Merge tag '6.9-rc5-cifs-fixes-part2' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / volumes.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/sched/mm.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/ratelimit.h>
10 #include <linux/kthread.h>
11 #include <linux/semaphore.h>
12 #include <linux/uuid.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/namei.h>
15 #include "misc.h"
16 #include "ctree.h"
17 #include "disk-io.h"
18 #include "transaction.h"
19 #include "volumes.h"
20 #include "raid56.h"
21 #include "rcu-string.h"
22 #include "dev-replace.h"
23 #include "sysfs.h"
24 #include "tree-checker.h"
25 #include "space-info.h"
26 #include "block-group.h"
27 #include "discard.h"
28 #include "zoned.h"
29 #include "fs.h"
30 #include "accessors.h"
31 #include "uuid-tree.h"
32 #include "ioctl.h"
33 #include "relocation.h"
34 #include "scrub.h"
35 #include "super.h"
36 #include "raid-stripe-tree.h"
37
38 #define BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK   (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | \
39                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 | \
40                                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
41
42 struct btrfs_io_geometry {
43         u32 stripe_index;
44         u32 stripe_nr;
45         int mirror_num;
46         int num_stripes;
47         u64 stripe_offset;
48         u64 raid56_full_stripe_start;
49         int max_errors;
50         enum btrfs_map_op op;
51 };
52
53 const struct btrfs_raid_attr btrfs_raid_array[BTRFS_NR_RAID_TYPES] = {
54         [BTRFS_RAID_RAID10] = {
55                 .sub_stripes    = 2,
56                 .dev_stripes    = 1,
57                 .devs_max       = 0,    /* 0 == as many as possible */
58                 .devs_min       = 2,
59                 .tolerated_failures = 1,
60                 .devs_increment = 2,
61                 .ncopies        = 2,
62                 .nparity        = 0,
63                 .raid_name      = "raid10",
64                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10,
65                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID10_MIN_NOT_MET,
66         },
67         [BTRFS_RAID_RAID1] = {
68                 .sub_stripes    = 1,
69                 .dev_stripes    = 1,
70                 .devs_max       = 2,
71                 .devs_min       = 2,
72                 .tolerated_failures = 1,
73                 .devs_increment = 2,
74                 .ncopies        = 2,
75                 .nparity        = 0,
76                 .raid_name      = "raid1",
77                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1,
78                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1_MIN_NOT_MET,
79         },
80         [BTRFS_RAID_RAID1C3] = {
81                 .sub_stripes    = 1,
82                 .dev_stripes    = 1,
83                 .devs_max       = 3,
84                 .devs_min       = 3,
85                 .tolerated_failures = 2,
86                 .devs_increment = 3,
87                 .ncopies        = 3,
88                 .nparity        = 0,
89                 .raid_name      = "raid1c3",
90                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3,
91                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C3_MIN_NOT_MET,
92         },
93         [BTRFS_RAID_RAID1C4] = {
94                 .sub_stripes    = 1,
95                 .dev_stripes    = 1,
96                 .devs_max       = 4,
97                 .devs_min       = 4,
98                 .tolerated_failures = 3,
99                 .devs_increment = 4,
100                 .ncopies        = 4,
101                 .nparity        = 0,
102                 .raid_name      = "raid1c4",
103                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4,
104                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID1C4_MIN_NOT_MET,
105         },
106         [BTRFS_RAID_DUP] = {
107                 .sub_stripes    = 1,
108                 .dev_stripes    = 2,
109                 .devs_max       = 1,
110                 .devs_min       = 1,
111                 .tolerated_failures = 0,
112                 .devs_increment = 1,
113                 .ncopies        = 2,
114                 .nparity        = 0,
115                 .raid_name      = "dup",
116                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP,
117                 .mindev_error   = 0,
118         },
119         [BTRFS_RAID_RAID0] = {
120                 .sub_stripes    = 1,
121                 .dev_stripes    = 1,
122                 .devs_max       = 0,
123                 .devs_min       = 1,
124                 .tolerated_failures = 0,
125                 .devs_increment = 1,
126                 .ncopies        = 1,
127                 .nparity        = 0,
128                 .raid_name      = "raid0",
129                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0,
130                 .mindev_error   = 0,
131         },
132         [BTRFS_RAID_SINGLE] = {
133                 .sub_stripes    = 1,
134                 .dev_stripes    = 1,
135                 .devs_max       = 1,
136                 .devs_min       = 1,
137                 .tolerated_failures = 0,
138                 .devs_increment = 1,
139                 .ncopies        = 1,
140                 .nparity        = 0,
141                 .raid_name      = "single",
142                 .bg_flag        = 0,
143                 .mindev_error   = 0,
144         },
145         [BTRFS_RAID_RAID5] = {
146                 .sub_stripes    = 1,
147                 .dev_stripes    = 1,
148                 .devs_max       = 0,
149                 .devs_min       = 2,
150                 .tolerated_failures = 1,
151                 .devs_increment = 1,
152                 .ncopies        = 1,
153                 .nparity        = 1,
154                 .raid_name      = "raid5",
155                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5,
156                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID5_MIN_NOT_MET,
157         },
158         [BTRFS_RAID_RAID6] = {
159                 .sub_stripes    = 1,
160                 .dev_stripes    = 1,
161                 .devs_max       = 0,
162                 .devs_min       = 3,
163                 .tolerated_failures = 2,
164                 .devs_increment = 1,
165                 .ncopies        = 1,
166                 .nparity        = 2,
167                 .raid_name      = "raid6",
168                 .bg_flag        = BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6,
169                 .mindev_error   = BTRFS_ERROR_DEV_RAID6_MIN_NOT_MET,
170         },
171 };
172
173 /*
174  * Convert block group flags (BTRFS_BLOCK_GROUP_*) to btrfs_raid_types, which
175  * can be used as index to access btrfs_raid_array[].
176  */
177 enum btrfs_raid_types __attribute_const__ btrfs_bg_flags_to_raid_index(u64 flags)
178 {
179         const u64 profile = (flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
180
181         if (!profile)
182                 return BTRFS_RAID_SINGLE;
183
184         return BTRFS_BG_FLAG_TO_INDEX(profile);
185 }
186
187 const char *btrfs_bg_type_to_raid_name(u64 flags)
188 {
189         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
190
191         if (index >= BTRFS_NR_RAID_TYPES)
192                 return NULL;
193
194         return btrfs_raid_array[index].raid_name;
195 }
196
197 int btrfs_nr_parity_stripes(u64 type)
198 {
199         enum btrfs_raid_types index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
200
201         return btrfs_raid_array[index].nparity;
202 }
203
204 /*
205  * Fill @buf with textual description of @bg_flags, no more than @size_buf
206  * bytes including terminating null byte.
207  */
208 void btrfs_describe_block_groups(u64 bg_flags, char *buf, u32 size_buf)
209 {
210         int i;
211         int ret;
212         char *bp = buf;
213         u64 flags = bg_flags;
214         u32 size_bp = size_buf;
215
216         if (!flags) {
217                 strcpy(bp, "NONE");
218                 return;
219         }
220
221 #define DESCRIBE_FLAG(flag, desc)                                               \
222         do {                                                            \
223                 if (flags & (flag)) {                                   \
224                         ret = snprintf(bp, size_bp, "%s|", (desc));     \
225                         if (ret < 0 || ret >= size_bp)                  \
226                                 goto out_overflow;                      \
227                         size_bp -= ret;                                 \
228                         bp += ret;                                      \
229                         flags &= ~(flag);                               \
230                 }                                                       \
231         } while (0)
232
233         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA, "data");
234         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM, "system");
235         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA, "metadata");
236
237         DESCRIBE_FLAG(BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE, "single");
238         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++)
239                 DESCRIBE_FLAG(btrfs_raid_array[i].bg_flag,
240                               btrfs_raid_array[i].raid_name);
241 #undef DESCRIBE_FLAG
242
243         if (flags) {
244                 ret = snprintf(bp, size_bp, "0x%llx|", flags);
245                 size_bp -= ret;
246         }
247
248         if (size_bp < size_buf)
249                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last | */
250
251         /*
252          * The text is trimmed, it's up to the caller to provide sufficiently
253          * large buffer
254          */
255 out_overflow:;
256 }
257
258 static int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans);
259 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info);
260 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *device);
261
262 /*
263  * Device locking
264  * ==============
265  *
266  * There are several mutexes that protect manipulation of devices and low-level
267  * structures like chunks but not block groups, extents or files
268  *
269  * uuid_mutex (global lock)
270  * ------------------------
271  * protects the fs_uuids list that tracks all per-fs fs_devices, resulting from
272  * the SCAN_DEV ioctl registration or from mount either implicitly (the first
273  * device) or requested by the device= mount option
274  *
275  * the mutex can be very coarse and can cover long-running operations
276  *
277  * protects: updates to fs_devices counters like missing devices, rw devices,
278  * seeding, structure cloning, opening/closing devices at mount/umount time
279  *
280  * global::fs_devs - add, remove, updates to the global list
281  *
282  * does not protect: manipulation of the fs_devices::devices list in general
283  * but in mount context it could be used to exclude list modifications by eg.
284  * scan ioctl
285  *
286  * btrfs_device::name - renames (write side), read is RCU
287  *
288  * fs_devices::device_list_mutex (per-fs, with RCU)
289  * ------------------------------------------------
290  * protects updates to fs_devices::devices, ie. adding and deleting
291  *
292  * simple list traversal with read-only actions can be done with RCU protection
293  *
294  * may be used to exclude some operations from running concurrently without any
295  * modifications to the list (see write_all_supers)
296  *
297  * Is not required at mount and close times, because our device list is
298  * protected by the uuid_mutex at that point.
299  *
300  * balance_mutex
301  * -------------
302  * protects balance structures (status, state) and context accessed from
303  * several places (internally, ioctl)
304  *
305  * chunk_mutex
306  * -----------
307  * protects chunks, adding or removing during allocation, trim or when a new
308  * device is added/removed. Additionally it also protects post_commit_list of
309  * individual devices, since they can be added to the transaction's
310  * post_commit_list only with chunk_mutex held.
311  *
312  * cleaner_mutex
313  * -------------
314  * a big lock that is held by the cleaner thread and prevents running subvolume
315  * cleaning together with relocation or delayed iputs
316  *
317  *
318  * Lock nesting
319  * ============
320  *
321  * uuid_mutex
322  *   device_list_mutex
323  *     chunk_mutex
324  *   balance_mutex
325  *
326  *
327  * Exclusive operations
328  * ====================
329  *
330  * Maintains the exclusivity of the following operations that apply to the
331  * whole filesystem and cannot run in parallel.
332  *
333  * - Balance (*)
334  * - Device add
335  * - Device remove
336  * - Device replace (*)
337  * - Resize
338  *
339  * The device operations (as above) can be in one of the following states:
340  *
341  * - Running state
342  * - Paused state
343  * - Completed state
344  *
345  * Only device operations marked with (*) can go into the Paused state for the
346  * following reasons:
347  *
348  * - ioctl (only Balance can be Paused through ioctl)
349  * - filesystem remounted as read-only
350  * - filesystem unmounted and mounted as read-only
351  * - system power-cycle and filesystem mounted as read-only
352  * - filesystem or device errors leading to forced read-only
353  *
354  * The status of exclusive operation is set and cleared atomically.
355  * During the course of Paused state, fs_info::exclusive_operation remains set.
356  * A device operation in Paused or Running state can be canceled or resumed
357  * either by ioctl (Balance only) or when remounted as read-write.
358  * The exclusive status is cleared when the device operation is canceled or
359  * completed.
360  */
361
362 DEFINE_MUTEX(uuid_mutex);
363 static LIST_HEAD(fs_uuids);
364 struct list_head * __attribute_const__ btrfs_get_fs_uuids(void)
365 {
366         return &fs_uuids;
367 }
368
369 /*
370  * Allocate new btrfs_fs_devices structure identified by a fsid.
371  *
372  * @fsid:    if not NULL, copy the UUID to fs_devices::fsid and to
373  *           fs_devices::metadata_fsid
374  *
375  * Return a pointer to a new struct btrfs_fs_devices on success, or ERR_PTR().
376  * The returned struct is not linked onto any lists and can be destroyed with
377  * kfree() right away.
378  */
379 static struct btrfs_fs_devices *alloc_fs_devices(const u8 *fsid)
380 {
381         struct btrfs_fs_devices *fs_devs;
382
383         fs_devs = kzalloc(sizeof(*fs_devs), GFP_KERNEL);
384         if (!fs_devs)
385                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
386
387         mutex_init(&fs_devs->device_list_mutex);
388
389         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->devices);
390         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->alloc_list);
391         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->fs_list);
392         INIT_LIST_HEAD(&fs_devs->seed_list);
393
394         if (fsid) {
395                 memcpy(fs_devs->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
396                 memcpy(fs_devs->metadata_uuid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
397         }
398
399         return fs_devs;
400 }
401
402 static void btrfs_free_device(struct btrfs_device *device)
403 {
404         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
405         rcu_string_free(device->name);
406         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
407         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
408         kfree(device);
409 }
410
411 static void free_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
412 {
413         struct btrfs_device *device;
414
415         WARN_ON(fs_devices->opened);
416         while (!list_empty(&fs_devices->devices)) {
417                 device = list_entry(fs_devices->devices.next,
418                                     struct btrfs_device, dev_list);
419                 list_del(&device->dev_list);
420                 btrfs_free_device(device);
421         }
422         kfree(fs_devices);
423 }
424
425 void __exit btrfs_cleanup_fs_uuids(void)
426 {
427         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
428
429         while (!list_empty(&fs_uuids)) {
430                 fs_devices = list_entry(fs_uuids.next,
431                                         struct btrfs_fs_devices, fs_list);
432                 list_del(&fs_devices->fs_list);
433                 free_fs_devices(fs_devices);
434         }
435 }
436
437 static bool match_fsid_fs_devices(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
438                                   const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
439 {
440         if (memcmp(fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
441                 return false;
442
443         if (!metadata_fsid)
444                 return true;
445
446         if (memcmp(metadata_fsid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE) != 0)
447                 return false;
448
449         return true;
450 }
451
452 static noinline struct btrfs_fs_devices *find_fsid(
453                 const u8 *fsid, const u8 *metadata_fsid)
454 {
455         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
456
457         ASSERT(fsid);
458
459         /* Handle non-split brain cases */
460         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
461                 if (match_fsid_fs_devices(fs_devices, fsid, metadata_fsid))
462                         return fs_devices;
463         }
464         return NULL;
465 }
466
467 static int
468 btrfs_get_bdev_and_sb(const char *device_path, blk_mode_t flags, void *holder,
469                       int flush, struct file **bdev_file,
470                       struct btrfs_super_block **disk_super)
471 {
472         struct block_device *bdev;
473         int ret;
474
475         *bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, flags, holder, NULL);
476
477         if (IS_ERR(*bdev_file)) {
478                 ret = PTR_ERR(*bdev_file);
479                 goto error;
480         }
481         bdev = file_bdev(*bdev_file);
482
483         if (flush)
484                 sync_blockdev(bdev);
485         ret = set_blocksize(bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
486         if (ret) {
487                 fput(*bdev_file);
488                 goto error;
489         }
490         invalidate_bdev(bdev);
491         *disk_super = btrfs_read_dev_super(bdev);
492         if (IS_ERR(*disk_super)) {
493                 ret = PTR_ERR(*disk_super);
494                 fput(*bdev_file);
495                 goto error;
496         }
497
498         return 0;
499
500 error:
501         *bdev_file = NULL;
502         return ret;
503 }
504
505 /*
506  *  Search and remove all stale devices (which are not mounted).  When both
507  *  inputs are NULL, it will search and release all stale devices.
508  *
509  *  @devt:         Optional. When provided will it release all unmounted devices
510  *                 matching this devt only.
511  *  @skip_device:  Optional. Will skip this device when searching for the stale
512  *                 devices.
513  *
514  *  Return:     0 for success or if @devt is 0.
515  *              -EBUSY if @devt is a mounted device.
516  *              -ENOENT if @devt does not match any device in the list.
517  */
518 static int btrfs_free_stale_devices(dev_t devt, struct btrfs_device *skip_device)
519 {
520         struct btrfs_fs_devices *fs_devices, *tmp_fs_devices;
521         struct btrfs_device *device, *tmp_device;
522         int ret;
523         bool freed = false;
524
525         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
526
527         /* Return good status if there is no instance of devt. */
528         ret = 0;
529         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
530
531                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
532                 list_for_each_entry_safe(device, tmp_device,
533                                          &fs_devices->devices, dev_list) {
534                         if (skip_device && skip_device == device)
535                                 continue;
536                         if (devt && devt != device->devt)
537                                 continue;
538                         if (fs_devices->opened) {
539                                 if (devt)
540                                         ret = -EBUSY;
541                                 break;
542                         }
543
544                         /* delete the stale device */
545                         fs_devices->num_devices--;
546                         list_del(&device->dev_list);
547                         btrfs_free_device(device);
548
549                         freed = true;
550                 }
551                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
552
553                 if (fs_devices->num_devices == 0) {
554                         btrfs_sysfs_remove_fsid(fs_devices);
555                         list_del(&fs_devices->fs_list);
556                         free_fs_devices(fs_devices);
557                 }
558         }
559
560         /* If there is at least one freed device return 0. */
561         if (freed)
562                 return 0;
563
564         return ret;
565 }
566
567 static struct btrfs_fs_devices *find_fsid_by_device(
568                                         struct btrfs_super_block *disk_super,
569                                         dev_t devt, bool *same_fsid_diff_dev)
570 {
571         struct btrfs_fs_devices *fsid_fs_devices;
572         struct btrfs_fs_devices *devt_fs_devices;
573         const bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
574                                         BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
575         bool found_by_devt = false;
576
577         /* Find the fs_device by the usual method, if found use it. */
578         fsid_fs_devices = find_fsid(disk_super->fsid,
579                     has_metadata_uuid ? disk_super->metadata_uuid : NULL);
580
581         /* The temp_fsid feature is supported only with single device filesystem. */
582         if (btrfs_super_num_devices(disk_super) != 1)
583                 return fsid_fs_devices;
584
585         /*
586          * A seed device is an integral component of the sprout device, which
587          * functions as a multi-device filesystem. So, temp-fsid feature is
588          * not supported.
589          */
590         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING)
591                 return fsid_fs_devices;
592
593         /* Try to find a fs_devices by matching devt. */
594         list_for_each_entry(devt_fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
595                 struct btrfs_device *device;
596
597                 list_for_each_entry(device, &devt_fs_devices->devices, dev_list) {
598                         if (device->devt == devt) {
599                                 found_by_devt = true;
600                                 break;
601                         }
602                 }
603                 if (found_by_devt)
604                         break;
605         }
606
607         if (found_by_devt) {
608                 /* Existing device. */
609                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
610                         if (devt_fs_devices->opened == 0) {
611                                 /* Stale device. */
612                                 return NULL;
613                         } else {
614                                 /* temp_fsid is mounting a subvol. */
615                                 return devt_fs_devices;
616                         }
617                 } else {
618                         /* Regular or temp_fsid device mounting a subvol. */
619                         return devt_fs_devices;
620                 }
621         } else {
622                 /* New device. */
623                 if (fsid_fs_devices == NULL) {
624                         return NULL;
625                 } else {
626                         /* sb::fsid is already used create a new temp_fsid. */
627                         *same_fsid_diff_dev = true;
628                         return NULL;
629                 }
630         }
631
632         /* Not reached. */
633 }
634
635 /*
636  * This is only used on mount, and we are protected from competing things
637  * messing with our fs_devices by the uuid_mutex, thus we do not need the
638  * fs_devices->device_list_mutex here.
