv: Fix NR_CPUS range conditions

Merge tag 'mmc-v6.1-rc5-2' of git://git./linux/kernel/git/ulfh/mmc

Pull MMC fixes from Ulf Hansson:
 "MMC core:
   - Fix ambiguous TRIM and DISCARD args
   - Fix removal of debugfs file for mmc_test

  MMC host:
   - mtk-sd: Add missing clk_disable_unprepare() in an error path
   - sdhci: Fix I/O voltage switch delay for UHS-I SD cards
   - sdhci-esdhc-imx: Fix CQHCI exit halt state check
   - sdhci-sprd: Fix voltage switch"

* tag 'mmc-v6.1-rc5-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ulfh/mmc:
  mmc: sdhci-sprd: Fix no reset data and command after voltage switch
  mmc: sdhci: Fix voltage switch delay
  mmc: mtk-sd: Fix missing clk_disable_unprepare in msdc_of_clock_parse()
  mmc: mmc_test: Fix removal of debugfs file
  mmc: sdhci-esdhc-imx: correct CQHCI exit halt state check
  mmc: core: Fix ambiguous TRIM and DISCARD arg

Merge tag 'iommu-fixes-v6.1-rc7' of git://git./linux/kernel/git/joro/iommu

Pull iommu fixes from Joerg Roedel:
 "Intel VT-d fixes:

   - IO/TLB flush fix

   - Various pci_dev refcount fixes"

* tag 'iommu-fixes-v6.1-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/joro/iommu:
  iommu/vt-d: Fix PCI device refcount leak in dmar_dev_scope_init()
  iommu/vt-d: Fix PCI device refcount leak in has_external_pci()
  iommu/vt-d: Fix PCI device refcount leak in prq_event_thread()
  iommu/vt-d: Add a fix for devices need extra dtlb flush

x86/bugs: Make sure MSR_SPEC_CTRL is updated properly upon resume from S3

The "force" argument to write_spec_ctrl_current() is currently ambiguous
as it does not guarantee the MSR write. This is due to the optimization
that writes to the MSR happen only when the new value differs from the
cached value.

This is fine in most cases, but breaks for S3 resume when the cached MSR
value gets out of sync with the hardware MSR value due to S3 resetting
it.

When x86_spec_ctrl_current is same as x86_spec_ctrl_base, the MSR write
is skipped. Which results in SPEC_CTRL mitigations not getting restored.

Move the MSR write from write_spec_ctrl_current() to a new function that
unconditionally writes to the MSR. Update the callers accordingly and
rename functions.

  [ bp: Rework a bit. ]

Fixes: caa0ff24d5d0 ("x86/bugs: Keep a per-CPU IA32_SPEC_CTRL value")
Suggested-by: Borislav Petkov <bp@alien8.de>
Signed-off-by: Pawan Gupta <pawan.kumar.gupta@linux.intel.com>
Signed-off-by: Borislav Petkov (AMD) <bp@alien8.de>
Reviewed-by: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: <stable@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/806d39b0bfec2fe8f50dc5446dff20f5bb24a959.1669821572.git.pawan.kumar.gupta@linux.intel.com
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

Input: raydium_ts_i2c - fix memory leak in raydium_i2c_send()

There is a kmemleak when test the raydium_i2c_ts with bpf mock device:

  unreferenced object 0xffff88812d3675a0 (size 8):
    comm "python3", pid 349, jiffies 4294741067 (age 95.695s)
    hex dump (first 8 bytes):
      11 0e 10 c0 01 00 04 00                          ........
    backtrace:
      [<0000000068427125>] __kmalloc+0x46/0x1b0
      [<0000000090180f91>] raydium_i2c_send+0xd4/0x2bf [raydium_i2c_ts]
      [<000000006e631aee>] raydium_i2c_initialize.cold+0xbc/0x3e4 [raydium_i2c_ts]
      [<00000000dc6fcf38>] raydium_i2c_probe+0x3cd/0x6bc [raydium_i2c_ts]
      [<00000000a310de16>] i2c_device_probe+0x651/0x680
      [<00000000f5a96bf3>] really_probe+0x17c/0x3f0
      [<00000000096ba499>] __driver_probe_device+0xe3/0x170
      [<00000000c5acb4d9>] driver_probe_device+0x49/0x120
      [<00000000264fe082>] __device_attach_driver+0xf7/0x150
      [<00000000f919423c>] bus_for_each_drv+0x114/0x180
      [<00000000e067feca>] __device_attach+0x1e5/0x2d0
      [<0000000054301fc2>] bus_probe_device+0x126/0x140
      [<00000000aad93b22>] device_add+0x810/0x1130
      [<00000000c086a53f>] i2c_new_client_device+0x352/0x4e0
      [<000000003c2c248c>] of_i2c_register_device+0xf1/0x110
      [<00000000ffec4177>] of_i2c_notify+0x100/0x160
  unreferenced object 0xffff88812d3675c8 (size 8):
    comm "python3", pid 349, jiffies 4294741070 (age 95.692s)
    hex dump (first 8 bytes):
      22 00 36 2d 81 88 ff ff                          ".6-....
    backtrace:
      [<0000000068427125>] __kmalloc+0x46/0x1b0
      [<0000000090180f91>] raydium_i2c_send+0xd4/0x2bf [raydium_i2c_ts]
      [<000000001d5c9620>] raydium_i2c_initialize.cold+0x223/0x3e4 [raydium_i2c_ts]
      [<00000000dc6fcf38>] raydium_i2c_probe+0x3cd/0x6bc [raydium_i2c_ts]
      [<00000000a310de16>] i2c_device_probe+0x651/0x680
      [<00000000f5a96bf3>] really_probe+0x17c/0x3f0
      [<00000000096ba499>] __driver_probe_device+0xe3/0x170
      [<00000000c5acb4d9>] driver_probe_device+0x49/0x120
      [<00000000264fe082>] __device_attach_driver+0xf7/0x150
      [<00000000f919423c>] bus_for_each_drv+0x114/0x180
      [<00000000e067feca>] __device_attach+0x1e5/0x2d0
      [<0000000054301fc2>] bus_probe_device+0x126/0x140
      [<00000000aad93b22>] device_add+0x810/0x1130
      [<00000000c086a53f>] i2c_new_client_device+0x352/0x4e0
      [<000000003c2c248c>] of_i2c_register_device+0xf1/0x110
      [<00000000ffec4177>] of_i2c_notify+0x100/0x160

After BANK_SWITCH command from i2c BUS, no matter success or error
happened, the tx_buf should be freed.

Fixes: 3b384bd6c3f2 ("Input: raydium_ts_i2c - do not split tx transactions")
Signed-off-by: Zhang Xiaoxu <zhangxiaoxu5@huawei.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221202103412.2120169-1-zhangxiaoxu5@huawei.com
Cc: stable@vger.kernel.org
Signed-off-by: Dmitry Torokhov <dmitry.torokhov@gmail.com>

Merge tag 'sound-6.1-rc8' of git://git./linux/kernel/git/tiwai/sound

Pull sound fixes from Takashi Iwai:
 "Likely the last piece for 6.1; the only significant fixes are ASoC
  core ops fixes, while others are device-specific (rather minor) fixes
  in ASoC and FireWire drivers.

  All appear safe enough to take as a late stage material"

* tag 'sound-6.1-rc8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai/sound:
  ALSA: dice: fix regression for Lexicon I-ONIX FW810S
  ASoC: cs42l51: Correct PGA Volume minimum value
  ASoC: ops: Correct bounds check for second channel on SX controls
  ASoC: tlv320adc3xxx: Fix build error for implicit function declaration
  ASoC: ops: Check bounds for second channel in snd_soc_put_volsw_sx()
  ASoC: ops: Fix bounds check for _sx controls
  ASoC: fsl_micfil: explicitly clear CHnF flags
  ASoC: fsl_micfil: explicitly clear software reset bit

Merge tag 'drm-fixes-2022-12-02' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm

Pull drm fixes from Dave Airlie:
 "Things do seem to have finally settled down, just four i915 and one
  amdgpu this week. Probably won't have much for next week if you do
  push rc8 out.

  i915:
   - Fix dram info readout
   - Remove non-existent pipes from bigjoiner pipe mask
   - Fix negative value passed as remaining time
   - Never return 0 if not all requests retired

  amdgpu:
   - VCN fix for vangogh"

* tag 'drm-fixes-2022-12-02' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm:
  drm/amdgpu: enable Vangogh VCN indirect sram mode
  drm/i915: Never return 0 if not all requests retired
  drm/i915: Fix negative value passed as remaining time
  drm/i915: Remove non-existent pipes from bigjoiner pipe mask
  drm/i915/mtl: Fix dram info readout

Merge tag 'mm-hotfixes-stable-2022-12-02' of git://git./linux/kernel/git/akpm/mm

Pull misc hotfixes from Andrew Morton:
 "15 hotfixes,  11 marked cc:stable.