639  */
640 static int btrfs_open_one_device(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
641                         struct btrfs_device *device, blk_mode_t flags,
642                         void *holder)
643 {
644         struct file *bdev_file;
645         struct btrfs_super_block *disk_super;
646         u64 devid;
647         int ret;
648
649         if (device->bdev)
650                 return -EINVAL;
651         if (!device->name)
652                 return -EINVAL;
653
654         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(device->name->str, flags, holder, 1,
655                                     &bdev_file, &disk_super);
656         if (ret)
657                 return ret;
658
659         devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
660         if (devid != device->devid)
661                 goto error_free_page;
662
663         if (memcmp(device->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE))
664                 goto error_free_page;
665
666         device->generation = btrfs_super_generation(disk_super);
667
668         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING) {
669                 if (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
670                     BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID) {
671                         pr_err(
672                 "BTRFS: Invalid seeding and uuid-changed device detected\n");
673                         goto error_free_page;
674                 }
675
676                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
677                 fs_devices->seeding = true;
678         } else {
679                 if (bdev_read_only(file_bdev(bdev_file)))
680                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
681                 else
682                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
683         }
684
685         if (!bdev_nonrot(file_bdev(bdev_file)))
686                 fs_devices->rotating = true;
687
688         if (bdev_max_discard_sectors(file_bdev(bdev_file)))
689                 fs_devices->discardable = true;
690
691         device->bdev_file = bdev_file;
692         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
693         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
694
695         if (device->devt != device->bdev->bd_dev) {
696                 btrfs_warn(NULL,
697                            "device %s maj:min changed from %d:%d to %d:%d",
698                            device->name->str, MAJOR(device->devt),
699                            MINOR(device->devt), MAJOR(device->bdev->bd_dev),
700                            MINOR(device->bdev->bd_dev));
701
702                 device->devt = device->bdev->bd_dev;
703         }
704
705         fs_devices->open_devices++;
706         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
707             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
708                 fs_devices->rw_devices++;
709                 list_add_tail(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
710         }
711         btrfs_release_disk_super(disk_super);
712
713         return 0;
714
715 error_free_page:
716         btrfs_release_disk_super(disk_super);
717         fput(bdev_file);
718
719         return -EINVAL;
720 }
721
722 u8 *btrfs_sb_fsid_ptr(struct btrfs_super_block *sb)
723 {
724         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(sb) &
725                                   BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
726
727         return has_metadata_uuid ? sb->metadata_uuid : sb->fsid;
728 }
729
730 /*
731  * Add new device to list of registered devices
732  *
733  * Returns:
734  * device pointer which was just added or updated when successful
735  * error pointer when failed
736  */
737 static noinline struct btrfs_device *device_list_add(const char *path,
738                            struct btrfs_super_block *disk_super,
739                            bool *new_device_added)
740 {
741         struct btrfs_device *device;
742         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = NULL;
743         struct rcu_string *name;
744         u64 found_transid = btrfs_super_generation(disk_super);
745         u64 devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
746         dev_t path_devt;
747         int error;
748         bool same_fsid_diff_dev = false;
749         bool has_metadata_uuid = (btrfs_super_incompat_flags(disk_super) &
750                 BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_METADATA_UUID);
751
752         if (btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_CHANGING_FSID_V2) {
753                 btrfs_err(NULL,
754 "device %s has incomplete metadata_uuid change, please use btrfstune to complete",
755                           path);
756                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
757         }
758
759         error = lookup_bdev(path, &path_devt);
760         if (error) {
761                 btrfs_err(NULL, "failed to lookup block device for path %s: %d",
762                           path, error);
763                 return ERR_PTR(error);
764         }
765
766         fs_devices = find_fsid_by_device(disk_super, path_devt, &same_fsid_diff_dev);
767
768         if (!fs_devices) {
769                 fs_devices = alloc_fs_devices(disk_super->fsid);
770                 if (IS_ERR(fs_devices))
771                         return ERR_CAST(fs_devices);
772
773                 if (has_metadata_uuid)
774                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
775                                disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
776
777                 if (same_fsid_diff_dev) {
778                         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
779                         fs_devices->temp_fsid = true;
780                 pr_info("BTRFS: device %s (%d:%d) using temp-fsid %pU\n",
781                                 path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
782                                 fs_devices->fsid);
783                 }
784
785                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
786                 list_add(&fs_devices->fs_list, &fs_uuids);
787
788                 device = NULL;
789         } else {
790                 struct btrfs_dev_lookup_args args = {
791                         .devid = devid,
792                         .uuid = disk_super->dev_item.uuid,
793                 };
794
795                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
796                 device = btrfs_find_device(fs_devices, &args);
797
798                 if (found_transid > fs_devices->latest_generation) {
799                         memcpy(fs_devices->fsid, disk_super->fsid,
800                                         BTRFS_FSID_SIZE);
801                         memcpy(fs_devices->metadata_uuid,
802                                btrfs_sb_fsid_ptr(disk_super), BTRFS_FSID_SIZE);
803                 }
804         }
805
806         if (!device) {
807                 unsigned int nofs_flag;
808
809                 if (fs_devices->opened) {
810                         btrfs_err(NULL,
811 "device %s (%d:%d) belongs to fsid %pU, and the fs is already mounted, scanned by %s (%d)",
812                                   path, MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
813                                   fs_devices->fsid, current->comm,
814                                   task_pid_nr(current));
815                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
816                         return ERR_PTR(-EBUSY);
817                 }
818
819                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
820                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid,
821                                             disk_super->dev_item.uuid, path);
822                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
823                 if (IS_ERR(device)) {
824                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
825                         /* we can safely leave the fs_devices entry around */
826                         return device;
827                 }
828
829                 device->devt = path_devt;
830
831                 list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
832                 fs_devices->num_devices++;
833
834                 device->fs_devices = fs_devices;
835                 *new_device_added = true;
836
837                 if (disk_super->label[0])
838                         pr_info(
839 "BTRFS: device label %s devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
840                                 disk_super->label, devid, found_transid, path,
841                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
842                                 current->comm, task_pid_nr(current));
843                 else
844                         pr_info(
845 "BTRFS: device fsid %pU devid %llu transid %llu %s (%d:%d) scanned by %s (%d)\n",
846                                 disk_super->fsid, devid, found_transid, path,
847                                 MAJOR(path_devt), MINOR(path_devt),
848                                 current->comm, task_pid_nr(current));
849
850         } else if (!device->name || strcmp(device->name->str, path)) {
851                 /*
852                  * When FS is already mounted.
853                  * 1. If you are here and if the device->name is NULL that
854                  *    means this device was missing at time of FS mount.
855                  * 2. If you are here and if the device->name is different
856                  *    from 'path' that means either
857                  *      a. The same device disappeared and reappeared with
858                  *         different name. or
859                  *      b. The missing-disk-which-was-replaced, has
860                  *         reappeared now.
861                  *
862                  * We must allow 1 and 2a above. But 2b would be a spurious
863                  * and unintentional.
864                  *
865                  * Further in case of 1 and 2a above, the disk at 'path'
866                  * would have missed some transaction when it was away and
867                  * in case of 2a the stale bdev has to be updated as well.
868                  * 2b must not be allowed at all time.
869                  */
870
871                 /*
872                  * For now, we do allow update to btrfs_fs_device through the
873                  * btrfs dev scan cli after FS has been mounted.  We're still
874                  * tracking a problem where systems fail mount by subvolume id
875                  * when we reject replacement on a mounted FS.
876                  */
877                 if (!fs_devices->opened && found_transid < device->generation) {
878                         /*
879                          * That is if the FS is _not_ mounted and if you
880                          * are here, that means there is more than one
881                          * disk with same uuid and devid.We keep the one
882                          * with larger generation number or the last-in if
883                          * generation are equal.
884                          */
885                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
886                         btrfs_err(NULL,
887 "device %s already registered with a higher generation, found %llu expect %llu",
888                                   path, found_transid, device->generation);
889                         return ERR_PTR(-EEXIST);
890                 }
891
892                 /*
893                  * We are going to replace the device path for a given devid,
894                  * make sure it's the same device if the device is mounted
895                  *
896                  * NOTE: the device->fs_info may not be reliable here so pass
897                  * in a NULL to message helpers instead. This avoids a possible
898                  * use-after-free when the fs_info and fs_info->sb are already
899                  * torn down.
900                  */
901                 if (device->bdev) {
902                         if (device->devt != path_devt) {
903                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
904                                 btrfs_warn_in_rcu(NULL,
905         "duplicate device %s devid %llu generation %llu scanned by %s (%d)",
906                                                   path, devid, found_transid,
907                                                   current->comm,
908                                                   task_pid_nr(current));
909                                 return ERR_PTR(-EEXIST);
910                         }
911                         btrfs_info_in_rcu(NULL,
912         "devid %llu device path %s changed to %s scanned by %s (%d)",
913                                           devid, btrfs_dev_name(device),
914                                           path, current->comm,
915                                           task_pid_nr(current));
916                 }
917
918                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_NOFS);
919                 if (!name) {
920                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
921                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
922                 }
923                 rcu_string_free(device->name);
924                 rcu_assign_pointer(device->name, name);
925                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
926                         fs_devices->missing_devices--;
927                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
928                 }
929                 device->devt = path_devt;
930         }
931
932         /*
933          * Unmount does not free the btrfs_device struct but would zero
934          * generation along with most of the other members. So just update
935          * it back. We need it to pick the disk with largest generation
936          * (as above).
937          */
938         if (!fs_devices->opened) {
939                 device->generation = found_transid;
940                 fs_devices->latest_generation = max_t(u64, found_transid,
941                                                 fs_devices->latest_generation);
942         }
943
944         fs_devices->total_devices = btrfs_super_num_devices(disk_super);
945
946         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
947         return device;
948 }
949
950 static struct btrfs_fs_devices *clone_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *orig)
951 {
952         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
953         struct btrfs_device *device;
954         struct btrfs_device *orig_dev;
955         int ret = 0;
956
957         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
958
959         fs_devices = alloc_fs_devices(orig->fsid);
960         if (IS_ERR(fs_devices))
961                 return fs_devices;
962
963         fs_devices->total_devices = orig->total_devices;
964
965         list_for_each_entry(orig_dev, &orig->devices, dev_list) {
966                 const char *dev_path = NULL;
967
968                 /*
969                  * This is ok to do without RCU read locked because we hold the
970                  * uuid mutex so nothing we touch in here is going to disappear.
971                  */
972                 if (orig_dev->name)
973                         dev_path = orig_dev->name->str;
974
975                 device = btrfs_alloc_device(NULL, &orig_dev->devid,
976                                             orig_dev->uuid, dev_path);
977                 if (IS_ERR(device)) {
978                         ret = PTR_ERR(device);
979                         goto error;
980                 }
981
982                 if (orig_dev->zone_info) {
983                         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;
984
985                         zone_info = btrfs_clone_dev_zone_info(orig_dev);
986                         if (!zone_info) {
987                                 btrfs_free_device(device);
988                                 ret = -ENOMEM;
989                                 goto error;
990                         }
991                         device->zone_info = zone_info;
992                 }
993
994                 list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
995                 device->fs_devices = fs_devices;
996                 fs_devices->num_devices++;
997         }
998         return fs_devices;
999 error:
1000         free_fs_devices(fs_devices);
1001         return ERR_PTR(ret);
1002 }
1003
1004 static void __btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1005                                       struct btrfs_device **latest_dev)
1006 {
1007         struct btrfs_device *device, *next;
1008
1009         /* This is the initialized path, it is safe to release the devices. */
1010         list_for_each_entry_safe(device, next, &fs_devices->devices, dev_list) {
1011                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state)) {
1012                         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT,
1013                                       &device->dev_state) &&
1014                             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
1015                                       &device->dev_state) &&
1016                             (!*latest_dev ||
1017                              device->generation > (*latest_dev)->generation)) {
1018                                 *latest_dev = device;
1019                         }
1020                         continue;
1021                 }
1022
1023                 /*
1024                  * We have already validated the presence of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
1025                  * in btrfs_init_dev_replace() so just continue.
1026                  */
1027                 if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1028                         continue;
1029
1030                 if (device->bdev_file) {
1031                         fput(device->bdev_file);
1032                         device->bdev = NULL;
1033                         device->bdev_file = NULL;
1034                         fs_devices->open_devices--;
1035                 }
1036                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1037                         list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1038                         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1039                         fs_devices->rw_devices--;
1040                 }
1041                 list_del_init(&device->dev_list);
1042                 fs_devices->num_devices--;
1043                 btrfs_free_device(device);
1044         }
1045
1046 }
1047
1048 /*
1049  * After we have read the system tree and know devids belonging to this
1050  * filesystem, remove the device which does not belong there.
1051  */
1052 void btrfs_free_extra_devids(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1053 {
1054         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1055         struct btrfs_fs_devices *seed_dev;
1056
1057         mutex_lock(&uuid_mutex);
1058         __btrfs_free_extra_devids(fs_devices, &latest_dev);
1059
1060         list_for_each_entry(seed_dev, &fs_devices->seed_list, seed_list)
1061                 __btrfs_free_extra_devids(seed_dev, &latest_dev);
1062
1063         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1064
1065         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1066 }
1067
1068 static void btrfs_close_bdev(struct btrfs_device *device)
1069 {
1070         if (!device->bdev)
1071                 return;
1072
1073         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
1074                 sync_blockdev(device->bdev);
1075                 invalidate_bdev(device->bdev);
1076         }
1077
1078         fput(device->bdev_file);
1079 }
1080
1081 static void btrfs_close_one_device(struct btrfs_device *device)
1082 {
1083         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = device->fs_devices;
1084
1085         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
1086             device->devid != BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID) {
1087                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
1088                 fs_devices->rw_devices--;
1089         }
1090
1091         if (device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID)
1092                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
1093
1094         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
1095                 clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
1096                 fs_devices->missing_devices--;
1097         }
1098
1099         btrfs_close_bdev(device);
1100         if (device->bdev) {
1101                 fs_devices->open_devices--;
1102                 device->bdev = NULL;
1103         }
1104         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
1105         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
1106
1107         device->fs_info = NULL;
1108         atomic_set(&device->dev_stats_ccnt, 0);
1109         extent_io_tree_release(&device->alloc_state);
1110
1111         /*
1112          * Reset the flush error record. We might have a transient flush error
1113          * in this mount, and if so we aborted the current transaction and set
1114          * the fs to an error state, guaranteeing no super blocks can be further
1115          * committed. However that error might be transient and if we unmount the
1116          * filesystem and mount it again, we should allow the mount to succeed
1117          * (btrfs_check_rw_degradable() should not fail) - if after mounting the
1118          * filesystem again we still get flush errors, then we will again abort
1119          * any transaction and set the error state, guaranteeing no commits of
1120          * unsafe super blocks.
1121          */
1122         device->last_flush_error = 0;
1123
1124         /* Verify the device is back in a pristine state  */
1125         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_FLUSH_SENT, &device->dev_state));
1126         WARN_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state));
1127         WARN_ON(!list_empty(&device->dev_alloc_list));
1128         WARN_ON(!list_empty(&device->post_commit_list));
1129 }
1130
1131 static void close_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1132 {
1133         struct btrfs_device *device, *tmp;
1134
1135         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1136
1137         if (--fs_devices->opened > 0)
1138                 return;
1139
1140         list_for_each_entry_safe(device, tmp, &fs_devices->devices, dev_list)
1141                 btrfs_close_one_device(device);
1142
1143         WARN_ON(fs_devices->open_devices);
1144         WARN_ON(fs_devices->rw_devices);
1145         fs_devices->opened = 0;
1146         fs_devices->seeding = false;
1147         fs_devices->fs_info = NULL;
1148 }
1149
1150 void btrfs_close_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
1151 {
1152         LIST_HEAD(list);
1153         struct btrfs_fs_devices *tmp;
1154
1155         mutex_lock(&uuid_mutex);
1156         close_fs_devices(fs_devices);
1157         if (!fs_devices->opened) {
1158                 list_splice_init(&fs_devices->seed_list, &list);
1159
1160                 /*
1161                  * If the struct btrfs_fs_devices is not assembled with any
1162                  * other device, it can be re-initialized during the next mount
1163                  * without the needing device-scan step. Therefore, it can be
1164                  * fully freed.
1165                  */
1166                 if (fs_devices->num_devices == 1) {
1167                         list_del(&fs_devices->fs_list);
1168                         free_fs_devices(fs_devices);
1169                 }
1170         }
1171
1172
1173         list_for_each_entry_safe(fs_devices, tmp, &list, seed_list) {
1174                 close_fs_devices(fs_devices);
1175                 list_del(&fs_devices->seed_list);
1176                 free_fs_devices(fs_devices);
1177         }
1178         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1179 }
1180
1181 static int open_fs_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1182                                 blk_mode_t flags, void *holder)
1183 {
1184         struct btrfs_device *device;
1185         struct btrfs_device *latest_dev = NULL;
1186         struct btrfs_device *tmp_device;
1187         int ret = 0;
1188
1189         list_for_each_entry_safe(device, tmp_device, &fs_devices->devices,
1190                                  dev_list) {
1191                 int ret2;
1192
1193                 ret2 = btrfs_open_one_device(fs_devices, device, flags, holder);
1194                 if (ret2 == 0 &&
1195                     (!latest_dev || device->generation > latest_dev->generation)) {
1196                         latest_dev = device;
1197                 } else if (ret2 == -ENODATA) {
1198                         fs_devices->num_devices--;
1199                         list_del(&device->dev_list);
1200                         btrfs_free_device(device);
1201                 }
1202                 if (ret == 0 && ret2 != 0)
1203                         ret = ret2;
1204         }
1205
1206         if (fs_devices->open_devices == 0) {
1207                 if (ret)
1208                         return ret;
1209                 return -EINVAL;
1210         }
1211
1212         fs_devices->opened = 1;
1213         fs_devices->latest_dev = latest_dev;
1214         fs_devices->total_rw_bytes = 0;
1215         fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR;
1216         fs_devices->read_policy = BTRFS_READ_POLICY_PID;
1217
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 static int devid_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1222                      const struct list_head *b)
1223 {
1224         const struct btrfs_device *dev1, *dev2;
1225
1226         dev1 = list_entry(a, struct btrfs_device, dev_list);
1227         dev2 = list_entry(b, struct btrfs_device, dev_list);
1228
1229         if (dev1->devid < dev2->devid)
1230                 return -1;
1231         else if (dev1->devid > dev2->devid)
1232                 return 1;
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 int btrfs_open_devices(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
1237                        blk_mode_t flags, void *holder)
1238 {
1239         int ret;
1240
1241         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1242         /*
1243          * The device_list_mutex cannot be taken here in case opening the
1244          * underlying device takes further locks like open_mutex.
1245          *
1246          * We also don't need the lock here as this is called during mount and
1247          * exclusion is provided by uuid_mutex
1248          */
1249
1250         if (fs_devices->opened) {
1251                 fs_devices->opened++;
1252                 ret = 0;
1253         } else {
1254                 list_sort(NULL, &fs_devices->devices, devid_cmp);
1255                 ret = open_fs_devices(fs_devices, flags, holder);
1256         }
1257
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 void btrfs_release_disk_super(struct btrfs_super_block *super)
1262 {
1263         struct page *page = virt_to_page(super);
1264
1265         put_page(page);
1266 }
1267
1268 static struct btrfs_super_block *btrfs_read_disk_super(struct block_device *bdev,
1269                                                        u64 bytenr, u64 bytenr_orig)
1270 {
1271         struct btrfs_super_block *disk_super;
1272         struct page *page;
1273         void *p;
1274         pgoff_t index;
1275
1276         /* make sure our super fits in the device */
1277         if (bytenr + PAGE_SIZE >= bdev_nr_bytes(bdev))
1278                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1279
1280         /* make sure our super fits in the page */
1281         if (sizeof(*disk_super) > PAGE_SIZE)
1282                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1283
1284         /* make sure our super doesn't straddle pages on disk */
1285         index = bytenr >> PAGE_SHIFT;
1286         if ((bytenr + sizeof(*disk_super) - 1) >> PAGE_SHIFT != index)
1287                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1288
1289         /* pull in the page with our super */
1290         page = read_cache_page_gfp(bdev->bd_inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
1291
1292         if (IS_ERR(page))
1293                 return ERR_CAST(page);
1294
1295         p = page_address(page);
1296
1297         /* align our pointer to the offset of the super block */
1298         disk_super = p + offset_in_page(bytenr);
1299
1300         if (btrfs_super_bytenr(disk_super) != bytenr_orig ||
1301             btrfs_super_magic(disk_super) != BTRFS_MAGIC) {
1302                 btrfs_release_disk_super(p);
1303                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1304         }
1305
1306         if (disk_super->label[0] && disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1])
1307                 disk_super->label[BTRFS_LABEL_SIZE - 1] = 0;
1308
1309         return disk_super;
1310 }
1311
1312 int btrfs_forget_devices(dev_t devt)
1313 {
1314         int ret;
1315
1316         mutex_lock(&uuid_mutex);
1317         ret = btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1318         mutex_unlock(&uuid_mutex);
1319
1320         return ret;
1321 }
1322
1323 static bool btrfs_skip_registration(struct btrfs_super_block *disk_super,
1324                                     const char *path, dev_t devt,
1325                                     bool mount_arg_dev)
1326 {
1327         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
1328
1329         /*
1330          * Do not skip device registration for mounted devices with matching
1331          * maj:min but different paths. Booting without initrd relies on
1332          * /dev/root initially, later replaced with the actual root device.
1333          * A successful scan ensures grub2-probe selects the correct device.
1334          */
1335         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_uuids, fs_list) {
1336                 struct btrfs_device *device;
1337
1338                 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
1339
1340                 if (!fs_devices->opened) {
1341                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1342                         continue;
1343                 }
1344
1345                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
1346                         if (device->bdev && (device->bdev->bd_dev == devt) &&
1347                             strcmp(device->name->str, path) != 0) {
1348                                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1349
1350                                 /* Do not skip registration. */
1351                                 return false;
1352                         }
1353                 }
1354                 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
1355         }
1356
1357         if (!mount_arg_dev && btrfs_super_num_devices(disk_super) == 1 &&
1358             !(btrfs_super_flags(disk_super) & BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING))
1359                 return true;
1360
1361         return false;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Look for a btrfs signature on a device. This may be called out of the mount path
1366  * and we are not allowed to call set_blocksize during the scan. The superblock
1367  * is read via pagecache.
1368  *
1369  * With @mount_arg_dev it's a scan during mount time that will always register
1370  * the device or return an error. Multi-device and seeding devices are registered
1371  * in both cases.
1372  */
1373 struct btrfs_device *btrfs_scan_one_device(const char *path, blk_mode_t flags,
1374                                            bool mount_arg_dev)
1375 {
1376         struct btrfs_super_block *disk_super;
1377         bool new_device_added = false;
1378         struct btrfs_device *device = NULL;
1379         struct file *bdev_file;
1380         u64 bytenr, bytenr_orig;
1381         dev_t devt;
1382         int ret;
1383
1384         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
1385
1386         /*
1387          * we would like to check all the supers, but that would make
1388          * a btrfs mount succeed after a mkfs from a different FS.
1389          * So, we need to add a special mount option to scan for
1390          * later supers, using BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX instead
1391          */
1392
1393         /*
1394          * Avoid an exclusive open here, as the systemd-udev may initiate the
1395          * device scan which may race with the user's mount or mkfs command,
1396          * resulting in failure.
1397          * Since the device scan is solely for reading purposes, there is no
1398          * need for an exclusive open. Additionally, the devices are read again
1399          * during the mount process. It is ok to get some inconsistent
1400          * values temporarily, as the device paths of the fsid are the only
1401          * required information for assembling the volume.
1402          */
1403         bdev_file = bdev_file_open_by_path(path, flags, NULL, NULL);
1404         if (IS_ERR(bdev_file))
1405                 return ERR_CAST(bdev_file);
1406
1407         bytenr_orig = btrfs_sb_offset(0);
1408         ret = btrfs_sb_log_location_bdev(file_bdev(bdev_file), 0, READ, &bytenr);
1409         if (ret) {
1410                 device = ERR_PTR(ret);
1411                 goto error_bdev_put;
1412         }
1413
1414         disk_super = btrfs_read_disk_super(file_bdev(bdev_file), bytenr,
1415                                            bytenr_orig);
1416         if (IS_ERR(disk_super)) {
1417                 device = ERR_CAST(disk_super);
1418                 goto error_bdev_put;
1419         }
1420
1421         devt = file_bdev(bdev_file)->bd_dev;
1422         if (btrfs_skip_registration(disk_super, path, devt, mount_arg_dev)) {
1423                 pr_debug("BTRFS: skip registering single non-seed device %s (%d:%d)\n",
1424                           path, MAJOR(devt), MINOR(devt));
1425
1426                 btrfs_free_stale_devices(devt, NULL);
1427
1428                 device = NULL;
1429                 goto free_disk_super;
1430         }
1431
1432         device = device_list_add(path, disk_super, &new_device_added);
1433         if (!IS_ERR(device) && new_device_added)
1434                 btrfs_free_stale_devices(device->devt, device);
1435
1436 free_disk_super:
1437         btrfs_release_disk_super(disk_super);
1438
1439 error_bdev_put:
1440         fput(bdev_file);
1441
1442         return device;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Try to find a chunk that intersects [start, start + len] range and when one
1447  * such is found, record the end of it in *start
1448  */
1449 static bool contains_pending_extent(struct btrfs_device *device, u64 *start,
1450                                     u64 len)
1451 {
1452         u64 physical_start, physical_end;
1453
1454         lockdep_assert_held(&device->fs_info->chunk_mutex);
1455
1456         if (find_first_extent_bit(&device->alloc_state, *start,
1457                                   &physical_start, &physical_end,
1458                                   CHUNK_ALLOCATED, NULL)) {
1459
1460                 if (in_range(physical_start, *start, len) ||
1461                     in_range(*start, physical_start,
1462                              physical_end + 1 - physical_start)) {
1463                         *start = physical_end + 1;
1464                         return true;
1465                 }
1466         }
1467         return false;
1468 }
1469
1470 static u64 dev_extent_search_start(struct btrfs_device *device)
1471 {
1472         switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1473         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1474                 return BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED;
1475         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1476                 /*
1477                  * We don't care about the starting region like regular
1478                  * allocator, because we anyway use/reserve the first two zones
1479                  * for superblock logging.
1480                  */
1481                 return 0;
1482         default:
1483                 BUG();
1484         }
1485 }
1486
1487 static bool dev_extent_hole_check_zoned(struct btrfs_device *device,
1488                                         u64 *hole_start, u64 *hole_size,
1489                                         u64 num_bytes)
1490 {
1491         u64 zone_size = device->zone_info->zone_size;
1492         u64 pos;
1493         int ret;
1494         bool changed = false;
1495
1496         ASSERT(IS_ALIGNED(*hole_start, zone_size));
1497
1498         while (*hole_size > 0) {
1499                 pos = btrfs_find_allocatable_zones(device, *hole_start,
1500                                                    *hole_start + *hole_size,
1501                                                    num_bytes);
1502                 if (pos != *hole_start) {
1503                         *hole_size = *hole_start + *hole_size - pos;
1504                         *hole_start = pos;
1505                         changed = true;
1506                         if (*hole_size < num_bytes)
1507                                 break;
1508                 }
1509
1510                 ret = btrfs_ensure_empty_zones(device, pos, num_bytes);
1511
1512                 /* Range is ensured to be empty */
1513                 if (!ret)
1514                         return changed;
1515
1516                 /* Given hole range was invalid (outside of device) */
1517                 if (ret == -ERANGE) {
1518                         *hole_start += *hole_size;
1519                         *hole_size = 0;
1520                         return true;
1521                 }
1522
1523                 *hole_start += zone_size;
1524                 *hole_size -= zone_size;
1525                 changed = true;
1526         }
1527
1528         return changed;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Check if specified hole is suitable for allocation.
1533  *
1534  * @device:     the device which we have the hole
1535  * @hole_start: starting position of the hole
1536  * @hole_size:  the size of the hole
1537  * @num_bytes:  the size of the free space that we need
1538  *
1539  * This function may modify @hole_start and @hole_size to reflect the suitable
1540  * position for allocation. Returns 1 if hole position is updated, 0 otherwise.
1541  */
1542 static bool dev_extent_hole_check(struct btrfs_device *device, u64 *hole_start,
1543                                   u64 *hole_size, u64 num_bytes)
1544 {
1545         bool changed = false;
1546         u64 hole_end = *hole_start + *hole_size;
1547
1548         for (;;) {
1549                 /*
1550                  * Check before we set max_hole_start, otherwise we could end up
1551                  * sending back this offset anyway.
1552                  */
1553                 if (contains_pending_extent(device, hole_start, *hole_size)) {
1554                         if (hole_end >= *hole_start)
1555                                 *hole_size = hole_end - *hole_start;
1556                         else
1557                                 *hole_size = 0;
1558                         changed = true;
1559                 }
1560
1561                 switch (device->fs_devices->chunk_alloc_policy) {
1562                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
1563                         /* No extra check */
1564                         break;
1565                 case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
1566                         if (dev_extent_hole_check_zoned(device, hole_start,
1567                                                         hole_size, num_bytes)) {
1568                                 changed = true;
1569                                 /*
1570                                  * The changed hole can contain pending extent.
1571                                  * Loop again to check that.
1572                                  */
1573                                 continue;
1574                         }
1575                         break;
1576                 default:
1577                         BUG();
1578                 }
1579
1580                 break;
1581         }
1582
1583         return changed;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Find free space in the specified device.
1588  *
1589  * @device:       the device which we search the free space in
1590  * @num_bytes:    the size of the free space that we need
1591  * @search_start: the position from which to begin the search
1592  * @start:        store the start of the free space.
1593  * @len:          the size of the free space. that we find, or the size
1594  *                of the max free space if we don't find suitable free space
1595  *
1596  * This does a pretty simple search, the expectation is that it is called very
1597  * infrequently and that a given device has a small number of extents.
1598  *
1599  * @start is used to store the start of the free space if we find. But if we
1600  * don't find suitable free space, it will be used to store the start position
1601  * of the max free space.
1602  *
1603  * @len is used to store the size of the free space that we find.
1604  * But if we don't find suitable free space, it is used to store the size of
1605  * the max free space.
1606  *
1607  * NOTE: This function will search *commit* root of device tree, and does extra
1608  * check to ensure dev extents are not double allocated.
1609  * This makes the function safe to allocate dev extents but may not report
1610  * correct usable device space, as device extent freed in current transaction
1611  * is not reported as available.
1612  */
1613 static int find_free_dev_extent(struct btrfs_device *device, u64 num_bytes,
1614                                 u64 *start, u64 *len)
1615 {
1616         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1617         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1618         struct btrfs_key key;
1619         struct btrfs_dev_extent *dev_extent;
1620         struct btrfs_path *path;
1621         u64 search_start;
1622         u64 hole_size;
1623         u64 max_hole_start;
1624         u64 max_hole_size = 0;
1625         u64 extent_end;
1626         u64 search_end = device->total_bytes;
1627         int ret;
1628         int slot;
1629         struct extent_buffer *l;
1630
1631         search_start = dev_extent_search_start(device);
1632         max_hole_start = search_start;
1633
1634         WARN_ON(device->zone_info &&
1635                 !IS_ALIGNED(num_bytes, device->zone_info->zone_size));
1636
1637         path = btrfs_alloc_path();
1638         if (!path) {
1639                 ret = -ENOMEM;
1640                 goto out;
1641         }
1642 again:
1643         if (search_start >= search_end ||
1644                 test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
1645                 ret = -ENOSPC;
1646                 goto out;
1647         }
1648
1649         path->reada = READA_FORWARD;
1650         path->search_commit_root = 1;
1651         path->skip_locking = 1;
1652
1653         key.objectid = device->devid;
1654         key.offset = search_start;
1655         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1656
1657         ret = btrfs_search_backwards(root, &key, path);
1658         if (ret < 0)
1659                 goto out;
1660
1661         while (search_start < search_end) {
1662                 l = path->nodes[0];
1663                 slot = path->slots[0];
1664                 if (slot >= btrfs_header_nritems(l)) {
1665                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1666                         if (ret == 0)
1667                                 continue;
1668                         if (ret < 0)
1669                                 goto out;
1670
1671                         break;
1672                 }
1673                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, slot);
1674
1675                 if (key.objectid < device->devid)
1676                         goto next;
1677
1678                 if (key.objectid > device->devid)
1679                         break;
1680
1681                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
1682                         goto next;
1683
1684                 if (key.offset > search_end)
1685                         break;
1686
1687                 if (key.offset > search_start) {
1688                         hole_size = key.offset - search_start;
1689                         dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1690                                               num_bytes);
1691
1692                         if (hole_size > max_hole_size) {
1693                                 max_hole_start = search_start;
1694                                 max_hole_size = hole_size;
1695                         }
1696
1697                         /*
1698                          * If this free space is greater than which we need,
1699                          * it must be the max free space that we have found
1700                          * until now, so max_hole_start must point to the start
1701                          * of this free space and the length of this free space
1702                          * is stored in max_hole_size. Thus, we return
1703                          * max_hole_start and max_hole_size and go back to the
1704                          * caller.
1705                          */
1706                         if (hole_size >= num_bytes) {
1707                                 ret = 0;
1708                                 goto out;
1709                         }
1710                 }
1711
1712                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
1713                 extent_end = key.offset + btrfs_dev_extent_length(l,
1714                                                                   dev_extent);
1715                 if (extent_end > search_start)
1716                         search_start = extent_end;
1717 next:
1718                 path->slots[0]++;
1719                 cond_resched();
1720         }
1721
1722         /*
1723          * At this point, search_start should be the end of
1724          * allocated dev extents, and when shrinking the device,
1725          * search_end may be smaller than search_start.
1726          */
1727         if (search_end > search_start) {
1728                 hole_size = search_end - search_start;
1729                 if (dev_extent_hole_check(device, &search_start, &hole_size,
1730                                           num_bytes)) {
1731                         btrfs_release_path(path);
1732                         goto again;
1733                 }
1734
1735                 if (hole_size > max_hole_size) {
1736                         max_hole_start = search_start;
1737                         max_hole_size = hole_size;
1738                 }
1739         }
1740
1741         /* See above. */
1742         if (max_hole_size < num_bytes)
1743                 ret = -ENOSPC;
1744         else
1745                 ret = 0;
1746
1747         ASSERT(max_hole_start + max_hole_size <= search_end);
1748 out:
1749         btrfs_free_path(path);
1750         *start = max_hole_start;
1751         if (len)
1752                 *len = max_hole_size;
1753         return ret;
1754 }
1755
1756 static int btrfs_free_dev_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
1757                           struct btrfs_device *device,
1758                           u64 start, u64 *dev_extent_len)
1759 {
1760         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
1761         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
1762         int ret;
1763         struct btrfs_path *path;
1764         struct btrfs_key key;
1765         struct btrfs_key found_key;
1766         struct extent_buffer *leaf = NULL;
1767         struct btrfs_dev_extent *extent = NULL;
1768
1769         path = btrfs_alloc_path();
1770         if (!path)
1771                 return -ENOMEM;
1772
1773         key.objectid = device->devid;
1774         key.offset = start;
1775         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
1776 again:
1777         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1778         if (ret > 0) {
1779                 ret = btrfs_previous_item(root, path, key.objectid,
1780                                           BTRFS_DEV_EXTENT_KEY);
1781                 if (ret)
1782                         goto out;
1783                 leaf = path->nodes[0];
1784                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1785                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1786                                         struct btrfs_dev_extent);
1787                 BUG_ON(found_key.offset > start || found_key.offset +
1788                        btrfs_dev_extent_length(leaf, extent) < start);
1789                 key = found_key;
1790                 btrfs_release_path(path);
1791                 goto again;
1792         } else if (ret == 0) {
1793                 leaf = path->nodes[0];
1794                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1795                                         struct btrfs_dev_extent);
1796         } else {
1797                 goto out;
1798         }
1799
1800         *dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, extent);
1801
1802         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1803         if (ret == 0)
1804                 set_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &trans->transaction->flags);
1805 out:
1806         btrfs_free_path(path);
1807         return ret;
1808 }
1809
1810 static u64 find_next_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info)
1811 {
1812         struct rb_node *n;
1813         u64 ret = 0;
1814
1815         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1816         n = rb_last(&fs_info->mapping_tree.rb_root);
1817         if (n) {
1818                 struct btrfs_chunk_map *map;
1819
1820                 map = rb_entry(n, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
1821                 ret = map->start + map->chunk_len;
1822         }
1823         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
1824
1825         return ret;
1826 }
1827
1828 static noinline int find_next_devid(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1829                                     u64 *devid_ret)
1830 {
1831         int ret;
1832         struct btrfs_key key;
1833         struct btrfs_key found_key;
1834         struct btrfs_path *path;
1835
1836         path = btrfs_alloc_path();
1837         if (!path)
1838                 return -ENOMEM;
1839
1840         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1841         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1842         key.offset = (u64)-1;
1843
1844         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->chunk_root, &key, path, 0, 0);
1845         if (ret < 0)
1846                 goto error;
1847
1848         if (ret == 0) {
1849                 /* Corruption */
1850                 btrfs_err(fs_info, "corrupted chunk tree devid -1 matched");
1851                 ret = -EUCLEAN;
1852                 goto error;
1853         }
1854
1855         ret = btrfs_previous_item(fs_info->chunk_root, path,
1856                                   BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID,
1857                                   BTRFS_DEV_ITEM_KEY);
1858         if (ret) {
1859                 *devid_ret = 1;
1860         } else {
1861                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
1862                                       path->slots[0]);
1863                 *devid_ret = found_key.offset + 1;
1864         }
1865         ret = 0;
1866 error:
1867         btrfs_free_path(path);
1868         return ret;
1869 }
1870
1871 /*
1872  * the device information is stored in the chunk root
1873  * the btrfs_device struct should be fully filled in
1874  */
1875 static int btrfs_add_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1876                             struct btrfs_device *device)
1877 {
1878         int ret;
1879         struct btrfs_path *path;
1880         struct btrfs_dev_item *dev_item;
1881         struct extent_buffer *leaf;
1882         struct btrfs_key key;
1883         unsigned long ptr;
1884
1885         path = btrfs_alloc_path();
1886         if (!path)
1887                 return -ENOMEM;
1888
1889         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1890         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1891         key.offset = device->devid;
1892
1893         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, true);
1894         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, trans->fs_info->chunk_root, path,
1895                                       &key, sizeof(*dev_item));
1896         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1897         if (ret)
1898                 goto out;
1899
1900         leaf = path->nodes[0];
1901         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
1902
1903         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
1904         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item, 0);
1905         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
1906         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
1907         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
1908         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
1909         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
1910                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
1911         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
1912                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
1913         btrfs_set_device_group(leaf, dev_item, 0);
1914         btrfs_set_device_seek_speed(leaf, dev_item, 0);
1915         btrfs_set_device_bandwidth(leaf, dev_item, 0);
1916         btrfs_set_device_start_offset(leaf, dev_item, 0);
1917
1918         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
1919         write_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
1920         ptr = btrfs_device_fsid(dev_item);
1921         write_extent_buffer(leaf, trans->fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
1922                             ptr, BTRFS_FSID_SIZE);
1923         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
1924
1925         ret = 0;
1926 out:
1927         btrfs_free_path(path);
1928         return ret;
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Function to update ctime/mtime for a given device path.
1933  * Mainly used for ctime/mtime based probe like libblkid.
1934  *
1935  * We don't care about errors here, this is just to be kind to userspace.
1936  */
1937 static void update_dev_time(const char *device_path)
1938 {
1939         struct path path;
1940         int ret;
1941
1942         ret = kern_path(device_path, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1943         if (ret)
1944                 return;
1945
1946         inode_update_time(d_inode(path.dentry), S_MTIME | S_CTIME | S_VERSION);
1947         path_put(&path);
1948 }
1949
1950 static int btrfs_rm_dev_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
1951                              struct btrfs_device *device)
1952 {
1953         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
1954         int ret;
1955         struct btrfs_path *path;
1956         struct btrfs_key key;
1957
1958         path = btrfs_alloc_path();
1959         if (!path)
1960                 return -ENOMEM;
1961
1962         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
1963         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
1964         key.offset = device->devid;
1965
1966         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
1967         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
1968         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
1969         if (ret) {
1970                 if (ret > 0)
1971                         ret = -ENOENT;
1972                 goto out;
1973         }
1974
1975         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
1976 out:
1977         btrfs_free_path(path);
1978         return ret;
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Verify that @num_devices satisfies the RAID profile constraints in the whole
1983  * filesystem. It's up to the caller to adjust that number regarding eg. device
1984  * replace.
1985  */
1986 static int btrfs_check_raid_min_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1987                 u64 num_devices)
1988 {
1989         u64 all_avail;
1990         unsigned seq;
1991         int i;
1992
1993         do {
1994                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
1995
1996                 all_avail = fs_info->avail_data_alloc_bits |
1997                             fs_info->avail_system_alloc_bits |
1998                             fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
1999         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
2000
2001         for (i = 0; i < BTRFS_NR_RAID_TYPES; i++) {
2002                 if (!(all_avail & btrfs_raid_array[i].bg_flag))
2003                         continue;
2004
2005                 if (num_devices < btrfs_raid_array[i].devs_min)
2006                         return btrfs_raid_array[i].mindev_error;
2007         }
2008
2009         return 0;
2010 }
2011
2012 static struct btrfs_device * btrfs_find_next_active_device(
2013                 struct btrfs_fs_devices *fs_devs, struct btrfs_device *device)
2014 {
2015         struct btrfs_device *next_device;
2016
2017         list_for_each_entry(next_device, &fs_devs->devices, dev_list) {
2018                 if (next_device != device &&
2019                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &next_device->dev_state)
2020                     && next_device->bdev)
2021                         return next_device;
2022         }
2023
2024         return NULL;
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Helper function to check if the given device is part of s_bdev / latest_dev
2029  * and replace it with the provided or the next active device, in the context
2030  * where this function called, there should be always be another device (or
2031  * this_dev) which is active.
2032  */
2033 void __cold btrfs_assign_next_active_device(struct btrfs_device *device,
2034                                             struct btrfs_device *next_device)
2035 {
2036         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2037
2038         if (!next_device)
2039                 next_device = btrfs_find_next_active_device(fs_info->fs_devices,
2040                                                             device);
2041         ASSERT(next_device);
2042
2043         if (fs_info->sb->s_bdev &&
2044                         (fs_info->sb->s_bdev == device->bdev))
2045                 fs_info->sb->s_bdev = next_device->bdev;
2046
2047         if (fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev == device->bdev)
2048                 fs_info->fs_devices->latest_dev = next_device;
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Return btrfs_fs_devices::num_devices excluding the device that's being
2053  * currently replaced.
2054  */
2055 static u64 btrfs_num_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2056 {
2057         u64 num_devices = fs_info->fs_devices->num_devices;
2058
2059         down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2060         if (btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace)) {
2061                 ASSERT(num_devices > 1);
2062                 num_devices--;
2063         }
2064         up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
2065
2066         return num_devices;
2067 }
2068
2069 static void btrfs_scratch_superblock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2070                                      struct block_device *bdev, int copy_num)
2071 {
2072         struct btrfs_super_block *disk_super;
2073         const size_t len = sizeof(disk_super->magic);
2074         const u64 bytenr = btrfs_sb_offset(copy_num);
2075         int ret;
2076
2077         disk_super = btrfs_read_disk_super(bdev, bytenr, bytenr);
2078         if (IS_ERR(disk_super))
2079                 return;
2080
2081         memset(&disk_super->magic, 0, len);
2082         folio_mark_dirty(virt_to_folio(disk_super));
2083         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2084
2085         ret = sync_blockdev_range(bdev, bytenr, bytenr + len - 1);
2086         if (ret)
2087                 btrfs_warn(fs_info, "error clearing superblock number %d (%d)",
2088                         copy_num, ret);
2089 }
2090
2091 void btrfs_scratch_superblocks(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_device *device)
2092 {
2093         int copy_num;
2094         struct block_device *bdev = device->bdev;
2095
2096         if (!bdev)
2097                 return;
2098
2099         for (copy_num = 0; copy_num < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; copy_num++) {
2100                 if (bdev_is_zoned(bdev))
2101                         btrfs_reset_sb_log_zones(bdev, copy_num);
2102                 else
2103                         btrfs_scratch_superblock(fs_info, bdev, copy_num);
2104         }
2105
2106         /* Notify udev that device has changed */
2107         btrfs_kobject_uevent(bdev, KOBJ_CHANGE);
2108
2109         /* Update ctime/mtime for device path for libblkid */
2110         update_dev_time(device->name->str);
2111 }
2112
2113 int btrfs_rm_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2114                     struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2115                     struct file **bdev_file)
2116 {
2117         struct btrfs_trans_handle *trans;
2118         struct btrfs_device *device;
2119         struct btrfs_fs_devices *cur_devices;
2120         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2121         u64 num_devices;
2122         int ret = 0;
2123
2124         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
2125                 btrfs_err(fs_info, "device remove not supported on extent tree v2 yet");
2126                 return -EINVAL;
2127         }
2128
2129         /*
2130          * The device list in fs_devices is accessed without locks (neither
2131          * uuid_mutex nor device_list_mutex) as it won't change on a mounted
2132          * filesystem and another device rm cannot run.
2133          */
2134         num_devices = btrfs_num_devices(fs_info);
2135
2136         ret = btrfs_check_raid_min_devices(fs_info, num_devices - 1);
2137         if (ret)
2138                 return ret;
2139
2140         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, args);
2141         if (!device) {
2142                 if (args->missing)
2143                         ret = BTRFS_ERROR_DEV_MISSING_NOT_FOUND;
2144                 else
2145                         ret = -ENOENT;
2146                 return ret;
2147         }
2148
2149         if (btrfs_pinned_by_swapfile(fs_info, device)) {
2150                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
2151                   "cannot remove device %s (devid %llu) due to active swapfile",
2152                                   btrfs_dev_name(device), device->devid);
2153                 return -ETXTBSY;
2154         }
2155
2156         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
2157                 return BTRFS_ERROR_DEV_TGT_REPLACE;
2158
2159         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
2160             fs_info->fs_devices->rw_devices == 1)
2161                 return BTRFS_ERROR_DEV_ONLY_WRITABLE;
2162
2163         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2164                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2165                 list_del_init(&device->dev_alloc_list);
2166                 device->fs_devices->rw_devices--;
2167                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2168         }
2169
2170         ret = btrfs_shrink_device(device, 0);
2171         if (ret)
2172                 goto error_undo;
2173
2174         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->chunk_root, 0);
2175         if (IS_ERR(trans)) {
2176                 ret = PTR_ERR(trans);
2177                 goto error_undo;
2178         }
2179
2180         ret = btrfs_rm_dev_item(trans, device);
2181         if (ret) {
2182                 /* Any error in dev item removal is critical */
2183                 btrfs_crit(fs_info,
2184                            "failed to remove device item for devid %llu: %d",
2185                            device->devid, ret);
2186                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2187                 btrfs_end_transaction(trans);
2188                 return ret;
2189         }
2190
2191         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2192         btrfs_scrub_cancel_dev(device);
2193
2194         /*
2195          * the device list mutex makes sure that we don't change
2196          * the device list while someone else is writing out all
2197          * the device supers. Whoever is writing all supers, should
2198          * lock the device list mutex before getting the number of
2199          * devices in the super block (super_copy). Conversely,
2200          * whoever updates the number of devices in the super block
2201          * (super_copy) should hold the device list mutex.