  Only three or four of the latter address post-6.0 issues, which is
  hopefully a sign that things are converging"

* tag 'mm-hotfixes-stable-2022-12-02' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/akpm/mm:
  revert "kbuild: fix -Wimplicit-function-declaration in license_is_gpl_compatible"
  Kconfig.debug: provide a little extra FRAME_WARN leeway when KASAN is enabled
  drm/amdgpu: temporarily disable broken Clang builds due to blown stack-frame
  mm/khugepaged: invoke MMU notifiers in shmem/file collapse paths
  mm/khugepaged: fix GUP-fast interaction by sending IPI
  mm/khugepaged: take the right locks for page table retraction
  mm: migrate: fix THP's mapcount on isolation
  mm: introduce arch_has_hw_nonleaf_pmd_young()
  mm: add dummy pmd_young() for architectures not having it
  mm/damon/sysfs: fix wrong empty schemes assumption under online tuning in damon_sysfs_set_schemes()
  tools/vm/slabinfo-gnuplot: use "grep -E" instead of "egrep"
  nilfs2: fix NULL pointer dereference in nilfs_palloc_commit_free_entry()
  hugetlb: don't delete vma_lock in hugetlb MADV_DONTNEED processing
  madvise: use zap_page_range_single for madvise dontneed
  mm: replace VM_WARN_ON to pr_warn if the node is offline with __GFP_THISNODE

v4l2: don't fall back to follow_pfn() if pin_user_pages_fast() fails

The V4L2_MEMORY_USERPTR interface is long deprecated and shouldn't be
used (and is discouraged for any modern v4l drivers).  And Seth Jenkins
points out that the fallback to VM_PFNMAP/VM_IO is fundamentally racy
and dangerous.

Note that it's not even a case that should trigger, since any normal
user pointer logic ends up just using the pin_user_pages_fast() call
that does the proper page reference counting.  That's not the problem
case, only if you try to use special device mappings do you have any
issues.

Normally I'd just remove this during the merge window, but since Seth
pointed out the problem cases, we really want to know as soon as
possible if there are actually any users of this odd special case of a
legacy interface.  Neither Hans nor Mauro seem to think that such
mis-uses of the old legacy interface should exist.  As Mauro says:

 "See, V4L2 has actually 4 streaming APIs:
        - Kernel-allocated mmap (usually referred simply as just mmap);
        - USERPTR mmap;
        - read();
        - dmabuf;

  The USERPTR is one of the oldest way to use it, coming from V4L
  version 1 times, and by far the least used one"

And Hans chimed in on the USERPTR interface:

 "To be honest, I wouldn't mind if it goes away completely, but that's a
  bit of a pipe dream right now"

but while removing this legacy interface entirely may be a pipe dream we
can at least try to remove the unlikely (and actively broken) case of
using special device mappings for USERPTR accesses.

This replaces it with a WARN_ONCE() that we can remove once we've
hopefully confirmed that no actual users exist.

NOTE! Longer term, this means that a 'struct frame_vector' only ever
contains proper page pointers, and all the games we have with converting
them to pages can go away (grep for 'frame_vector_to_pages()' and the
uses of 'vec->is_pfns').  But this is just the first step, to verify
that this code really is all dead, and do so as quickly as possible.

Reported-by: Seth Jenkins <sethjenkins@google.com>
Acked-by: Hans Verkuil <hverkuil@xs4all.nl>
Acked-by: Mauro Carvalho Chehab <mchehab@kernel.org>
Cc: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Cc: Jan Kara <jack@suse.cz>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

Merge tag 'nvme-6.1-2022-01-02' of git://git.infradead.org/nvme into block-6.1

Pull NVMe fixes from Christoph:

"nvme fixes for Linux 6.1

 - fix SRCU protection of nvme_ns_head list (Caleb Sander)
 - clear the prp2 field when not used (Lei Rao)"

* tag 'nvme-6.1-2022-01-02' of git://git.infradead.org/nvme:
  nvme: fix SRCU protection of nvme_ns_head list
  nvme-pci: clear the prp2 field when not used

iommu/vt-d: Fix PCI device refcount leak in dmar_dev_scope_init()

for_each_pci_dev() is implemented by pci_get_device(). The comment of
pci_get_device() says that it will increase the reference count for the
returned pci_dev and also decrease the reference count for the input
pci_dev @from if it is not NULL.