2202          */
2203
2204         /*
2205          * In normal cases the cur_devices == fs_devices. But in case
2206          * of deleting a seed device, the cur_devices should point to
2207          * its own fs_devices listed under the fs_devices->seed_list.
2208          */
2209         cur_devices = device->fs_devices;
2210         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2211         list_del_rcu(&device->dev_list);
2212
2213         cur_devices->num_devices--;
2214         cur_devices->total_devices--;
2215         /* Update total_devices of the parent fs_devices if it's seed */
2216         if (cur_devices != fs_devices)
2217                 fs_devices->total_devices--;
2218
2219         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state))
2220                 cur_devices->missing_devices--;
2221
2222         btrfs_assign_next_active_device(device, NULL);
2223
2224         if (device->bdev_file) {
2225                 cur_devices->open_devices--;
2226                 /* remove sysfs entry */
2227                 btrfs_sysfs_remove_device(device);
2228         }
2229
2230         num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy) - 1;
2231         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, num_devices);
2232         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2233
2234         /*
2235          * At this point, the device is zero sized and detached from the
2236          * devices list.  All that's left is to zero out the old supers and
2237          * free the device.
2238          *
2239          * We cannot call btrfs_close_bdev() here because we're holding the sb
2240          * write lock, and fput() on the block device will pull in the
2241          * ->open_mutex on the block device and it's dependencies.  Instead
2242          *  just flush the device and let the caller do the final bdev_release.
2243          */
2244         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2245                 btrfs_scratch_superblocks(fs_info, device);
2246                 if (device->bdev) {
2247                         sync_blockdev(device->bdev);
2248                         invalidate_bdev(device->bdev);
2249                 }
2250         }
2251
2252         *bdev_file = device->bdev_file;
2253         synchronize_rcu();
2254         btrfs_free_device(device);
2255
2256         /*
2257          * This can happen if cur_devices is the private seed devices list.  We
2258          * cannot call close_fs_devices() here because it expects the uuid_mutex
2259          * to be held, but in fact we don't need that for the private
2260          * seed_devices, we can simply decrement cur_devices->opened and then
2261          * remove it from our list and free the fs_devices.
2262          */
2263         if (cur_devices->num_devices == 0) {
2264                 list_del_init(&cur_devices->seed_list);
2265                 ASSERT(cur_devices->opened == 1);
2266                 cur_devices->opened--;
2267                 free_fs_devices(cur_devices);
2268         }
2269
2270         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2271
2272         return ret;
2273
2274 error_undo:
2275         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
2276                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2277                 list_add(&device->dev_alloc_list,
2278                          &fs_devices->alloc_list);
2279                 device->fs_devices->rw_devices++;
2280                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2281         }
2282         return ret;
2283 }
2284
2285 void btrfs_rm_dev_replace_remove_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2286 {
2287         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
2288
2289         lockdep_assert_held(&srcdev->fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2290
2291         /*
2292          * in case of fs with no seed, srcdev->fs_devices will point
2293          * to fs_devices of fs_info. However when the dev being replaced is
2294          * a seed dev it will point to the seed's local fs_devices. In short
2295          * srcdev will have its correct fs_devices in both the cases.
2296          */
2297         fs_devices = srcdev->fs_devices;
2298
2299         list_del_rcu(&srcdev->dev_list);
2300         list_del(&srcdev->dev_alloc_list);
2301         fs_devices->num_devices--;
2302         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &srcdev->dev_state))
2303                 fs_devices->missing_devices--;
2304
2305         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &srcdev->dev_state))
2306                 fs_devices->rw_devices--;
2307
2308         if (srcdev->bdev)
2309                 fs_devices->open_devices--;
2310 }
2311
2312 void btrfs_rm_dev_replace_free_srcdev(struct btrfs_device *srcdev)
2313 {
2314         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = srcdev->fs_devices;
2315
2316         mutex_lock(&uuid_mutex);
2317
2318         btrfs_close_bdev(srcdev);
2319         synchronize_rcu();
2320         btrfs_free_device(srcdev);
2321
2322         /* if this is no devs we rather delete the fs_devices */
2323         if (!fs_devices->num_devices) {
2324                 /*
2325                  * On a mounted FS, num_devices can't be zero unless it's a
2326                  * seed. In case of a seed device being replaced, the replace
2327                  * target added to the sprout FS, so there will be no more
2328                  * device left under the seed FS.
2329                  */
2330                 ASSERT(fs_devices->seeding);
2331
2332                 list_del_init(&fs_devices->seed_list);
2333                 close_fs_devices(fs_devices);
2334                 free_fs_devices(fs_devices);
2335         }
2336         mutex_unlock(&uuid_mutex);
2337 }
2338
2339 void btrfs_destroy_dev_replace_tgtdev(struct btrfs_device *tgtdev)
2340 {
2341         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = tgtdev->fs_info->fs_devices;
2342
2343         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2344
2345         btrfs_sysfs_remove_device(tgtdev);
2346
2347         if (tgtdev->bdev)
2348                 fs_devices->open_devices--;
2349
2350         fs_devices->num_devices--;
2351
2352         btrfs_assign_next_active_device(tgtdev, NULL);
2353
2354         list_del_rcu(&tgtdev->dev_list);
2355
2356         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2357
2358         btrfs_scratch_superblocks(tgtdev->fs_info, tgtdev);
2359
2360         btrfs_close_bdev(tgtdev);
2361         synchronize_rcu();
2362         btrfs_free_device(tgtdev);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Populate args from device at path.
2367  *
2368  * @fs_info:    the filesystem
2369  * @args:       the args to populate
2370  * @path:       the path to the device
2371  *
2372  * This will read the super block of the device at @path and populate @args with
2373  * the devid, fsid, and uuid.  This is meant to be used for ioctls that need to
2374  * lookup a device to operate on, but need to do it before we take any locks.
2375  * This properly handles the special case of "missing" that a user may pass in,
2376  * and does some basic sanity checks.  The caller must make sure that @path is
2377  * properly NUL terminated before calling in, and must call
2378  * btrfs_put_dev_args_from_path() in order to free up the temporary fsid and
2379  * uuid buffers.
2380  *
2381  * Return: 0 for success, -errno for failure
2382  */
2383 int btrfs_get_dev_args_from_path(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2384                                  struct btrfs_dev_lookup_args *args,
2385                                  const char *path)
2386 {
2387         struct btrfs_super_block *disk_super;
2388         struct file *bdev_file;
2389         int ret;
2390
2391         if (!path || !path[0])
2392                 return -EINVAL;
2393         if (!strcmp(path, "missing")) {
2394                 args->missing = true;
2395                 return 0;
2396         }
2397
2398         args->uuid = kzalloc(BTRFS_UUID_SIZE, GFP_KERNEL);
2399         args->fsid = kzalloc(BTRFS_FSID_SIZE, GFP_KERNEL);
2400         if (!args->uuid || !args->fsid) {
2401                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2402                 return -ENOMEM;
2403         }
2404
2405         ret = btrfs_get_bdev_and_sb(path, BLK_OPEN_READ, NULL, 0,
2406                                     &bdev_file, &disk_super);
2407         if (ret) {
2408                 btrfs_put_dev_args_from_path(args);
2409                 return ret;
2410         }
2411
2412         args->devid = btrfs_stack_device_id(&disk_super->dev_item);
2413         memcpy(args->uuid, disk_super->dev_item.uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
2414         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, METADATA_UUID))
2415                 memcpy(args->fsid, disk_super->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE);
2416         else
2417                 memcpy(args->fsid, disk_super->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2418         btrfs_release_disk_super(disk_super);
2419         fput(bdev_file);
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 /*
2424  * Only use this jointly with btrfs_get_dev_args_from_path() because we will
2425  * allocate our ->uuid and ->fsid pointers, everybody else uses local variables
2426  * that don't need to be freed.
2427  */
2428 void btrfs_put_dev_args_from_path(struct btrfs_dev_lookup_args *args)
2429 {
2430         kfree(args->uuid);
2431         kfree(args->fsid);
2432         args->uuid = NULL;
2433         args->fsid = NULL;
2434 }
2435
2436 struct btrfs_device *btrfs_find_device_by_devspec(
2437                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
2438                 const char *device_path)
2439 {
2440         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2441         struct btrfs_device *device;
2442         int ret;
2443
2444         if (devid) {
2445                 args.devid = devid;
2446                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2447                 if (!device)
2448                         return ERR_PTR(-ENOENT);
2449                 return device;
2450         }
2451
2452         ret = btrfs_get_dev_args_from_path(fs_info, &args, device_path);
2453         if (ret)
2454                 return ERR_PTR(ret);
2455         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2456         btrfs_put_dev_args_from_path(&args);
2457         if (!device)
2458                 return ERR_PTR(-ENOENT);
2459         return device;
2460 }
2461
2462 static struct btrfs_fs_devices *btrfs_init_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2463 {
2464         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2465         struct btrfs_fs_devices *old_devices;
2466         struct btrfs_fs_devices *seed_devices;
2467
2468         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2469         if (!fs_devices->seeding)
2470                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2471
2472         /*
2473          * Private copy of the seed devices, anchored at
2474          * fs_info->fs_devices->seed_list
2475          */
2476         seed_devices = alloc_fs_devices(NULL);
2477         if (IS_ERR(seed_devices))
2478                 return seed_devices;
2479
2480         /*
2481          * It's necessary to retain a copy of the original seed fs_devices in
2482          * fs_uuids so that filesystems which have been seeded can successfully
2483          * reference the seed device from open_seed_devices. This also supports
2484          * multiple fs seed.
2485          */
2486         old_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
2487         if (IS_ERR(old_devices)) {
2488                 kfree(seed_devices);
2489                 return old_devices;
2490         }
2491
2492         list_add(&old_devices->fs_list, &fs_uuids);
2493
2494         memcpy(seed_devices, fs_devices, sizeof(*seed_devices));
2495         seed_devices->opened = 1;
2496         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->devices);
2497         INIT_LIST_HEAD(&seed_devices->alloc_list);
2498         mutex_init(&seed_devices->device_list_mutex);
2499
2500         return seed_devices;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Splice seed devices into the sprout fs_devices.
2505  * Generate a new fsid for the sprouted read-write filesystem.
2506  */
2507 static void btrfs_setup_sprout(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2508                                struct btrfs_fs_devices *seed_devices)
2509 {
2510         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2511         struct btrfs_super_block *disk_super = fs_info->super_copy;
2512         struct btrfs_device *device;
2513         u64 super_flags;
2514
2515         /*
2516          * We are updating the fsid, the thread leading to device_list_add()
2517          * could race, so uuid_mutex is needed.
2518          */
2519         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
2520
2521         /*
2522          * The threads listed below may traverse dev_list but can do that without
2523          * device_list_mutex:
2524          * - All device ops and balance - as we are in btrfs_exclop_start.
2525          * - Various dev_list readers - are using RCU.
2526          * - btrfs_ioctl_fitrim() - is using RCU.
2527          *
2528          * For-read threads as below are using device_list_mutex:
2529          * - Readonly scrub btrfs_scrub_dev()
2530          * - Readonly scrub btrfs_scrub_progress()
2531          * - btrfs_get_dev_stats()
2532          */
2533         lockdep_assert_held(&fs_devices->device_list_mutex);
2534
2535         list_splice_init_rcu(&fs_devices->devices, &seed_devices->devices,
2536                               synchronize_rcu);
2537         list_for_each_entry(device, &seed_devices->devices, dev_list)
2538                 device->fs_devices = seed_devices;
2539
2540         fs_devices->seeding = false;
2541         fs_devices->num_devices = 0;
2542         fs_devices->open_devices = 0;
2543         fs_devices->missing_devices = 0;
2544         fs_devices->rotating = false;
2545         list_add(&seed_devices->seed_list, &fs_devices->seed_list);
2546
2547         generate_random_uuid(fs_devices->fsid);
2548         memcpy(fs_devices->metadata_uuid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2549         memcpy(disk_super->fsid, fs_devices->fsid, BTRFS_FSID_SIZE);
2550
2551         super_flags = btrfs_super_flags(disk_super) &
2552                       ~BTRFS_SUPER_FLAG_SEEDING;
2553         btrfs_set_super_flags(disk_super, super_flags);
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Store the expected generation for seed devices in device items.
2558  */
2559 static int btrfs_finish_sprout(struct btrfs_trans_handle *trans)
2560 {
2561         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
2562         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2563         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2564         struct btrfs_path *path;
2565         struct extent_buffer *leaf;
2566         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2567         struct btrfs_device *device;
2568         struct btrfs_key key;
2569         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
2570         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
2571         int ret;
2572
2573         path = btrfs_alloc_path();
2574         if (!path)
2575                 return -ENOMEM;
2576
2577         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2578         key.offset = 0;
2579         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2580
2581         while (1) {
2582                 btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2583                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2584                 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2585                 if (ret < 0)
2586                         goto error;
2587
2588                 leaf = path->nodes[0];
2589 next_slot:
2590                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2591                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2592                         if (ret > 0)
2593                                 break;
2594                         if (ret < 0)
2595                                 goto error;
2596                         leaf = path->nodes[0];
2597                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2598                         btrfs_release_path(path);
2599                         continue;
2600                 }
2601
2602                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2603                 if (key.objectid != BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID ||
2604                     key.type != BTRFS_DEV_ITEM_KEY)
2605                         break;
2606
2607                 dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2608                                           struct btrfs_dev_item);
2609                 args.devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
2610                 read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
2611                                    BTRFS_UUID_SIZE);
2612                 read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
2613                                    BTRFS_FSID_SIZE);
2614                 args.uuid = dev_uuid;
2615                 args.fsid = fs_uuid;
2616                 device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
2617                 BUG_ON(!device); /* Logic error */
2618
2619                 if (device->fs_devices->seeding) {
2620                         btrfs_set_device_generation(leaf, dev_item,
2621                                                     device->generation);
2622                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2623                 }
2624
2625                 path->slots[0]++;
2626                 goto next_slot;
2627         }
2628         ret = 0;
2629 error:
2630         btrfs_free_path(path);
2631         return ret;
2632 }
2633
2634 int btrfs_init_new_device(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *device_path)
2635 {
2636         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
2637         struct btrfs_trans_handle *trans;
2638         struct btrfs_device *device;
2639         struct file *bdev_file;
2640         struct super_block *sb = fs_info->sb;
2641         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
2642         struct btrfs_fs_devices *seed_devices = NULL;
2643         u64 orig_super_total_bytes;
2644         u64 orig_super_num_devices;
2645         int ret = 0;
2646         bool seeding_dev = false;
2647         bool locked = false;
2648
2649         if (sb_rdonly(sb) && !fs_devices->seeding)
2650                 return -EROFS;
2651
2652         bdev_file = bdev_file_open_by_path(device_path, BLK_OPEN_WRITE,
2653                                         fs_info->bdev_holder, NULL);
2654         if (IS_ERR(bdev_file))
2655                 return PTR_ERR(bdev_file);
2656
2657         if (!btrfs_check_device_zone_type(fs_info, file_bdev(bdev_file))) {
2658                 ret = -EINVAL;
2659                 goto error;
2660         }
2661
2662         if (fs_devices->seeding) {
2663                 seeding_dev = true;
2664                 down_write(&sb->s_umount);
2665                 mutex_lock(&uuid_mutex);
2666                 locked = true;
2667         }
2668
2669         sync_blockdev(file_bdev(bdev_file));
2670
2671         rcu_read_lock();
2672         list_for_each_entry_rcu(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
2673                 if (device->bdev == file_bdev(bdev_file)) {
2674                         ret = -EEXIST;
2675                         rcu_read_unlock();
2676                         goto error;
2677                 }
2678         }
2679         rcu_read_unlock();
2680
2681         device = btrfs_alloc_device(fs_info, NULL, NULL, device_path);
2682         if (IS_ERR(device)) {
2683                 /* we can safely leave the fs_devices entry around */
2684                 ret = PTR_ERR(device);
2685                 goto error;
2686         }
2687
2688         device->fs_info = fs_info;
2689         device->bdev_file = bdev_file;
2690         device->bdev = file_bdev(bdev_file);
2691         ret = lookup_bdev(device_path, &device->devt);
2692         if (ret)
2693                 goto error_free_device;
2694
2695         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
2696         if (ret)
2697                 goto error_free_device;
2698
2699         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
2700         if (IS_ERR(trans)) {
2701                 ret = PTR_ERR(trans);
2702                 goto error_free_zone;
2703         }
2704
2705         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state);
2706         device->generation = trans->transid;
2707         device->io_width = fs_info->sectorsize;
2708         device->io_align = fs_info->sectorsize;
2709         device->sector_size = fs_info->sectorsize;
2710         device->total_bytes =
2711                 round_down(bdev_nr_bytes(device->bdev), fs_info->sectorsize);
2712         device->disk_total_bytes = device->total_bytes;
2713         device->commit_total_bytes = device->total_bytes;
2714         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
2715         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
2716         device->dev_stats_valid = 1;
2717         set_blocksize(device->bdev, BTRFS_BDEV_BLOCKSIZE);
2718
2719         if (seeding_dev) {
2720                 btrfs_clear_sb_rdonly(sb);
2721
2722                 /* GFP_KERNEL allocation must not be under device_list_mutex */
2723                 seed_devices = btrfs_init_sprout(fs_info);
2724                 if (IS_ERR(seed_devices)) {
2725                         ret = PTR_ERR(seed_devices);
2726                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2727                         goto error_trans;
2728                 }
2729         }
2730
2731         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
2732         if (seeding_dev) {
2733                 btrfs_setup_sprout(fs_info, seed_devices);
2734                 btrfs_assign_next_active_device(fs_info->fs_devices->latest_dev,
2735                                                 device);
2736         }
2737
2738         device->fs_devices = fs_devices;
2739
2740         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2741         list_add_rcu(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
2742         list_add(&device->dev_alloc_list, &fs_devices->alloc_list);
2743         fs_devices->num_devices++;
2744         fs_devices->open_devices++;
2745         fs_devices->rw_devices++;
2746         fs_devices->total_devices++;
2747         fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
2748
2749         atomic64_add(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2750
2751         if (!bdev_nonrot(device->bdev))
2752                 fs_devices->rotating = true;
2753
2754         orig_super_total_bytes = btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy);
2755         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2756                 round_down(orig_super_total_bytes + device->total_bytes,
2757                            fs_info->sectorsize));
2758
2759         orig_super_num_devices = btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy);
2760         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2761                                     orig_super_num_devices + 1);
2762
2763         /*
2764          * we've got more storage, clear any full flags on the space
2765          * infos
2766          */
2767         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
2768
2769         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2770
2771         /* Add sysfs device entry */
2772         btrfs_sysfs_add_device(device);
2773
2774         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
2775
2776         if (seeding_dev) {
2777                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2778                 ret = init_first_rw_device(trans);
2779                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2780                 if (ret) {
2781                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2782                         goto error_sysfs;
2783                 }
2784         }
2785
2786         ret = btrfs_add_dev_item(trans, device);
2787         if (ret) {
2788                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2789                 goto error_sysfs;
2790         }
2791
2792         if (seeding_dev) {
2793                 ret = btrfs_finish_sprout(trans);
2794                 if (ret) {
2795                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2796                         goto error_sysfs;
2797                 }
2798
2799                 /*
2800                  * fs_devices now represents the newly sprouted filesystem and
2801                  * its fsid has been changed by btrfs_sprout_splice().
2802                  */
2803                 btrfs_sysfs_update_sprout_fsid(fs_devices);
2804         }
2805
2806         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2807
2808         if (seeding_dev) {
2809                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2810                 up_write(&sb->s_umount);
2811                 locked = false;
2812
2813                 if (ret) /* transaction commit */
2814                         return ret;
2815
2816                 ret = btrfs_relocate_sys_chunks(fs_info);
2817                 if (ret < 0)
2818                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
2819                                     "Failed to relocate sys chunks after device initialization. This can be fixed using the \"btrfs balance\" command.");
2820                 trans = btrfs_attach_transaction(root);
2821                 if (IS_ERR(trans)) {
2822                         if (PTR_ERR(trans) == -ENOENT)
2823                                 return 0;
2824                         ret = PTR_ERR(trans);
2825                         trans = NULL;
2826                         goto error_sysfs;
2827                 }
2828                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2829         }
2830
2831         /*
2832          * Now that we have written a new super block to this device, check all
2833          * other fs_devices list if device_path alienates any other scanned
2834          * device.
2835          * We can ignore the return value as it typically returns -EINVAL and
2836          * only succeeds if the device was an alien.
2837          */
2838         btrfs_forget_devices(device->devt);
2839
2840         /* Update ctime/mtime for blkid or udev */
2841         update_dev_time(device_path);
2842
2843         return ret;
2844
2845 error_sysfs:
2846         btrfs_sysfs_remove_device(device);
2847         mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2848         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2849         list_del_rcu(&device->dev_list);
2850         list_del(&device->dev_alloc_list);
2851         fs_info->fs_devices->num_devices--;
2852         fs_info->fs_devices->open_devices--;
2853         fs_info->fs_devices->rw_devices--;
2854         fs_info->fs_devices->total_devices--;
2855         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes -= device->total_bytes;
2856         atomic64_sub(device->total_bytes, &fs_info->free_chunk_space);
2857         btrfs_set_super_total_bytes(fs_info->super_copy,
2858                                     orig_super_total_bytes);
2859         btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy,
2860                                     orig_super_num_devices);
2861         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2862         mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
2863 error_trans:
2864         if (seeding_dev)
2865                 btrfs_set_sb_rdonly(sb);
2866         if (trans)
2867                 btrfs_end_transaction(trans);
2868 error_free_zone:
2869         btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
2870 error_free_device:
2871         btrfs_free_device(device);
2872 error:
2873         fput(bdev_file);
2874         if (locked) {
2875                 mutex_unlock(&uuid_mutex);
2876                 up_write(&sb->s_umount);
2877         }
2878         return ret;
2879 }
2880
2881 static noinline int btrfs_update_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2882                                         struct btrfs_device *device)
2883 {
2884         int ret;
2885         struct btrfs_path *path;
2886         struct btrfs_root *root = device->fs_info->chunk_root;
2887         struct btrfs_dev_item *dev_item;
2888         struct extent_buffer *leaf;
2889         struct btrfs_key key;
2890
2891         path = btrfs_alloc_path();
2892         if (!path)
2893                 return -ENOMEM;
2894
2895         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
2896         key.type = BTRFS_DEV_ITEM_KEY;
2897         key.offset = device->devid;
2898
2899         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2900         if (ret < 0)
2901                 goto out;
2902
2903         if (ret > 0) {
2904                 ret = -ENOENT;
2905                 goto out;
2906         }
2907
2908         leaf = path->nodes[0];
2909         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_item);
2910
2911         btrfs_set_device_id(leaf, dev_item, device->devid);
2912         btrfs_set_device_type(leaf, dev_item, device->type);
2913         btrfs_set_device_io_align(leaf, dev_item, device->io_align);
2914         btrfs_set_device_io_width(leaf, dev_item, device->io_width);
2915         btrfs_set_device_sector_size(leaf, dev_item, device->sector_size);
2916         btrfs_set_device_total_bytes(leaf, dev_item,
2917                                      btrfs_device_get_disk_total_bytes(device));
2918         btrfs_set_device_bytes_used(leaf, dev_item,
2919                                     btrfs_device_get_bytes_used(device));
2920         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2921
2922 out:
2923         btrfs_free_path(path);
2924         return ret;
2925 }
2926
2927 int btrfs_grow_device(struct btrfs_trans_handle *trans,
2928                       struct btrfs_device *device, u64 new_size)
2929 {
2930         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
2931         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
2932         u64 old_total;
2933         u64 diff;
2934         int ret;
2935
2936         if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state))
2937                 return -EACCES;
2938
2939         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
2940
2941         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
2942         old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
2943         diff = round_down(new_size - device->total_bytes, fs_info->sectorsize);
2944
2945         if (new_size <= device->total_bytes ||
2946             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
2947                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2948                 return -EINVAL;
2949         }
2950
2951         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
2952                         round_down(old_total + diff, fs_info->sectorsize));
2953         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
2954         atomic64_add(diff, &fs_info->free_chunk_space);
2955
2956         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
2957         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
2958         btrfs_clear_space_info_full(device->fs_info);
2959         if (list_empty(&device->post_commit_list))
2960                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
2961                               &trans->transaction->dev_update_list);
2962         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
2963
2964         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
2965         ret = btrfs_update_device(trans, device);
2966         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
2967
2968         return ret;
2969 }
2970
2971 static int btrfs_free_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
2972 {
2973         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2974         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
2975         int ret;
2976         struct btrfs_path *path;
2977         struct btrfs_key key;
2978
2979         path = btrfs_alloc_path();
2980         if (!path)
2981                 return -ENOMEM;
2982
2983         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
2984         key.offset = chunk_offset;
2985         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
2986
2987         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
2988         if (ret < 0)
2989                 goto out;
2990         else if (ret > 0) { /* Logic error or corruption */
2991                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, -ENOENT,
2992                                       "Failed lookup while freeing chunk.");
2993                 ret = -ENOENT;
2994                 goto out;
2995         }
2996
2997         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
2998         if (ret < 0)
2999                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
3000                                       "Failed to delete chunk item.");
3001 out:
3002         btrfs_free_path(path);
3003         return ret;
3004 }
3005
3006 static int btrfs_del_sys_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3007 {
3008         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
3009         struct btrfs_disk_key *disk_key;
3010         struct btrfs_chunk *chunk;
3011         u8 *ptr;
3012         int ret = 0;
3013         u32 num_stripes;
3014         u32 array_size;
3015         u32 len = 0;
3016         u32 cur;
3017         struct btrfs_key key;
3018
3019         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
3020         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
3021
3022         ptr = super_copy->sys_chunk_array;
3023         cur = 0;
3024
3025         while (cur < array_size) {
3026                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)ptr;
3027                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
3028
3029                 len = sizeof(*disk_key);
3030
3031                 if (key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
3032                         chunk = (struct btrfs_chunk *)(ptr + len);
3033                         num_stripes = btrfs_stack_chunk_num_stripes(chunk);
3034                         len += btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
3035                 } else {
3036                         ret = -EIO;
3037                         break;
3038                 }
3039                 if (key.objectid == BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID &&
3040                     key.offset == chunk_offset) {
3041                         memmove(ptr, ptr + len, array_size - (cur + len));
3042                         array_size -= len;
3043                         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size);
3044                 } else {
3045                         ptr += len;
3046                         cur += len;
3047                 }
3048         }
3049         return ret;
3050 }
3051
3052 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map_nolock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3053                                                     u64 logical, u64 length)
3054 {
3055         struct rb_node *node = fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
3056         struct rb_node *prev = NULL;
3057         struct rb_node *orig_prev;
3058         struct btrfs_chunk_map *map;
3059         struct btrfs_chunk_map *prev_map = NULL;
3060
3061         while (node) {
3062                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3063                 prev = node;
3064                 prev_map = map;
3065
3066                 if (logical < map->start) {
3067                         node = node->rb_left;
3068                 } else if (logical >= map->start + map->chunk_len) {
3069                         node = node->rb_right;
3070                 } else {
3071                         refcount_inc(&map->refs);
3072                         return map;
3073                 }
3074         }
3075
3076         if (!prev)
3077                 return NULL;
3078
3079         orig_prev = prev;
3080         while (prev && logical >= prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3081                 prev = rb_next(prev);
3082                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3083         }
3084
3085         if (!prev) {
3086                 prev = orig_prev;
3087                 prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3088                 while (prev && logical < prev_map->start) {
3089                         prev = rb_prev(prev);
3090                         prev_map = rb_entry(prev, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
3091                 }
3092         }
3093
3094         if (prev) {
3095                 u64 end = logical + length;
3096
3097                 /*
3098                  * Caller can pass a U64_MAX length when it wants to get any
3099                  * chunk starting at an offset of 'logical' or higher, so deal
3100                  * with underflow by resetting the end offset to U64_MAX.
3101                  */
3102                 if (end < logical)
3103                         end = U64_MAX;
3104
3105                 if (end > prev_map->start &&
3106                     logical < prev_map->start + prev_map->chunk_len) {
3107                         refcount_inc(&prev_map->refs);
3108                         return prev_map;
3109                 }
3110         }
3111
3112         return NULL;
3113 }
3114
3115 struct btrfs_chunk_map *btrfs_find_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3116                                              u64 logical, u64 length)
3117 {
3118         struct btrfs_chunk_map *map;
3119
3120         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3121         map = btrfs_find_chunk_map_nolock(fs_info, logical, length);
3122         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
3123
3124         return map;
3125 }
3126
3127 /*
3128  * Find the mapping containing the given logical extent.
3129  *
3130  * @logical: Logical block offset in bytes.
3131  * @length: Length of extent in bytes.
3132  *
3133  * Return: Chunk mapping or ERR_PTR.
3134  */
3135 struct btrfs_chunk_map *btrfs_get_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3136                                             u64 logical, u64 length)
3137 {
3138         struct btrfs_chunk_map *map;
3139
3140         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, length);
3141
3142         if (unlikely(!map)) {
3143                 btrfs_crit(fs_info,
3144                            "unable to find chunk map for logical %llu length %llu",
3145                            logical, length);
3146                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3147         }
3148
3149         if (unlikely(map->start > logical || map->start + map->chunk_len <= logical)) {
3150                 btrfs_crit(fs_info,
3151                            "found a bad chunk map, wanted %llu-%llu, found %llu-%llu",
3152                            logical, logical + length, map->start,
3153                            map->start + map->chunk_len);
3154                 btrfs_free_chunk_map(map);
3155                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3156         }
3157
3158         /* Callers are responsible for dropping the reference. */
3159         return map;
3160 }
3161
3162 static int remove_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3163                              struct btrfs_chunk_map *map, u64 chunk_offset)
3164 {
3165         int i;
3166
3167         /*
3168          * Removing chunk items and updating the device items in the chunks btree
3169          * requires holding the chunk_mutex.
3170          * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for the details.
3171          */
3172         lockdep_assert_held(&trans->fs_info->chunk_mutex);
3173
3174         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3175                 int ret;
3176
3177                 ret = btrfs_update_device(trans, map->stripes[i].dev);
3178                 if (ret)
3179                         return ret;
3180         }
3181
3182         return btrfs_free_chunk(trans, chunk_offset);
3183 }
3184
3185 int btrfs_remove_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 chunk_offset)
3186 {
3187         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
3188         struct btrfs_chunk_map *map;
3189         u64 dev_extent_len = 0;
3190         int i, ret = 0;
3191         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
3192
3193         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
3194         if (IS_ERR(map)) {
3195                 /*
3196                  * This is a logic error, but we don't want to just rely on the
3197                  * user having built with ASSERT enabled, so if ASSERT doesn't
3198                  * do anything we still error out.
3199                  */
3200                 ASSERT(0);
3201                 return PTR_ERR(map);
3202         }
3203
3204         /*
3205          * First delete the device extent items from the devices btree.
3206          * We take the device_list_mutex to avoid racing with the finishing phase
3207          * of a device replace operation. See the comment below before acquiring
3208          * fs_info->chunk_mutex. Note that here we do not acquire the chunk_mutex
3209          * because that can result in a deadlock when deleting the device extent
3210          * items from the devices btree - COWing an extent buffer from the btree
3211          * may result in allocating a new metadata chunk, which would attempt to
3212          * lock again fs_info->chunk_mutex.
3213          */
3214         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
3215         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
3216                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
3217                 ret = btrfs_free_dev_extent(trans, device,
3218                                             map->stripes[i].physical,
3219                                             &dev_extent_len);
3220                 if (ret) {
3221                         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3222                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3223                         goto out;
3224                 }
3225
3226                 if (device->bytes_used > 0) {
3227                         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3228                         btrfs_device_set_bytes_used(device,
3229                                         device->bytes_used - dev_extent_len);
3230                         atomic64_add(dev_extent_len, &fs_info->free_chunk_space);
3231                         btrfs_clear_space_info_full(fs_info);
3232                         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3233                 }
3234         }
3235         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
3236
3237         /*
3238          * We acquire fs_info->chunk_mutex for 2 reasons:
3239          *
3240          * 1) Just like with the first phase of the chunk allocation, we must
3241          *    reserve system space, do all chunk btree updates and deletions, and
3242          *    update the system chunk array in the superblock while holding this
3243          *    mutex. This is for similar reasons as explained on the comment at
3244          *    the top of btrfs_chunk_alloc();
3245          *
3246          * 2) Prevent races with the final phase of a device replace operation
3247          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
3248          *    because the device object's id can change at any time during that
3249          *    final phase of the device replace operation
3250          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
3251          *    replaced device and then see it with an ID of
3252          *    BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID, which would cause a failure when updating
3253          *    the device item, which does not exists on the chunk btree.
3254          *    The finishing phase of device replace acquires both the
3255          *    device_list_mutex and the chunk_mutex, in that order, so we are
3256          *    safe by just acquiring the chunk_mutex.
3257          */
3258         trans->removing_chunk = true;
3259         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
3260
3261         check_system_chunk(trans, map->type);
3262
3263         ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3264         /*
3265          * Normally we should not get -ENOSPC since we reserved space before
3266          * through the call to check_system_chunk().
3267          *
3268          * Despite our system space_info having enough free space, we may not
3269          * be able to allocate extents from its block groups, because all have
3270          * an incompatible profile, which will force us to allocate a new system
3271          * block group with the right profile, or right after we called
3272          * check_system_space() above, a scrub turned the only system block group
3273          * with enough free space into RO mode.
3274          * This is explained with more detail at do_chunk_alloc().
3275          *
3276          * So if we get -ENOSPC, allocate a new system chunk and retry once.
3277          */
3278         if (ret == -ENOSPC) {
3279                 const u64 sys_flags = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
3280                 struct btrfs_block_group *sys_bg;
3281
3282                 sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, sys_flags);
3283                 if (IS_ERR(sys_bg)) {
3284                         ret = PTR_ERR(sys_bg);
3285                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3286                         goto out;
3287                 }
3288
3289                 ret = btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(trans, sys_bg);
3290                 if (ret) {
3291                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3292                         goto out;
3293                 }
3294
3295                 ret = remove_chunk_item(trans, map, chunk_offset);
3296                 if (ret) {
3297                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3298                         goto out;
3299                 }
3300         } else if (ret) {
3301                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3302                 goto out;
3303         }
3304
3305         trace_btrfs_chunk_free(fs_info, map, chunk_offset, map->chunk_len);
3306
3307         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3308                 ret = btrfs_del_sys_chunk(fs_info, chunk_offset);
3309                 if (ret) {
3310                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3311                         goto out;
3312                 }
3313         }
3314
3315         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3316         trans->removing_chunk = false;
3317
3318         /*
3319          * We are done with chunk btree updates and deletions, so release the
3320          * system space we previously reserved (with check_system_chunk()).
3321          */
3322         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
3323
3324         ret = btrfs_remove_block_group(trans, map);
3325         if (ret) {
3326                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3327                 goto out;
3328         }
3329
3330 out:
3331         if (trans->removing_chunk) {
3332                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
3333                 trans->removing_chunk = false;
3334         }
3335         /* once for us */
3336         btrfs_free_chunk_map(map);
3337         return ret;
3338 }
3339
3340 int btrfs_relocate_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
3341 {
3342         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
3343         struct btrfs_trans_handle *trans;
3344         struct btrfs_block_group *block_group;
3345         u64 length;
3346         int ret;
3347
3348         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
3349                 btrfs_err(fs_info,
3350                           "relocate: not supported on extent tree v2 yet");
3351                 return -EINVAL;
3352         }
3353
3354         /*
3355          * Prevent races with automatic removal of unused block groups.
3356          * After we relocate and before we remove the chunk with offset
3357          * chunk_offset, automatic removal of the block group can kick in,
3358          * resulting in a failure when calling btrfs_remove_chunk() below.
3359          *
3360          * Make sure to acquire this mutex before doing a tree search (dev
3361          * or chunk trees) to find chunks. Otherwise the cleaner kthread might
3362          * call btrfs_remove_chunk() (through btrfs_delete_unused_bgs()) after
3363          * we release the path used to search the chunk/dev tree and before
3364          * the current task acquires this mutex and calls us.
3365          */
3366         lockdep_assert_held(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3367
3368         /* step one, relocate all the extents inside this chunk */
3369         btrfs_scrub_pause(fs_info);
3370         ret = btrfs_relocate_block_group(fs_info, chunk_offset);
3371         btrfs_scrub_continue(fs_info);
3372         if (ret) {
3373                 /*
3374                  * If we had a transaction abort, stop all running scrubs.
3375                  * See transaction.c:cleanup_transaction() why we do it here.
3376                  */
3377                 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
3378                         btrfs_scrub_cancel(fs_info);
3379                 return ret;
3380         }
3381
3382         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3383         if (!block_group)
3384                 return -ENOENT;
3385         btrfs_discard_cancel_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
3386         length = block_group->length;
3387         btrfs_put_block_group(block_group);
3388
3389         /*
3390          * On a zoned file system, discard the whole block group, this will
3391          * trigger a REQ_OP_ZONE_RESET operation on the device zone. If
3392          * resetting the zone fails, don't treat it as a fatal problem from the
3393          * filesystem's point of view.
3394          */
3395         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
3396                 ret = btrfs_discard_extent(fs_info, chunk_offset, length, NULL);
3397                 if (ret)
3398                         btrfs_info(fs_info,
3399                                 "failed to reset zone %llu after relocation",
3400                                 chunk_offset);
3401         }
3402
3403         trans = btrfs_start_trans_remove_block_group(root->fs_info,
3404                                                      chunk_offset);
3405         if (IS_ERR(trans)) {
3406                 ret = PTR_ERR(trans);
3407                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret, NULL);
3408                 return ret;
3409         }
3410
3411         /*
3412          * step two, delete the device extents and the
3413          * chunk tree entries
3414          */
3415         ret = btrfs_remove_chunk(trans, chunk_offset);
3416         btrfs_end_transaction(trans);
3417         return ret;
3418 }
3419
3420 static int btrfs_relocate_sys_chunks(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3421 {
3422         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
3423         struct btrfs_path *path;
3424         struct extent_buffer *leaf;
3425         struct btrfs_chunk *chunk;
3426         struct btrfs_key key;
3427         struct btrfs_key found_key;
3428         u64 chunk_type;
3429         bool retried = false;
3430         int failed = 0;
3431         int ret;
3432
3433         path = btrfs_alloc_path();
3434         if (!path)
3435                 return -ENOMEM;
3436
3437 again:
3438         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
3439         key.offset = (u64)-1;
3440         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
3441
3442         while (1) {
3443                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3444                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
3445                 if (ret < 0) {
3446                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3447                         goto error;
3448                 }
3449                 if (ret == 0) {
3450                         /*
3451                          * On the first search we would find chunk tree with
3452                          * offset -1, which is not possible. On subsequent
3453                          * loops this would find an existing item on an invalid
3454                          * offset (one less than the previous one, wrong
3455                          * alignment and size).
3456                          */
3457                         ret = -EUCLEAN;
3458                         goto error;
3459                 }
3460
3461                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, key.objectid,
3462                                           key.type);
3463                 if (ret)
3464                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3465                 if (ret < 0)
3466                         goto error;
3467                 if (ret > 0)
3468                         break;
3469
3470                 leaf = path->nodes[0];
3471                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3472
3473                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3474                                        struct btrfs_chunk);
3475                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3476                 btrfs_release_path(path);
3477
3478                 if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
3479                         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
3480                         if (ret == -ENOSPC)
3481                                 failed++;
3482                         else
3483                                 BUG_ON(ret);
3484                 }
3485                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
3486
3487                 if (found_key.offset == 0)
3488                         break;
3489                 key.offset = found_key.offset - 1;
3490         }
3491         ret = 0;
3492         if (failed && !retried) {
3493                 failed = 0;
3494                 retried = true;
3495                 goto again;
3496         } else if (WARN_ON(failed && retried)) {
3497                 ret = -ENOSPC;
3498         }
3499 error:
3500         btrfs_free_path(path);
3501         return ret;
3502 }
3503
3504 /*
3505  * return 1 : allocate a data chunk successfully,
3506  * return <0: errors during allocating a data chunk,
3507  * return 0 : no need to allocate a data chunk.
3508  */
3509 static int btrfs_may_alloc_data_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3510                                       u64 chunk_offset)
3511 {
3512         struct btrfs_block_group *cache;
3513         u64 bytes_used;
3514         u64 chunk_type;
3515
3516         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3517         ASSERT(cache);
3518         chunk_type = cache->flags;
3519         btrfs_put_block_group(cache);
3520
3521         if (!(chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
3522                 return 0;
3523
3524         spin_lock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3525         bytes_used = fs_info->data_sinfo->bytes_used;
3526         spin_unlock(&fs_info->data_sinfo->lock);
3527
3528         if (!bytes_used) {
3529                 struct btrfs_trans_handle *trans;
3530                 int ret;
3531
3532                 trans = btrfs_join_transaction(fs_info->tree_root);
3533                 if (IS_ERR(trans))
3534                         return PTR_ERR(trans);
3535
3536                 ret = btrfs_force_chunk_alloc(trans, BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
3537                 btrfs_end_transaction(trans);
3538                 if (ret < 0)
3539                         return ret;
3540                 return 1;
3541         }
3542
3543         return 0;
3544 }
3545
3546 static void btrfs_disk_balance_args_to_cpu(struct btrfs_balance_args *cpu,
3547                                            const struct btrfs_disk_balance_args *disk)
3548 {
3549         memset(cpu, 0, sizeof(*cpu));
3550
3551         cpu->profiles = le64_to_cpu(disk->profiles);
3552         cpu->usage = le64_to_cpu(disk->usage);
3553         cpu->devid = le64_to_cpu(disk->devid);
3554         cpu->pstart = le64_to_cpu(disk->pstart);
3555         cpu->pend = le64_to_cpu(disk->pend);
3556         cpu->vstart = le64_to_cpu(disk->vstart);
3557         cpu->vend = le64_to_cpu(disk->vend);
3558         cpu->target = le64_to_cpu(disk->target);
3559         cpu->flags = le64_to_cpu(disk->flags);
3560         cpu->limit = le64_to_cpu(disk->limit);
3561         cpu->stripes_min = le32_to_cpu(disk->stripes_min);
3562         cpu->stripes_max = le32_to_cpu(disk->stripes_max);
3563 }
3564
3565 static void btrfs_cpu_balance_args_to_disk(struct btrfs_disk_balance_args *disk,
3566                                            const struct btrfs_balance_args *cpu)
3567 {
3568         memset(disk, 0, sizeof(*disk));
3569
3570         disk->profiles = cpu_to_le64(cpu->profiles);
3571         disk->usage = cpu_to_le64(cpu->usage);
3572         disk->devid = cpu_to_le64(cpu->devid);
3573         disk->pstart = cpu_to_le64(cpu->pstart);
3574         disk->pend = cpu_to_le64(cpu->pend);
3575         disk->vstart = cpu_to_le64(cpu->vstart);
3576         disk->vend = cpu_to_le64(cpu->vend);
3577         disk->target = cpu_to_le64(cpu->target);
3578         disk->flags = cpu_to_le64(cpu->flags);
3579         disk->limit = cpu_to_le64(cpu->limit);
3580         disk->stripes_min = cpu_to_le32(cpu->stripes_min);
3581         disk->stripes_max = cpu_to_le32(cpu->stripes_max);
3582 }
3583
3584 static int insert_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3585                                struct btrfs_balance_control *bctl)
3586 {
3587         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3588         struct btrfs_trans_handle *trans;
3589         struct btrfs_balance_item *item;
3590         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
3591         struct btrfs_path *path;
3592         struct extent_buffer *leaf;
3593         struct btrfs_key key;
3594         int ret, err;
3595
3596         path = btrfs_alloc_path();
3597         if (!path)
3598                 return -ENOMEM;
3599
3600         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
3601         if (IS_ERR(trans)) {
3602                 btrfs_free_path(path);
3603                 return PTR_ERR(trans);
3604         }
3605
3606         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3607         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3608         key.offset = 0;
3609
3610         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
3611                                       sizeof(*item));
3612         if (ret)
3613                 goto out;
3614
3615         leaf = path->nodes[0];
3616         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
3617
3618         memzero_extent_buffer(leaf, (unsigned long)item, sizeof(*item));
3619
3620         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->data);
3621         btrfs_set_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
3622         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->meta);
3623         btrfs_set_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
3624         btrfs_cpu_balance_args_to_disk(&disk_bargs, &bctl->sys);
3625         btrfs_set_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
3626
3627         btrfs_set_balance_flags(leaf, item, bctl->flags);
3628
3629         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3630 out:
3631         btrfs_free_path(path);
3632         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3633         if (err && !ret)
3634                 ret = err;
3635         return ret;
3636 }
3637
3638 static int del_balance_item(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3639 {
3640         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
3641         struct btrfs_trans_handle *trans;
3642         struct btrfs_path *path;
3643         struct btrfs_key key;
3644         int ret, err;
3645
3646         path = btrfs_alloc_path();
3647         if (!path)
3648                 return -ENOMEM;
3649
3650         trans = btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 0);
3651         if (IS_ERR(trans)) {
3652                 btrfs_free_path(path);
3653                 return PTR_ERR(trans);
3654         }
3655
3656         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
3657         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
3658         key.offset = 0;
3659
3660         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
3661         if (ret < 0)
3662                 goto out;
3663         if (ret > 0) {
3664                 ret = -ENOENT;
3665                 goto out;
3666         }
3667
3668         ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
3669 out:
3670         btrfs_free_path(path);
3671         err = btrfs_commit_transaction(trans);
3672         if (err && !ret)
3673                 ret = err;
3674         return ret;
3675 }
3676
3677 /*
3678  * This is a heuristic used to reduce the number of chunks balanced on
3679  * resume after balance was interrupted.