If we break for_each_pci_dev() loop with pdev not NULL, we need to call
pci_dev_put() to decrease the reference count. Add the missing
pci_dev_put() for the error path to avoid reference count leak.

Fixes: 2e4552893038 ("iommu/vt-d: Unify the way to process DMAR device scope array")
Signed-off-by: Xiongfeng Wang <wangxiongfeng2@huawei.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221121113649.190393-3-wangxiongfeng2@huawei.com
Signed-off-by: Lu Baolu <baolu.lu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>

iommu/vt-d: Fix PCI device refcount leak in has_external_pci()

for_each_pci_dev() is implemented by pci_get_device(). The comment of
pci_get_device() says that it will increase the reference count for the
returned pci_dev and also decrease the reference count for the input
pci_dev @from if it is not NULL.

If we break for_each_pci_dev() loop with pdev not NULL, we need to call
pci_dev_put() to decrease the reference count. Add the missing
pci_dev_put() before 'return true' to avoid reference count leak.

Fixes: 89a6079df791 ("iommu/vt-d: Force IOMMU on for platform opt in hint")
Signed-off-by: Xiongfeng Wang <wangxiongfeng2@huawei.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221121113649.190393-2-wangxiongfeng2@huawei.com
Signed-off-by: Lu Baolu <baolu.lu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>

iommu/vt-d: Fix PCI device refcount leak in prq_event_thread()

As comment of pci_get_domain_bus_and_slot() says, it returns a pci device
with refcount increment, when finish using it, the caller must decrease
the reference count by calling pci_dev_put(). So call pci_dev_put() after
using the 'pdev' to avoid refcount leak.

Besides, if the 'pdev' is null or intel_svm_prq_report() returns error,
there is no need to trace this fault.

Fixes: 06f4b8d09dba ("iommu/vt-d: Remove unnecessary SVA data accesses in page fault path")
Suggested-by: Lu Baolu <baolu.lu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Yang Yingliang <yangyingliang@huawei.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221119144028.2452731-1-yangyingliang@huawei.com
Signed-off-by: Lu Baolu <baolu.lu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>

iommu/vt-d: Add a fix for devices need extra dtlb flush

QAT devices on Intel Sapphire Rapids and Emerald Rapids have a defect in
address translation service (ATS). These devices may inadvertently issue
ATS invalidation completion before posted writes initiated with
translated address that utilized translations matching the invalidation
address range, violating the invalidation completion ordering.

This patch adds an extra device TLB invalidation for the affected devices,
it is needed to ensure no more posted writes with translated address
following the invalidation completion. Therefore, the ordering is
preserved and data-corruption is prevented.

Device TLBs are invalidated under the following six conditions:
1. Device driver does DMA API unmap IOVA
2. Device driver unbind a PASID from a process, sva_unbind_device()
3. PASID is torn down, after PASID cache is flushed. e.g. process
exit_mmap() due to crash
4. Under SVA usage, called by mmu_notifier.invalidate_range() where
VM has to free pages that were unmapped
5. userspace driver unmaps a DMA buffer
6. Cache invalidation in vSVA usage (upcoming)

For #1 and #2, device drivers are responsible for stopping DMA traffic
before unmap/unbind. For #3, iommu driver gets mmu_notifier to
invalidate TLB the same way as normal user unmap which will do an extra
invalidation. The dTLB invalidation after PASID cache flush does not
need an extra invalidation.

Therefore, we only need to deal with #4 and #5 in this patch. #1 is also
covered by this patch due to common code path with #5.

Tested-by: Yuzhang Luo <yuzhang.luo@intel.com>
Reviewed-by: Ashok Raj <ashok.raj@intel.com>
Reviewed-by: Kevin Tian <kevin.tian@intel.com>
Signed-off-by: Jacob Pan <jacob.jun.pan@linux.intel.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221130062449.1360063-1-jacob.jun.pan@linux.intel.com
Signed-off-by: Lu Baolu <baolu.lu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>

Merge tag 'amd-drm-fixes-6.1-2022-12-01' of https://gitlab.freedesktop.org/agd5f/linux into drm-fixes

amd-drm-fixes-6.1-2022-12-01:

amdgpu:
- VCN fix for vangogh

Signed-off-by: Dave Airlie <airlied@redhat.com>
From: Alex Deucher <alexander.deucher@amd.com>
Link: https://patchwork.freedesktop.org/patch/msgid/20221201202015.5931-1-alexander.deucher@amd.com

i2c: imx: Only DMA messages with I2C_M_DMA_SAFE flag set

Recent changes to the DMA code has resulting in the IMX driver failing
I2C transfers when the buffer has been vmalloc. Only perform DMA
transfers if the message has the I2C_M_DMA_SAFE flag set, indicating
the client is providing a buffer which is DMA safe.