3680  */
3681 static void update_balance_args(struct btrfs_balance_control *bctl)
3682 {
3683         /*
3684          * Turn on soft mode for chunk types that were being converted.
3685          */
3686         if (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3687                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3688         if (bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3689                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3690         if (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
3691                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT;
3692
3693         /*
3694          * Turn on usage filter if is not already used.  The idea is
3695          * that chunks that we have already balanced should be
3696          * reasonably full.  Don't do it for chunks that are being
3697          * converted - that will keep us from relocating unconverted
3698          * (albeit full) chunks.
3699          */
3700         if (!(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3701             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3702             !(bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3703                 bctl->data.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3704                 bctl->data.usage = 90;
3705         }
3706         if (!(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3707             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3708             !(bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3709                 bctl->sys.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3710                 bctl->sys.usage = 90;
3711         }
3712         if (!(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3713             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3714             !(bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)) {
3715                 bctl->meta.flags |= BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE;
3716                 bctl->meta.usage = 90;
3717         }
3718 }
3719
3720 /*
3721  * Clear the balance status in fs_info and delete the balance item from disk.
3722  */
3723 static void reset_balance_state(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3724 {
3725         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3726         int ret;
3727
3728         ASSERT(fs_info->balance_ctl);
3729
3730         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
3731         fs_info->balance_ctl = NULL;
3732         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
3733
3734         kfree(bctl);
3735         ret = del_balance_item(fs_info);
3736         if (ret)
3737                 btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3738 }
3739
3740 /*
3741  * Balance filters.  Return 1 if chunk should be filtered out
3742  * (should not be balanced).
3743  */
3744 static int chunk_profiles_filter(u64 chunk_type,
3745                                  struct btrfs_balance_args *bargs)
3746 {
3747         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3748                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3749
3750         if (bargs->profiles & chunk_type)
3751                 return 0;
3752
3753         return 1;
3754 }
3755
3756 static int chunk_usage_range_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset,
3757                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3758 {
3759         struct btrfs_block_group *cache;
3760         u64 chunk_used;
3761         u64 user_thresh_min;
3762         u64 user_thresh_max;
3763         int ret = 1;
3764
3765         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3766         chunk_used = cache->used;
3767
3768         if (bargs->usage_min == 0)
3769                 user_thresh_min = 0;
3770         else
3771                 user_thresh_min = mult_perc(cache->length, bargs->usage_min);
3772
3773         if (bargs->usage_max == 0)
3774                 user_thresh_max = 1;
3775         else if (bargs->usage_max > 100)
3776                 user_thresh_max = cache->length;
3777         else
3778                 user_thresh_max = mult_perc(cache->length, bargs->usage_max);
3779
3780         if (user_thresh_min <= chunk_used && chunk_used < user_thresh_max)
3781                 ret = 0;
3782
3783         btrfs_put_block_group(cache);
3784         return ret;
3785 }
3786
3787 static int chunk_usage_filter(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3788                 u64 chunk_offset, struct btrfs_balance_args *bargs)
3789 {
3790         struct btrfs_block_group *cache;
3791         u64 chunk_used, user_thresh;
3792         int ret = 1;
3793
3794         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);
3795         chunk_used = cache->used;
3796
3797         if (bargs->usage_min == 0)
3798                 user_thresh = 1;
3799         else if (bargs->usage > 100)
3800                 user_thresh = cache->length;
3801         else
3802                 user_thresh = mult_perc(cache->length, bargs->usage);
3803
3804         if (chunk_used < user_thresh)
3805                 ret = 0;
3806
3807         btrfs_put_block_group(cache);
3808         return ret;
3809 }
3810
3811 static int chunk_devid_filter(struct extent_buffer *leaf,
3812                               struct btrfs_chunk *chunk,
3813                               struct btrfs_balance_args *bargs)
3814 {
3815         struct btrfs_stripe *stripe;
3816         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3817         int i;
3818
3819         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3820                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3821                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) == bargs->devid)
3822                         return 0;
3823         }
3824
3825         return 1;
3826 }
3827
3828 static u64 calc_data_stripes(u64 type, int num_stripes)
3829 {
3830         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
3831         const int ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
3832         const int nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
3833
3834         return (num_stripes - nparity) / ncopies;
3835 }
3836
3837 /* [pstart, pend) */
3838 static int chunk_drange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3839                                struct btrfs_chunk *chunk,
3840                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3841 {
3842         struct btrfs_stripe *stripe;
3843         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3844         u64 stripe_offset;
3845         u64 stripe_length;
3846         u64 type;
3847         int factor;
3848         int i;
3849
3850         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID))
3851                 return 0;
3852
3853         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3854         factor = calc_data_stripes(type, num_stripes);
3855
3856         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
3857                 stripe = btrfs_stripe_nr(chunk, i);
3858                 if (btrfs_stripe_devid(leaf, stripe) != bargs->devid)
3859                         continue;
3860
3861                 stripe_offset = btrfs_stripe_offset(leaf, stripe);
3862                 stripe_length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
3863                 stripe_length = div_u64(stripe_length, factor);
3864
3865                 if (stripe_offset < bargs->pend &&
3866                     stripe_offset + stripe_length > bargs->pstart)
3867                         return 0;
3868         }
3869
3870         return 1;
3871 }
3872
3873 /* [vstart, vend) */
3874 static int chunk_vrange_filter(struct extent_buffer *leaf,
3875                                struct btrfs_chunk *chunk,
3876                                u64 chunk_offset,
3877                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3878 {
3879         if (chunk_offset < bargs->vend &&
3880             chunk_offset + btrfs_chunk_length(leaf, chunk) > bargs->vstart)
3881                 /* at least part of the chunk is inside this vrange */
3882                 return 0;
3883
3884         return 1;
3885 }
3886
3887 static int chunk_stripes_range_filter(struct extent_buffer *leaf,
3888                                struct btrfs_chunk *chunk,
3889                                struct btrfs_balance_args *bargs)
3890 {
3891         int num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
3892
3893         if (bargs->stripes_min <= num_stripes
3894                         && num_stripes <= bargs->stripes_max)
3895                 return 0;
3896
3897         return 1;
3898 }
3899
3900 static int chunk_soft_convert_filter(u64 chunk_type,
3901                                      struct btrfs_balance_args *bargs)
3902 {
3903         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
3904                 return 0;
3905
3906         chunk_type = chunk_to_extended(chunk_type) &
3907                                 BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK;
3908
3909         if (bargs->target == chunk_type)
3910                 return 1;
3911
3912         return 0;
3913 }
3914
3915 static int should_balance_chunk(struct extent_buffer *leaf,
3916                                 struct btrfs_chunk *chunk, u64 chunk_offset)
3917 {
3918         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
3919         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
3920         struct btrfs_balance_args *bargs = NULL;
3921         u64 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
3922
3923         /* type filter */
3924         if (!((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK) &
3925               (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_TYPE_MASK))) {
3926                 return 0;
3927         }
3928
3929         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
3930                 bargs = &bctl->data;
3931         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
3932                 bargs = &bctl->sys;
3933         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
3934                 bargs = &bctl->meta;
3935
3936         /* profiles filter */
3937         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) &&
3938             chunk_profiles_filter(chunk_type, bargs)) {
3939                 return 0;
3940         }
3941
3942         /* usage filter */
3943         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE) &&
3944             chunk_usage_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3945                 return 0;
3946         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE) &&
3947             chunk_usage_range_filter(fs_info, chunk_offset, bargs)) {
3948                 return 0;
3949         }
3950
3951         /* devid filter */
3952         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID) &&
3953             chunk_devid_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3954                 return 0;
3955         }
3956
3957         /* drange filter, makes sense only with devid filter */
3958         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE) &&
3959             chunk_drange_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3960                 return 0;
3961         }
3962
3963         /* vrange filter */
3964         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE) &&
3965             chunk_vrange_filter(leaf, chunk, chunk_offset, bargs)) {
3966                 return 0;
3967         }
3968
3969         /* stripes filter */
3970         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE) &&
3971             chunk_stripes_range_filter(leaf, chunk, bargs)) {
3972                 return 0;
3973         }
3974
3975         /* soft profile changing mode */
3976         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT) &&
3977             chunk_soft_convert_filter(chunk_type, bargs)) {
3978                 return 0;
3979         }
3980
3981         /*
3982          * limited by count, must be the last filter
3983          */
3984         if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)) {
3985                 if (bargs->limit == 0)
3986                         return 0;
3987                 else
3988                         bargs->limit--;
3989         } else if ((bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)) {
3990                 /*
3991                  * Same logic as the 'limit' filter; the minimum cannot be
3992                  * determined here because we do not have the global information
3993                  * about the count of all chunks that satisfy the filters.
3994                  */
3995                 if (bargs->limit_max == 0)
3996                         return 0;
3997                 else
3998                         bargs->limit_max--;
3999         }
4000
4001         return 1;
4002 }
4003
4004 static int __btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4005 {
4006         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4007         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
4008         u64 chunk_type;
4009         struct btrfs_chunk *chunk;
4010         struct btrfs_path *path = NULL;
4011         struct btrfs_key key;
4012         struct btrfs_key found_key;
4013         struct extent_buffer *leaf;
4014         int slot;
4015         int ret;
4016         int enospc_errors = 0;
4017         bool counting = true;
4018         /* The single value limit and min/max limits use the same bytes in the */
4019         u64 limit_data = bctl->data.limit;
4020         u64 limit_meta = bctl->meta.limit;
4021         u64 limit_sys = bctl->sys.limit;
4022         u32 count_data = 0;
4023         u32 count_meta = 0;
4024         u32 count_sys = 0;
4025         int chunk_reserved = 0;
4026
4027         path = btrfs_alloc_path();
4028         if (!path) {
4029                 ret = -ENOMEM;
4030                 goto error;
4031         }
4032
4033         /* zero out stat counters */
4034         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4035         memset(&bctl->stat, 0, sizeof(bctl->stat));
4036         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4037 again:
4038         if (!counting) {
4039                 /*
4040                  * The single value limit and min/max limits use the same bytes
4041                  * in the
4042                  */
4043                 bctl->data.limit = limit_data;
4044                 bctl->meta.limit = limit_meta;
4045                 bctl->sys.limit = limit_sys;
4046         }
4047         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
4048         key.offset = (u64)-1;
4049         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
4050
4051         while (1) {
4052                 if ((!counting && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) ||
4053                     atomic_read(&fs_info->balance_cancel_req)) {
4054                         ret = -ECANCELED;
4055                         goto error;
4056                 }
4057
4058                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4059                 ret = btrfs_search_slot(NULL, chunk_root, &key, path, 0, 0);
4060                 if (ret < 0) {
4061                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4062                         goto error;
4063                 }
4064
4065                 /*
4066                  * this shouldn't happen, it means the last relocate
4067                  * failed
4068                  */
4069                 if (ret == 0)
4070                         BUG(); /* FIXME break ? */
4071
4072                 ret = btrfs_previous_item(chunk_root, path, 0,
4073                                           BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY);
4074                 if (ret) {
4075                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4076                         ret = 0;
4077                         break;
4078                 }
4079
4080                 leaf = path->nodes[0];
4081                 slot = path->slots[0];
4082                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
4083
4084                 if (found_key.objectid != key.objectid) {
4085                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4086                         break;
4087                 }
4088
4089                 chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
4090                 chunk_type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
4091
4092                 if (!counting) {
4093                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4094                         bctl->stat.considered++;
4095                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4096                 }
4097
4098                 ret = should_balance_chunk(leaf, chunk, found_key.offset);
4099
4100                 btrfs_release_path(path);
4101                 if (!ret) {
4102                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4103                         goto loop;
4104                 }
4105
4106                 if (counting) {
4107                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4108                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4109                         bctl->stat.expected++;
4110                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4111
4112                         if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
4113                                 count_data++;
4114                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
4115                                 count_sys++;
4116                         else if (chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
4117                                 count_meta++;
4118
4119                         goto loop;
4120                 }
4121
4122                 /*
4123                  * Apply limit_min filter, no need to check if the LIMITS
4124                  * filter is used, limit_min is 0 by default
4125                  */
4126                 if (((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
4127                                         count_data < bctl->data.limit_min)
4128                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) &&
4129                                         count_meta < bctl->meta.limit_min)
4130                                 || ((chunk_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) &&
4131                                         count_sys < bctl->sys.limit_min)) {
4132                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4133                         goto loop;
4134                 }
4135
4136                 if (!chunk_reserved) {
4137                         /*
4138                          * We may be relocating the only data chunk we have,
4139                          * which could potentially end up with losing data's
4140                          * raid profile, so lets allocate an empty one in
4141                          * advance.
4142                          */
4143                         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info,
4144                                                          found_key.offset);
4145                         if (ret < 0) {
4146                                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4147                                 goto error;
4148                         } else if (ret == 1) {
4149                                 chunk_reserved = 1;
4150                         }
4151                 }
4152
4153                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, found_key.offset);
4154                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
4155                 if (ret == -ENOSPC) {
4156                         enospc_errors++;
4157                 } else if (ret == -ETXTBSY) {
4158                         btrfs_info(fs_info,
4159            "skipping relocation of block group %llu due to active swapfile",
4160                                    found_key.offset);
4161                         ret = 0;
4162                 } else if (ret) {
4163                         goto error;
4164                 } else {
4165                         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4166                         bctl->stat.completed++;
4167                         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4168                 }
4169 loop:
4170                 if (found_key.offset == 0)
4171                         break;
4172                 key.offset = found_key.offset - 1;
4173         }
4174
4175         if (counting) {
4176                 btrfs_release_path(path);
4177                 counting = false;
4178                 goto again;
4179         }
4180 error:
4181         btrfs_free_path(path);
4182         if (enospc_errors) {
4183                 btrfs_info(fs_info, "%d enospc errors during balance",
4184                            enospc_errors);
4185                 if (!ret)
4186                         ret = -ENOSPC;
4187         }
4188
4189         return ret;
4190 }
4191
4192 /*
4193  * See if a given profile is valid and reduced.
4194  *
4195  * @flags:     profile to validate
4196  * @extended:  if true @flags is treated as an extended profile
4197  */
4198 static int alloc_profile_is_valid(u64 flags, int extended)
4199 {
4200         u64 mask = (extended ? BTRFS_EXTENDED_PROFILE_MASK :
4201                                BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK);
4202
4203         flags &= ~BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK;
4204
4205         /* 1) check that all other bits are zeroed */
4206         if (flags & ~mask)
4207                 return 0;
4208
4209         /* 2) see if profile is reduced */
4210         if (flags == 0)
4211                 return !extended; /* "0" is valid for usual profiles */
4212
4213         return has_single_bit_set(flags);
4214 }
4215
4216 /*
4217  * Validate target profile against allowed profiles and return true if it's OK.
4218  * Otherwise print the error message and return false.
4219  */
4220 static inline int validate_convert_profile(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4221                 const struct btrfs_balance_args *bargs,
4222                 u64 allowed, const char *type)
4223 {
4224         if (!(bargs->flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT))
4225                 return true;
4226
4227         /* Profile is valid and does not have bits outside of the allowed set */
4228         if (alloc_profile_is_valid(bargs->target, 1) &&
4229             (bargs->target & ~allowed) == 0)
4230                 return true;
4231
4232         btrfs_err(fs_info, "balance: invalid convert %s profile %s",
4233                         type, btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4234         return false;
4235 }
4236
4237 /*
4238  * Fill @buf with textual description of balance filter flags @bargs, up to
4239  * @size_buf including the terminating null. The output may be trimmed if it
4240  * does not fit into the provided buffer.
4241  */
4242 static void describe_balance_args(struct btrfs_balance_args *bargs, char *buf,
4243                                  u32 size_buf)
4244 {
4245         int ret;
4246         u32 size_bp = size_buf;
4247         char *bp = buf;
4248         u64 flags = bargs->flags;
4249         char tmp_buf[128] = {'\0'};
4250
4251         if (!flags)
4252                 return;
4253
4254 #define CHECK_APPEND_NOARG(a)                                           \
4255         do {                                                            \
4256                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a));                       \
4257                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4258                         goto out_overflow;                              \
4259                 size_bp -= ret;                                         \
4260                 bp += ret;                                              \
4261         } while (0)
4262
4263 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4264         do {                                                            \
4265                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4266                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4267                         goto out_overflow;                              \
4268                 size_bp -= ret;                                         \
4269                 bp += ret;                                              \
4270         } while (0)
4271
4272 #define CHECK_APPEND_2ARG(a, v1, v2)                                    \
4273         do {                                                            \
4274                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1), (v2));           \
4275                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4276                         goto out_overflow;                              \
4277                 size_bp -= ret;                                         \
4278                 bp += ret;                                              \
4279         } while (0)
4280
4281         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT)
4282                 CHECK_APPEND_1ARG("convert=%s,",
4283                                   btrfs_bg_type_to_raid_name(bargs->target));
4284
4285         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_SOFT)
4286                 CHECK_APPEND_NOARG("soft,");
4287
4288         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_PROFILES) {
4289                 btrfs_describe_block_groups(bargs->profiles, tmp_buf,
4290                                             sizeof(tmp_buf));
4291                 CHECK_APPEND_1ARG("profiles=%s,", tmp_buf);
4292         }
4293
4294         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE)
4295                 CHECK_APPEND_1ARG("usage=%llu,", bargs->usage);
4296
4297         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_USAGE_RANGE)
4298                 CHECK_APPEND_2ARG("usage=%u..%u,",
4299                                   bargs->usage_min, bargs->usage_max);
4300
4301         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DEVID)
4302                 CHECK_APPEND_1ARG("devid=%llu,", bargs->devid);
4303
4304         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_DRANGE)
4305                 CHECK_APPEND_2ARG("drange=%llu..%llu,",
4306                                   bargs->pstart, bargs->pend);
4307
4308         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_VRANGE)
4309                 CHECK_APPEND_2ARG("vrange=%llu..%llu,",
4310                                   bargs->vstart, bargs->vend);
4311
4312         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT)
4313                 CHECK_APPEND_1ARG("limit=%llu,", bargs->limit);
4314
4315         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_LIMIT_RANGE)
4316                 CHECK_APPEND_2ARG("limit=%u..%u,",
4317                                 bargs->limit_min, bargs->limit_max);
4318
4319         if (flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_STRIPES_RANGE)
4320                 CHECK_APPEND_2ARG("stripes=%u..%u,",
4321                                   bargs->stripes_min, bargs->stripes_max);
4322
4323 #undef CHECK_APPEND_2ARG
4324 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4325 #undef CHECK_APPEND_NOARG
4326
4327 out_overflow:
4328
4329         if (size_bp < size_buf)
4330                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last , */
4331         else
4332                 buf[0] = '\0';
4333 }
4334
4335 static void describe_balance_start_or_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4336 {
4337         u32 size_buf = 1024;
4338         char tmp_buf[192] = {'\0'};
4339         char *buf;
4340         char *bp;
4341         u32 size_bp = size_buf;
4342         int ret;
4343         struct btrfs_balance_control *bctl = fs_info->balance_ctl;
4344
4345         buf = kzalloc(size_buf, GFP_KERNEL);
4346         if (!buf)
4347                 return;
4348
4349         bp = buf;
4350
4351 #define CHECK_APPEND_1ARG(a, v1)                                        \
4352         do {                                                            \
4353                 ret = snprintf(bp, size_bp, (a), (v1));                 \
4354                 if (ret < 0 || ret >= size_bp)                          \
4355                         goto out_overflow;                              \
4356                 size_bp -= ret;                                         \
4357                 bp += ret;                                              \
4358         } while (0)
4359
4360         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE)
4361                 CHECK_APPEND_1ARG("%s", "-f ");
4362
4363         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) {
4364                 describe_balance_args(&bctl->data, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4365                 CHECK_APPEND_1ARG("-d%s ", tmp_buf);
4366         }
4367
4368         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) {
4369                 describe_balance_args(&bctl->meta, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4370                 CHECK_APPEND_1ARG("-m%s ", tmp_buf);
4371         }
4372
4373         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_SYSTEM) {
4374                 describe_balance_args(&bctl->sys, tmp_buf, sizeof(tmp_buf));
4375                 CHECK_APPEND_1ARG("-s%s ", tmp_buf);
4376         }
4377
4378 #undef CHECK_APPEND_1ARG
4379
4380 out_overflow:
4381
4382         if (size_bp < size_buf)
4383                 buf[size_buf - size_bp - 1] = '\0'; /* remove last " " */
4384         btrfs_info(fs_info, "balance: %s %s",
4385                    (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME) ?
4386                    "resume" : "start", buf);
4387
4388         kfree(buf);
4389 }
4390
4391 /*
4392  * Should be called with balance mutexe held
4393  */
4394 int btrfs_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4395                   struct btrfs_balance_control *bctl,
4396                   struct btrfs_ioctl_balance_args *bargs)
4397 {
4398         u64 meta_target, data_target;
4399         u64 allowed;
4400         int mixed = 0;
4401         int ret;
4402         u64 num_devices;
4403         unsigned seq;
4404         bool reducing_redundancy;
4405         bool paused = false;
4406         int i;
4407
4408         if (btrfs_fs_closing(fs_info) ||
4409             atomic_read(&fs_info->balance_pause_req) ||
4410             btrfs_should_cancel_balance(fs_info)) {
4411                 ret = -EINVAL;
4412                 goto out;
4413         }
4414
4415         allowed = btrfs_super_incompat_flags(fs_info->super_copy);
4416         if (allowed & BTRFS_FEATURE_INCOMPAT_MIXED_GROUPS)
4417                 mixed = 1;
4418
4419         /*
4420          * In case of mixed groups both data and meta should be picked,
4421          * and identical options should be given for both of them.
4422          */
4423         allowed = BTRFS_BALANCE_DATA | BTRFS_BALANCE_METADATA;
4424         if (mixed && (bctl->flags & allowed)) {
4425                 if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_DATA) ||
4426                     !(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_METADATA) ||
4427                     memcmp(&bctl->data, &bctl->meta, sizeof(bctl->data))) {
4428                         btrfs_err(fs_info,
4429           "balance: mixed groups data and metadata options must be the same");
4430                         ret = -EINVAL;
4431                         goto out;
4432                 }
4433         }
4434
4435         /*
4436          * rw_devices will not change at the moment, device add/delete/replace
4437          * are exclusive
4438          */
4439         num_devices = fs_info->fs_devices->rw_devices;
4440
4441         /*
4442          * SINGLE profile on-disk has no profile bit, but in-memory we have a
4443          * special bit for it, to make it easier to distinguish.  Thus we need
4444          * to set it manually, or balance would refuse the profile.
4445          */
4446         allowed = BTRFS_AVAIL_ALLOC_BIT_SINGLE;
4447         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++)
4448                 if (num_devices >= btrfs_raid_array[i].devs_min)
4449                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4450
4451         if (!validate_convert_profile(fs_info, &bctl->data, allowed, "data") ||
4452             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->meta, allowed, "metadata") ||
4453             !validate_convert_profile(fs_info, &bctl->sys,  allowed, "system")) {
4454                 ret = -EINVAL;
4455                 goto out;
4456         }
4457
4458         /*
4459          * Allow to reduce metadata or system integrity only if force set for
4460          * profiles with redundancy (copies, parity)
4461          */
4462         allowed = 0;
4463         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(btrfs_raid_array); i++) {
4464                 if (btrfs_raid_array[i].ncopies >= 2 ||
4465                     btrfs_raid_array[i].tolerated_failures >= 1)
4466                         allowed |= btrfs_raid_array[i].bg_flag;
4467         }
4468         do {
4469                 seq = read_seqbegin(&fs_info->profiles_lock);
4470
4471                 if (((bctl->sys.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4472                      (fs_info->avail_system_alloc_bits & allowed) &&
4473                      !(bctl->sys.target & allowed)) ||
4474                     ((bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) &&
4475                      (fs_info->avail_metadata_alloc_bits & allowed) &&
4476                      !(bctl->meta.target & allowed)))
4477                         reducing_redundancy = true;
4478                 else
4479                         reducing_redundancy = false;
4480
4481                 /* if we're not converting, the target field is uninitialized */
4482                 meta_target = (bctl->meta.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4483                         bctl->meta.target : fs_info->avail_metadata_alloc_bits;
4484                 data_target = (bctl->data.flags & BTRFS_BALANCE_ARGS_CONVERT) ?
4485                         bctl->data.target : fs_info->avail_data_alloc_bits;
4486         } while (read_seqretry(&fs_info->profiles_lock, seq));
4487
4488         if (reducing_redundancy) {
4489                 if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_FORCE) {
4490                         btrfs_info(fs_info,
4491                            "balance: force reducing metadata redundancy");
4492                 } else {
4493                         btrfs_err(fs_info,
4494         "balance: reduces metadata redundancy, use --force if you want this");
4495                         ret = -EINVAL;
4496                         goto out;
4497                 }
4498         }
4499
4500         if (btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(meta_target) <
4501                 btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(data_target)) {
4502                 btrfs_warn(fs_info,
4503         "balance: metadata profile %s has lower redundancy than data profile %s",
4504                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(meta_target),
4505                                 btrfs_bg_type_to_raid_name(data_target));
4506         }
4507
4508         ret = insert_balance_item(fs_info, bctl);
4509         if (ret && ret != -EEXIST)
4510                 goto out;
4511
4512         if (!(bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)) {
4513                 BUG_ON(ret == -EEXIST);
4514                 BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4515                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4516                 fs_info->balance_ctl = bctl;
4517                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4518         } else {
4519                 BUG_ON(ret != -EEXIST);
4520                 spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4521                 update_balance_args(bctl);
4522                 spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4523         }
4524
4525         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4526         set_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4527         describe_balance_start_or_resume(fs_info);
4528         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4529
4530         ret = __btrfs_balance(fs_info);
4531
4532         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4533         if (ret == -ECANCELED && atomic_read(&fs_info->balance_pause_req)) {
4534                 btrfs_info(fs_info, "balance: paused");
4535                 btrfs_exclop_balance(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4536                 paused = true;
4537         }
4538         /*
4539          * Balance can be canceled by:
4540          *
4541          * - Regular cancel request
4542          *   Then ret == -ECANCELED and balance_cancel_req > 0
4543          *
4544          * - Fatal signal to "btrfs" process
4545          *   Either the signal caught by wait_reserve_ticket() and callers
4546          *   got -EINTR, or caught by btrfs_should_cancel_balance() and
4547          *   got -ECANCELED.
4548          *   Either way, in this case balance_cancel_req = 0, and
4549          *   ret == -EINTR or ret == -ECANCELED.
4550          *
4551          * So here we only check the return value to catch canceled balance.
4552          */
4553         else if (ret == -ECANCELED || ret == -EINTR)
4554                 btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4555         else
4556                 btrfs_info(fs_info, "balance: ended with status: %d", ret);
4557
4558         clear_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags);
4559
4560         if (bargs) {
4561                 memset(bargs, 0, sizeof(*bargs));
4562                 btrfs_update_ioctl_balance_args(fs_info, bargs);
4563         }
4564
4565         /* We didn't pause, we can clean everything up. */
4566         if (!paused) {
4567                 reset_balance_state(fs_info);
4568                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
4569         }
4570
4571         wake_up(&fs_info->balance_wait_q);
4572
4573         return ret;
4574 out:
4575         if (bctl->flags & BTRFS_BALANCE_RESUME)
4576                 reset_balance_state(fs_info);
4577         else
4578                 kfree(bctl);
4579         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4580
4581         return ret;
4582 }
4583
4584 static int balance_kthread(void *data)
4585 {
4586         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4587         int ret = 0;
4588
4589         sb_start_write(fs_info->sb);
4590         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4591         if (fs_info->balance_ctl)
4592                 ret = btrfs_balance(fs_info, fs_info->balance_ctl, NULL);
4593         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4594         sb_end_write(fs_info->sb);
4595
4596         return ret;
4597 }
4598
4599 int btrfs_resume_balance_async(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4600 {
4601         struct task_struct *tsk;
4602
4603         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4604         if (!fs_info->balance_ctl) {
4605                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4606                 return 0;
4607         }
4608         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4609
4610         if (btrfs_test_opt(fs_info, SKIP_BALANCE)) {
4611                 btrfs_info(fs_info, "balance: resume skipped");
4612                 return 0;
4613         }
4614
4615         spin_lock(&fs_info->super_lock);
4616         ASSERT(fs_info->exclusive_operation == BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED);
4617         fs_info->exclusive_operation = BTRFS_EXCLOP_BALANCE;
4618         spin_unlock(&fs_info->super_lock);
4619         /*
4620          * A ro->rw remount sequence should continue with the paused balance
4621          * regardless of who pauses it, system or the user as of now, so set
4622          * the resume flag.
4623          */
4624         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4625         fs_info->balance_ctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4626         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4627
4628         tsk = kthread_run(balance_kthread, fs_info, "btrfs-balance");
4629         return PTR_ERR_OR_ZERO(tsk);
4630 }
4631
4632 int btrfs_recover_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4633 {
4634         struct btrfs_balance_control *bctl;
4635         struct btrfs_balance_item *item;
4636         struct btrfs_disk_balance_args disk_bargs;
4637         struct btrfs_path *path;
4638         struct extent_buffer *leaf;
4639         struct btrfs_key key;
4640         int ret;
4641
4642         path = btrfs_alloc_path();
4643         if (!path)
4644                 return -ENOMEM;
4645
4646         key.objectid = BTRFS_BALANCE_OBJECTID;
4647         key.type = BTRFS_TEMPORARY_ITEM_KEY;
4648         key.offset = 0;
4649
4650         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4651         if (ret < 0)
4652                 goto out;
4653         if (ret > 0) { /* ret = -ENOENT; */
4654                 ret = 0;
4655                 goto out;
4656         }
4657
4658         bctl = kzalloc(sizeof(*bctl), GFP_NOFS);
4659         if (!bctl) {
4660                 ret = -ENOMEM;
4661                 goto out;
4662         }
4663
4664         leaf = path->nodes[0];
4665         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_balance_item);
4666
4667         bctl->flags = btrfs_balance_flags(leaf, item);
4668         bctl->flags |= BTRFS_BALANCE_RESUME;
4669
4670         btrfs_balance_data(leaf, item, &disk_bargs);
4671         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->data, &disk_bargs);
4672         btrfs_balance_meta(leaf, item, &disk_bargs);
4673         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->meta, &disk_bargs);
4674         btrfs_balance_sys(leaf, item, &disk_bargs);
4675         btrfs_disk_balance_args_to_cpu(&bctl->sys, &disk_bargs);
4676
4677         /*
4678          * This should never happen, as the paused balance state is recovered
4679          * during mount without any chance of other exclusive ops to collide.
4680          *
4681          * This gives the exclusive op status to balance and keeps in paused
4682          * state until user intervention (cancel or umount). If the ownership
4683          * cannot be assigned, show a message but do not fail. The balance
4684          * is in a paused state and must have fs_info::balance_ctl properly
4685          * set up.
4686          */
4687         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED))
4688                 btrfs_warn(fs_info,
4689         "balance: cannot set exclusive op status, resume manually");
4690
4691         btrfs_release_path(path);
4692
4693         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4694         BUG_ON(fs_info->balance_ctl);
4695         spin_lock(&fs_info->balance_lock);
4696         fs_info->balance_ctl = bctl;
4697         spin_unlock(&fs_info->balance_lock);
4698         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4699 out:
4700         btrfs_free_path(path);
4701         return ret;
4702 }
4703
4704 int btrfs_pause_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4705 {
4706         int ret = 0;
4707
4708         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4709         if (!fs_info->balance_ctl) {
4710                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4711                 return -ENOTCONN;
4712         }
4713
4714         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4715                 atomic_inc(&fs_info->balance_pause_req);
4716                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4717
4718                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4719                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4720
4721                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4722                 /* we are good with balance_ctl ripped off from under us */
4723                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4724                 atomic_dec(&fs_info->balance_pause_req);
4725         } else {
4726                 ret = -ENOTCONN;
4727         }
4728
4729         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4730         return ret;
4731 }
4732
4733 int btrfs_cancel_balance(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4734 {
4735         mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4736         if (!fs_info->balance_ctl) {
4737                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4738                 return -ENOTCONN;
4739         }
4740
4741         /*
4742          * A paused balance with the item stored on disk can be resumed at
4743          * mount time if the mount is read-write. Otherwise it's still paused
4744          * and we must not allow cancelling as it deletes the item.
4745          */
4746         if (sb_rdonly(fs_info->sb)) {
4747                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4748                 return -EROFS;
4749         }
4750
4751         atomic_inc(&fs_info->balance_cancel_req);
4752         /*
4753          * if we are running just wait and return, balance item is
4754          * deleted in btrfs_balance in this case
4755          */
4756         if (test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags)) {
4757                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4758                 wait_event(fs_info->balance_wait_q,
4759                            !test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4760                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4761         } else {
4762                 mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4763                 /*
4764                  * Lock released to allow other waiters to continue, we'll
4765                  * reexamine the status again.
4766                  */
4767                 mutex_lock(&fs_info->balance_mutex);
4768
4769                 if (fs_info->balance_ctl) {
4770                         reset_balance_state(fs_info);
4771                         btrfs_exclop_finish(fs_info);
4772                         btrfs_info(fs_info, "balance: canceled");
4773                 }
4774         }
4775
4776         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_BALANCE_RUNNING, &fs_info->flags));
4777         atomic_dec(&fs_info->balance_cancel_req);
4778         mutex_unlock(&fs_info->balance_mutex);
4779         return 0;
4780 }
4781
4782 int btrfs_uuid_scan_kthread(void *data)
4783 {
4784         struct btrfs_fs_info *fs_info = data;
4785         struct btrfs_root *root = fs_info->tree_root;
4786         struct btrfs_key key;
4787         struct btrfs_path *path = NULL;
4788         int ret = 0;
4789         struct extent_buffer *eb;
4790         int slot;
4791         struct btrfs_root_item root_item;
4792         u32 item_size;
4793         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
4794         bool closing = false;
4795
4796         path = btrfs_alloc_path();
4797         if (!path) {
4798                 ret = -ENOMEM;
4799                 goto out;
4800         }
4801
4802         key.objectid = 0;
4803         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4804         key.offset = 0;
4805
4806         while (1) {
4807                 if (btrfs_fs_closing(fs_info)) {
4808                         closing = true;
4809                         break;
4810                 }
4811                 ret = btrfs_search_forward(root, &key, path,
4812                                 BTRFS_OLDEST_GENERATION);
4813                 if (ret) {
4814                         if (ret > 0)
4815                                 ret = 0;
4816                         break;
4817                 }
4818
4819                 if (key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY ||
4820                     (key.objectid < BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
4821                      key.objectid != BTRFS_FS_TREE_OBJECTID) ||
4822                     key.objectid > BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID)
4823                         goto skip;
4824
4825                 eb = path->nodes[0];
4826                 slot = path->slots[0];
4827                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
4828                 if (item_size < sizeof(root_item))
4829                         goto skip;
4830
4831                 read_extent_buffer(eb, &root_item,
4832                                    btrfs_item_ptr_offset(eb, slot),
4833                                    (int)sizeof(root_item));
4834                 if (btrfs_root_refs(&root_item) == 0)
4835                         goto skip;
4836
4837                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid) ||
4838                     !btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4839                         if (trans)
4840                                 goto update_tree;
4841
4842                         btrfs_release_path(path);
4843                         /*
4844                          * 1 - subvol uuid item
4845                          * 1 - received_subvol uuid item
4846                          */
4847                         trans = btrfs_start_transaction(fs_info->uuid_root, 2);
4848                         if (IS_ERR(trans)) {
4849                                 ret = PTR_ERR(trans);
4850                                 break;
4851                         }
4852                         continue;
4853                 } else {
4854                         goto skip;
4855                 }
4856 update_tree:
4857                 btrfs_release_path(path);
4858                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.uuid)) {
4859                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, root_item.uuid,
4860                                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4861                                                   key.objectid);
4862                         if (ret < 0) {
4863                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4864                                         ret);
4865                                 break;
4866                         }
4867                 }
4868
4869                 if (!btrfs_is_empty_uuid(root_item.received_uuid)) {
4870                         ret = btrfs_uuid_tree_add(trans,
4871                                                   root_item.received_uuid,
4872                                                  BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4873                                                   key.objectid);
4874                         if (ret < 0) {
4875                                 btrfs_warn(fs_info, "uuid_tree_add failed %d",
4876                                         ret);
4877                                 break;
4878                         }
4879                 }
4880
4881 skip:
4882                 btrfs_release_path(path);
4883                 if (trans) {
4884                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4885                         trans = NULL;
4886                         if (ret)
4887                                 break;
4888                 }
4889
4890                 if (key.offset < (u64)-1) {
4891                         key.offset++;
4892                 } else if (key.type < BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
4893                         key.offset = 0;
4894                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4895                 } else if (key.objectid < (u64)-1) {
4896                         key.offset = 0;
4897                         key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
4898                         key.objectid++;
4899                 } else {
4900                         break;
4901                 }
4902                 cond_resched();
4903         }
4904
4905 out:
4906         btrfs_free_path(path);
4907         if (trans && !IS_ERR(trans))
4908                 btrfs_end_transaction(trans);
4909         if (ret)
4910                 btrfs_warn(fs_info, "btrfs_uuid_scan_kthread failed %d", ret);
4911         else if (!closing)
4912                 set_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags);
4913         up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4914         return 0;
4915 }
4916
4917 int btrfs_create_uuid_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
4918 {
4919         struct btrfs_trans_handle *trans;
4920         struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
4921         struct btrfs_root *uuid_root;
4922         struct task_struct *task;
4923         int ret;
4924
4925         /*
4926          * 1 - root node
4927          * 1 - root item
4928          */
4929         trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);
4930         if (IS_ERR(trans))
4931                 return PTR_ERR(trans);
4932
4933         uuid_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_UUID_TREE_OBJECTID);
4934         if (IS_ERR(uuid_root)) {
4935                 ret = PTR_ERR(uuid_root);
4936                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4937                 btrfs_end_transaction(trans);
4938                 return ret;
4939         }
4940
4941         fs_info->uuid_root = uuid_root;
4942
4943         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
4944         if (ret)
4945                 return ret;
4946
4947         down(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4948         task = kthread_run(btrfs_uuid_scan_kthread, fs_info, "btrfs-uuid");
4949         if (IS_ERR(task)) {
4950                 /* fs_info->update_uuid_tree_gen remains 0 in all error case */
4951                 btrfs_warn(fs_info, "failed to start uuid_scan task");
4952                 up(&fs_info->uuid_tree_rescan_sem);
4953                 return PTR_ERR(task);
4954         }
4955
4956         return 0;
4957 }
4958
4959 /*
4960  * shrinking a device means finding all of the device extents past
4961  * the new size, and then following the back refs to the chunks.
4962  * The chunk relocation code actually frees the device extent
4963  */
4964 int btrfs_shrink_device(struct btrfs_device *device, u64 new_size)
4965 {
4966         struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
4967         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
4968         struct btrfs_trans_handle *trans;
4969         struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
4970         struct btrfs_path *path;
4971         u64 length;
4972         u64 chunk_offset;
4973         int ret;
4974         int slot;
4975         int failed = 0;
4976         bool retried = false;
4977         struct extent_buffer *l;
4978         struct btrfs_key key;
4979         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
4980         u64 old_total = btrfs_super_total_bytes(super_copy);
4981         u64 old_size = btrfs_device_get_total_bytes(device);
4982         u64 diff;
4983         u64 start;
4984         u64 free_diff = 0;
4985
4986         new_size = round_down(new_size, fs_info->sectorsize);
4987         start = new_size;
4988         diff = round_down(old_size - new_size, fs_info->sectorsize);
4989
4990         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
4991                 return -EINVAL;
4992
4993         path = btrfs_alloc_path();
4994         if (!path)
4995                 return -ENOMEM;
4996
4997         path->reada = READA_BACK;
4998
4999         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5000         if (IS_ERR(trans)) {
5001                 btrfs_free_path(path);
5002                 return PTR_ERR(trans);
5003         }
5004
5005         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5006
5007         btrfs_device_set_total_bytes(device, new_size);
5008         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5009                 device->fs_devices->total_rw_bytes -= diff;
5010
5011                 /*
5012                  * The new free_chunk_space is new_size - used, so we have to
5013                  * subtract the delta of the old free_chunk_space which included
5014                  * old_size - used.  If used > new_size then just subtract this
5015                  * entire device's free space.
5016                  */
5017                 if (device->bytes_used < new_size)
5018                         free_diff = (old_size - device->bytes_used) -
5019                                     (new_size - device->bytes_used);
5020                 else
5021                         free_diff = old_size - device->bytes_used;
5022                 atomic64_sub(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5023         }
5024
5025         /*
5026          * Once the device's size has been set to the new size, ensure all
5027          * in-memory chunks are synced to disk so that the loop below sees them
5028          * and relocates them accordingly.
5029          */
5030         if (contains_pending_extent(device, &start, diff)) {
5031                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5032                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5033                 if (ret)
5034                         goto done;
5035         } else {
5036                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5037                 btrfs_end_transaction(trans);
5038         }
5039
5040 again:
5041         key.objectid = device->devid;
5042         key.offset = (u64)-1;
5043         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
5044
5045         do {
5046                 mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5047                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5048                 if (ret < 0) {
5049                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5050                         goto done;
5051                 }
5052
5053                 ret = btrfs_previous_item(root, path, 0, key.type);
5054                 if (ret) {
5055                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5056                         if (ret < 0)
5057                                 goto done;
5058                         ret = 0;
5059                         btrfs_release_path(path);
5060                         break;
5061                 }
5062
5063                 l = path->nodes[0];
5064                 slot = path->slots[0];
5065                 btrfs_item_key_to_cpu(l, &key, path->slots[0]);
5066
5067                 if (key.objectid != device->devid) {
5068                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5069                         btrfs_release_path(path);
5070                         break;
5071                 }
5072
5073                 dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
5074                 length = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);
5075
5076                 if (key.offset + length <= new_size) {
5077                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5078                         btrfs_release_path(path);
5079                         break;
5080                 }
5081
5082                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);
5083                 btrfs_release_path(path);
5084
5085                 /*
5086                  * We may be relocating the only data chunk we have,
5087                  * which could potentially end up with losing data's
5088                  * raid profile, so lets allocate an empty one in
5089                  * advance.