This is a minimal fix for stable. The I2C core provides helpers to
allocate a bounce buffer. For a fuller fix the master should make use
of these helpers.

Fixes: 4544b9f25e70 ("dma-mapping: Add vmap checks to dma_map_single()")
Signed-off-by: Andrew Lunn <andrew@lunn.ch>
Acked-by: Oleksij Rempel <o.rempel@pengutronix.de>
Signed-off-by: Wolfram Sang <wsa@kernel.org>

i2c: qcom-geni: fix error return code in geni_i2c_gpi_xfer

Fix to return a negative error code from the gi2c->err instead of
0.

Fixes: d8703554f4de ("i2c: qcom-geni: Add support for GPI DMA")
Signed-off-by: Wang Yufen <wangyufen@huawei.com>
Reviewed-by: Tommaso Merciai <tommaso.merciai@amarulasoluitons.com>
Signed-off-by: Wolfram Sang <wsa@kernel.org>

i2c: cadence: Fix regression with bus recovery

Commit "i2c: cadence: Add standard bus recovery support" breaks for i2c
devices that have no pinctrl defined. There is no requirement for this
to exist in the DT. This has worked perfectly well without this before in
at least 1 real usage case on hardware (Mali Komeda DPU, Cadence i2c to
talk to a tda99xx phy). Adding the requirement to have pinctrl set up in
the device tree (or otherwise be found) is a regression where the whole
i2c device is lost entirely (in this case dropping entire devices which
then leads to the drm display stack unable to find the phy for display
output, thus having no drm display device and so on down the chain).

This converts the above commit to an enhancement if pinctrl can be found
for the i2c device, providing a timeout on read with recovery, but if not,
do what used to be done rather than a fatal loss of a device.

This restores the mentioned display devices to their working state again.

Fixes: 58b924241d0a ("i2c: cadence: Add standard bus recovery support")
Signed-off-by: Carsten Haitzler <carsten.haitzler@arm.com>
Reviewed-by: Shubhrajyoti Datta <shubhrajyoti.datta@amd.com>
Reviewed-by: Michael Grzeschik <m.grzeschik@pengutronix.de>
Acked-by: Michal Simek <michal.simek@amd.com>
[wsa: added braces to else-branch]
Signed-off-by: Wolfram Sang <wsa@kernel.org>

Merge tag 'drm-intel-fixes-2022-12-01' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-intel into drm-fixes

- Fix dram info readout (Radhakrishna Sripada)
- Remove non-existent pipes from bigjoiner pipe mask (Ville Syrjälä)
- Fix negative value passed as remaining time (Janusz Krzysztofik)
- Never return 0 if not all requests retired (Janusz Krzysztofik)

Signed-off-by: Dave Airlie <airlied@redhat.com>
From: Tvrtko Ursulin <tvrtko.ursulin@linux.intel.com>
Link: https://patchwork.freedesktop.org/patch/msgid/Y4hp+a3TJ13t2ZA1@tursulin-desk

error-injection: Add prompt for function error injection

The config to be able to inject error codes into any function annotated
with ALLOW_ERROR_INJECTION() is enabled when FUNCTION_ERROR_INJECTION is
enabled.  But unfortunately, this is always enabled on x86 when KPROBES
is enabled, and there's no way to turn it off.

As kprobes is useful for observability of the kernel, it is useful to
have it enabled in production environments.  But error injection should
be avoided.  Add a prompt to the config to allow it to be disabled even
when kprobes is enabled, and get rid of the "def_bool y".

This is a kernel debug feature (it's in Kconfig.debug), and should have
never been something enabled by default.

Cc: stable@vger.kernel.org
Fixes: 540adea3809f6 ("error-injection: Separate error-injection from kprobe")
Signed-off-by: Steven Rostedt (Google) <rostedt@goodmis.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

drm/amdgpu: enable Vangogh VCN indirect sram mode

So that uses PSP to initialize HW.

Fixes: 0c2c02b66c672e ("drm/amdgpu/vcn: add firmware support for dimgrey_cavefish")
Signed-off-by: Leo Liu <leo.liu@amd.com>
Reviewed-by: James Zhu <James.Zhu@amd.com>
Signed-off-by: Alex Deucher <alexander.deucher@amd.com>
Cc: stable@vger.kernel.org