5090                  */
5091                 ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, chunk_offset);
5092                 if (ret < 0) {
5093                         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5094                         goto done;
5095                 }
5096
5097                 ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, chunk_offset);
5098                 mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
5099                 if (ret == -ENOSPC) {
5100                         failed++;
5101                 } else if (ret) {
5102                         if (ret == -ETXTBSY) {
5103                                 btrfs_warn(fs_info,
5104                    "could not shrink block group %llu due to active swapfile",
5105                                            chunk_offset);
5106                         }
5107                         goto done;
5108                 }
5109         } while (key.offset-- > 0);
5110
5111         if (failed && !retried) {
5112                 failed = 0;
5113                 retried = true;
5114                 goto again;
5115         } else if (failed && retried) {
5116                 ret = -ENOSPC;
5117                 goto done;
5118         }
5119
5120         /* Shrinking succeeded, else we would be at "done". */
5121         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
5122         if (IS_ERR(trans)) {
5123                 ret = PTR_ERR(trans);
5124                 goto done;
5125         }
5126
5127         mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5128         /* Clear all state bits beyond the shrunk device size */
5129         clear_extent_bits(&device->alloc_state, new_size, (u64)-1,
5130                           CHUNK_STATE_MASK);
5131
5132         btrfs_device_set_disk_total_bytes(device, new_size);
5133         if (list_empty(&device->post_commit_list))
5134                 list_add_tail(&device->post_commit_list,
5135                               &trans->transaction->dev_update_list);
5136
5137         WARN_ON(diff > old_total);
5138         btrfs_set_super_total_bytes(super_copy,
5139                         round_down(old_total - diff, fs_info->sectorsize));
5140         mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5141
5142         btrfs_reserve_chunk_metadata(trans, false);
5143         /* Now btrfs_update_device() will change the on-disk size. */
5144         ret = btrfs_update_device(trans, device);
5145         btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
5146         if (ret < 0) {
5147                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5148                 btrfs_end_transaction(trans);
5149         } else {
5150                 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
5151         }
5152 done:
5153         btrfs_free_path(path);
5154         if (ret) {
5155                 mutex_lock(&fs_info->chunk_mutex);
5156                 btrfs_device_set_total_bytes(device, old_size);
5157                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5158                         device->fs_devices->total_rw_bytes += diff;
5159                         atomic64_add(free_diff, &fs_info->free_chunk_space);
5160                 }
5161                 mutex_unlock(&fs_info->chunk_mutex);
5162         }
5163         return ret;
5164 }
5165
5166 static int btrfs_add_system_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5167                            struct btrfs_key *key,
5168                            struct btrfs_chunk *chunk, int item_size)
5169 {
5170         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
5171         struct btrfs_disk_key disk_key;
5172         u32 array_size;
5173         u8 *ptr;
5174
5175         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5176
5177         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
5178         if (array_size + item_size + sizeof(disk_key)
5179                         > BTRFS_SYSTEM_CHUNK_ARRAY_SIZE)
5180                 return -EFBIG;
5181
5182         ptr = super_copy->sys_chunk_array + array_size;
5183         btrfs_cpu_key_to_disk(&disk_key, key);
5184         memcpy(ptr, &disk_key, sizeof(disk_key));
5185         ptr += sizeof(disk_key);
5186         memcpy(ptr, chunk, item_size);
5187         item_size += sizeof(disk_key);
5188         btrfs_set_super_sys_array_size(super_copy, array_size + item_size);
5189
5190         return 0;
5191 }
5192
5193 /*
5194  * sort the devices in descending order by max_avail, total_avail
5195  */
5196 static int btrfs_cmp_device_info(const void *a, const void *b)
5197 {
5198         const struct btrfs_device_info *di_a = a;
5199         const struct btrfs_device_info *di_b = b;
5200
5201         if (di_a->max_avail > di_b->max_avail)
5202                 return -1;
5203         if (di_a->max_avail < di_b->max_avail)
5204                 return 1;
5205         if (di_a->total_avail > di_b->total_avail)
5206                 return -1;
5207         if (di_a->total_avail < di_b->total_avail)
5208                 return 1;
5209         return 0;
5210 }
5211
5212 static void check_raid56_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5213 {
5214         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5215                 return;
5216
5217         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID56);
5218 }
5219
5220 static void check_raid1c34_incompat_flag(struct btrfs_fs_info *info, u64 type)
5221 {
5222         if (!(type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4)))
5223                 return;
5224
5225         btrfs_set_fs_incompat(info, RAID1C34);
5226 }
5227
5228 /*
5229  * Structure used internally for btrfs_create_chunk() function.
5230  * Wraps needed parameters.
5231  */
5232 struct alloc_chunk_ctl {
5233         u64 start;
5234         u64 type;
5235         /* Total number of stripes to allocate */
5236         int num_stripes;
5237         /* sub_stripes info for map */
5238         int sub_stripes;
5239         /* Stripes per device */
5240         int dev_stripes;
5241         /* Maximum number of devices to use */
5242         int devs_max;
5243         /* Minimum number of devices to use */
5244         int devs_min;
5245         /* ndevs has to be a multiple of this */
5246         int devs_increment;
5247         /* Number of copies */
5248         int ncopies;
5249         /* Number of stripes worth of bytes to store parity information */
5250         int nparity;
5251         u64 max_stripe_size;
5252         u64 max_chunk_size;
5253         u64 dev_extent_min;
5254         u64 stripe_size;
5255         u64 chunk_size;
5256         int ndevs;
5257 };
5258
5259 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(
5260                                 struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5261                                 struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5262 {
5263         struct btrfs_space_info *space_info;
5264
5265         space_info = btrfs_find_space_info(fs_devices->fs_info, ctl->type);
5266         ASSERT(space_info);
5267
5268         ctl->max_chunk_size = READ_ONCE(space_info->chunk_size);
5269         ctl->max_stripe_size = min_t(u64, ctl->max_chunk_size, SZ_1G);
5270
5271         if (ctl->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
5272                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max, BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5273
5274         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5275         ctl->max_chunk_size = min(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5276                                   ctl->max_chunk_size);
5277         ctl->dev_extent_min = btrfs_stripe_nr_to_offset(ctl->dev_stripes);
5278 }
5279
5280 static void init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(
5281                                       struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5282                                       struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5283 {
5284         u64 zone_size = fs_devices->fs_info->zone_size;
5285         u64 limit;
5286         int min_num_stripes = ctl->devs_min * ctl->dev_stripes;
5287         int min_data_stripes = (min_num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5288         u64 min_chunk_size = min_data_stripes * zone_size;
5289         u64 type = ctl->type;
5290
5291         ctl->max_stripe_size = zone_size;
5292         if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
5293                 ctl->max_chunk_size = round_down(BTRFS_MAX_DATA_CHUNK_SIZE,
5294                                                  zone_size);
5295         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA) {
5296                 ctl->max_chunk_size = ctl->max_stripe_size;
5297         } else if (type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5298                 ctl->max_chunk_size = 2 * ctl->max_stripe_size;
5299                 ctl->devs_max = min_t(int, ctl->devs_max,
5300                                       BTRFS_MAX_DEVS_SYS_CHUNK);
5301         } else {
5302                 BUG();
5303         }
5304
5305         /* We don't want a chunk larger than 10% of writable space */
5306         limit = max(round_down(mult_perc(fs_devices->total_rw_bytes, 10),
5307                                zone_size),
5308                     min_chunk_size);
5309         ctl->max_chunk_size = min(limit, ctl->max_chunk_size);
5310         ctl->dev_extent_min = zone_size * ctl->dev_stripes;
5311 }
5312
5313 static void init_alloc_chunk_ctl(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5314                                  struct alloc_chunk_ctl *ctl)
5315 {
5316         int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(ctl->type);
5317
5318         ctl->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
5319         ctl->dev_stripes = btrfs_raid_array[index].dev_stripes;
5320         ctl->devs_max = btrfs_raid_array[index].devs_max;
5321         if (!ctl->devs_max)
5322                 ctl->devs_max = BTRFS_MAX_DEVS(fs_devices->fs_info);
5323         ctl->devs_min = btrfs_raid_array[index].devs_min;
5324         ctl->devs_increment = btrfs_raid_array[index].devs_increment;
5325         ctl->ncopies = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5326         ctl->nparity = btrfs_raid_array[index].nparity;
5327         ctl->ndevs = 0;
5328
5329         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5330         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5331                 init_alloc_chunk_ctl_policy_regular(fs_devices, ctl);
5332                 break;
5333         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5334                 init_alloc_chunk_ctl_policy_zoned(fs_devices, ctl);
5335                 break;
5336         default:
5337                 BUG();
5338         }
5339 }
5340
5341 static int gather_device_info(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5342                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5343                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5344 {
5345         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5346         struct btrfs_device *device;
5347         u64 total_avail;
5348         u64 dev_extent_want = ctl->max_stripe_size * ctl->dev_stripes;
5349         int ret;
5350         int ndevs = 0;
5351         u64 max_avail;
5352         u64 dev_offset;
5353
5354         /*
5355          * in the first pass through the devices list, we gather information
5356          * about the available holes on each device.
5357          */
5358         list_for_each_entry(device, &fs_devices->alloc_list, dev_alloc_list) {
5359                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state)) {
5360                         WARN(1, KERN_ERR
5361                                "BTRFS: read-only device in alloc_list\n");
5362                         continue;
5363                 }
5364
5365                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
5366                                         &device->dev_state) ||
5367                     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state))
5368                         continue;
5369
5370                 if (device->total_bytes > device->bytes_used)
5371                         total_avail = device->total_bytes - device->bytes_used;
5372                 else
5373                         total_avail = 0;
5374
5375                 /* If there is no space on this device, skip it. */
5376                 if (total_avail < ctl->dev_extent_min)
5377                         continue;
5378
5379                 ret = find_free_dev_extent(device, dev_extent_want, &dev_offset,
5380                                            &max_avail);
5381                 if (ret && ret != -ENOSPC)
5382                         return ret;
5383
5384                 if (ret == 0)
5385                         max_avail = dev_extent_want;
5386
5387                 if (max_avail < ctl->dev_extent_min) {
5388                         if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5389                                 btrfs_debug(info,
5390                         "%s: devid %llu has no free space, have=%llu want=%llu",
5391                                             __func__, device->devid, max_avail,
5392                                             ctl->dev_extent_min);
5393                         continue;
5394                 }
5395
5396                 if (ndevs == fs_devices->rw_devices) {
5397                         WARN(1, "%s: found more than %llu devices\n",
5398                              __func__, fs_devices->rw_devices);
5399                         break;
5400                 }
5401                 devices_info[ndevs].dev_offset = dev_offset;
5402                 devices_info[ndevs].max_avail = max_avail;
5403                 devices_info[ndevs].total_avail = total_avail;
5404                 devices_info[ndevs].dev = device;
5405                 ++ndevs;
5406         }
5407         ctl->ndevs = ndevs;
5408
5409         /*
5410          * now sort the devices by hole size / available space
5411          */
5412         sort(devices_info, ndevs, sizeof(struct btrfs_device_info),
5413              btrfs_cmp_device_info, NULL);
5414
5415         return 0;
5416 }
5417
5418 static int decide_stripe_size_regular(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5419                                       struct btrfs_device_info *devices_info)
5420 {
5421         /* Number of stripes that count for block group size */
5422         int data_stripes;
5423
5424         /*
5425          * The primary goal is to maximize the number of stripes, so use as
5426          * many devices as possible, even if the stripes are not maximum sized.
5427          *
5428          * The DUP profile stores more than one stripe per device, the
5429          * max_avail is the total size so we have to adjust.
5430          */
5431         ctl->stripe_size = div_u64(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail,
5432                                    ctl->dev_stripes);
5433         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5434
5435         /* This will have to be fixed for RAID1 and RAID10 over more drives */
5436         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5437
5438         /*
5439          * Use the number of data stripes to figure out how big this chunk is
5440          * really going to be in terms of logical address space, and compare
5441          * that answer with the max chunk size. If it's higher, we try to
5442          * reduce stripe_size.
5443          */
5444         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5445                 /*
5446                  * Reduce stripe_size, round it up to a 16MB boundary again and
5447                  * then use it, unless it ends up being even bigger than the
5448                  * previous value we had already.
5449                  */
5450                 ctl->stripe_size = min(round_up(div_u64(ctl->max_chunk_size,
5451                                                         data_stripes), SZ_16M),
5452                                        ctl->stripe_size);
5453         }
5454
5455         /* Stripe size should not go beyond 1G. */
5456         ctl->stripe_size = min_t(u64, ctl->stripe_size, SZ_1G);
5457
5458         /* Align to BTRFS_STRIPE_LEN */
5459         ctl->stripe_size = round_down(ctl->stripe_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
5460         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5461
5462         return 0;
5463 }
5464
5465 static int decide_stripe_size_zoned(struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5466                                     struct btrfs_device_info *devices_info)
5467 {
5468         u64 zone_size = devices_info[0].dev->zone_info->zone_size;
5469         /* Number of stripes that count for block group size */
5470         int data_stripes;
5471
5472         /*
5473          * It should hold because:
5474          *    dev_extent_min == dev_extent_want == zone_size * dev_stripes
5475          */
5476         ASSERT(devices_info[ctl->ndevs - 1].max_avail == ctl->dev_extent_min);
5477
5478         ctl->stripe_size = zone_size;
5479         ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5480         data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5481
5482         /* stripe_size is fixed in zoned filesysmte. Reduce ndevs instead. */
5483         if (ctl->stripe_size * data_stripes > ctl->max_chunk_size) {
5484                 ctl->ndevs = div_u64(div_u64(ctl->max_chunk_size * ctl->ncopies,
5485                                              ctl->stripe_size) + ctl->nparity,
5486                                      ctl->dev_stripes);
5487                 ctl->num_stripes = ctl->ndevs * ctl->dev_stripes;
5488                 data_stripes = (ctl->num_stripes - ctl->nparity) / ctl->ncopies;
5489                 ASSERT(ctl->stripe_size * data_stripes <= ctl->max_chunk_size);
5490         }
5491
5492         ctl->chunk_size = ctl->stripe_size * data_stripes;
5493
5494         return 0;
5495 }
5496
5497 static int decide_stripe_size(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
5498                               struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5499                               struct btrfs_device_info *devices_info)
5500 {
5501         struct btrfs_fs_info *info = fs_devices->fs_info;
5502
5503         /*
5504          * Round down to number of usable stripes, devs_increment can be any
5505          * number so we can't use round_down() that requires power of 2, while
5506          * rounddown is safe.
5507          */
5508         ctl->ndevs = rounddown(ctl->ndevs, ctl->devs_increment);
5509
5510         if (ctl->ndevs < ctl->devs_min) {
5511                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG)) {
5512                         btrfs_debug(info,
5513         "%s: not enough devices with free space: have=%d minimum required=%d",
5514                                     __func__, ctl->ndevs, ctl->devs_min);
5515                 }
5516                 return -ENOSPC;
5517         }
5518
5519         ctl->ndevs = min(ctl->ndevs, ctl->devs_max);
5520
5521         switch (fs_devices->chunk_alloc_policy) {
5522         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_REGULAR:
5523                 return decide_stripe_size_regular(ctl, devices_info);
5524         case BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED:
5525                 return decide_stripe_size_zoned(ctl, devices_info);
5526         default:
5527                 BUG();
5528         }
5529 }
5530
5531 static void chunk_map_device_set_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5532 {
5533         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5534                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5535                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5536
5537                 set_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5538                                stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5539                                bits | EXTENT_NOWAIT, NULL);
5540         }
5541 }
5542
5543 static void chunk_map_device_clear_bits(struct btrfs_chunk_map *map, unsigned int bits)
5544 {
5545         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5546                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
5547                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
5548
5549                 __clear_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
5550                                    stripe->physical + map->stripe_size - 1,
5551                                    bits | EXTENT_NOWAIT,
5552                                    NULL, NULL);
5553         }
5554 }
5555
5556 void btrfs_remove_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5557 {
5558         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5559         rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5560         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5561         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5562         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5563
5564         /* Once for the tree reference. */
5565         btrfs_free_chunk_map(map);
5566 }
5567
5568 EXPORT_FOR_TESTS
5569 int btrfs_add_chunk_map(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_chunk_map *map)
5570 {
5571         struct rb_node **p;
5572         struct rb_node *parent = NULL;
5573         bool leftmost = true;
5574
5575         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5576         p = &fs_info->mapping_tree.rb_root.rb_node;
5577         while (*p) {
5578                 struct btrfs_chunk_map *entry;
5579
5580                 parent = *p;
5581                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5582
5583                 if (map->start < entry->start) {
5584                         p = &(*p)->rb_left;
5585                 } else if (map->start > entry->start) {
5586                         p = &(*p)->rb_right;
5587                         leftmost = false;
5588                 } else {
5589                         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5590                         return -EEXIST;
5591                 }
5592         }
5593         rb_link_node(&map->rb_node, parent, p);
5594         rb_insert_color_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree, leftmost);
5595         chunk_map_device_set_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5596         chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_TRIMMED);
5597         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5598
5599         return 0;
5600 }
5601
5602 EXPORT_FOR_TESTS
5603 struct btrfs_chunk_map *btrfs_alloc_chunk_map(int num_stripes, gfp_t gfp)
5604 {
5605         struct btrfs_chunk_map *map;
5606
5607         map = kmalloc(btrfs_chunk_map_size(num_stripes), gfp);
5608         if (!map)
5609                 return NULL;
5610
5611         refcount_set(&map->refs, 1);
5612         RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5613
5614         return map;
5615 }
5616
5617 struct btrfs_chunk_map *btrfs_clone_chunk_map(struct btrfs_chunk_map *map, gfp_t gfp)
5618 {
5619         const int size = btrfs_chunk_map_size(map->num_stripes);
5620         struct btrfs_chunk_map *clone;
5621
5622         clone = kmemdup(map, size, gfp);
5623         if (!clone)
5624                 return NULL;
5625
5626         refcount_set(&clone->refs, 1);
5627         RB_CLEAR_NODE(&clone->rb_node);
5628
5629         return clone;
5630 }
5631
5632 static struct btrfs_block_group *create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5633                         struct alloc_chunk_ctl *ctl,
5634                         struct btrfs_device_info *devices_info)
5635 {
5636         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5637         struct btrfs_chunk_map *map;
5638         struct btrfs_block_group *block_group;
5639         u64 start = ctl->start;
5640         u64 type = ctl->type;
5641         int ret;
5642         int i;
5643         int j;
5644
5645         map = btrfs_alloc_chunk_map(ctl->num_stripes, GFP_NOFS);
5646         if (!map)
5647                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5648
5649         map->start = start;
5650         map->chunk_len = ctl->chunk_size;
5651         map->stripe_size = ctl->stripe_size;
5652         map->type = type;
5653         map->io_align = BTRFS_STRIPE_LEN;
5654         map->io_width = BTRFS_STRIPE_LEN;
5655         map->sub_stripes = ctl->sub_stripes;
5656         map->num_stripes = ctl->num_stripes;
5657
5658         for (i = 0; i < ctl->ndevs; ++i) {
5659                 for (j = 0; j < ctl->dev_stripes; ++j) {
5660                         int s = i * ctl->dev_stripes + j;
5661                         map->stripes[s].dev = devices_info[i].dev;
5662                         map->stripes[s].physical = devices_info[i].dev_offset +
5663                                                    j * ctl->stripe_size;
5664                 }
5665         }
5666
5667         trace_btrfs_chunk_alloc(info, map, start, ctl->chunk_size);
5668
5669         ret = btrfs_add_chunk_map(info, map);
5670         if (ret) {
5671                 btrfs_free_chunk_map(map);
5672                 return ERR_PTR(ret);
5673         }
5674
5675         block_group = btrfs_make_block_group(trans, type, start, ctl->chunk_size);
5676         if (IS_ERR(block_group)) {
5677                 btrfs_remove_chunk_map(info, map);
5678                 return block_group;
5679         }
5680
5681         for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5682                 struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
5683
5684                 btrfs_device_set_bytes_used(dev,
5685                                             dev->bytes_used + ctl->stripe_size);
5686                 if (list_empty(&dev->post_commit_list))
5687                         list_add_tail(&dev->post_commit_list,
5688                                       &trans->transaction->dev_update_list);
5689         }
5690
5691         atomic64_sub(ctl->stripe_size * map->num_stripes,
5692                      &info->free_chunk_space);
5693
5694         check_raid56_incompat_flag(info, type);
5695         check_raid1c34_incompat_flag(info, type);
5696
5697         return block_group;
5698 }
5699
5700 struct btrfs_block_group *btrfs_create_chunk(struct btrfs_trans_handle *trans,
5701                                             u64 type)
5702 {
5703         struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
5704         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = info->fs_devices;
5705         struct btrfs_device_info *devices_info = NULL;
5706         struct alloc_chunk_ctl ctl;
5707         struct btrfs_block_group *block_group;
5708         int ret;
5709
5710         lockdep_assert_held(&info->chunk_mutex);
5711
5712         if (!alloc_profile_is_valid(type, 0)) {
5713                 ASSERT(0);
5714                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5715         }
5716
5717         if (list_empty(&fs_devices->alloc_list)) {
5718                 if (btrfs_test_opt(info, ENOSPC_DEBUG))
5719                         btrfs_debug(info, "%s: no writable device", __func__);
5720                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
5721         }
5722
5723         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_TYPE_MASK)) {
5724                 btrfs_err(info, "invalid chunk type 0x%llx requested", type);
5725                 ASSERT(0);
5726                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5727         }
5728
5729         ctl.start = find_next_chunk(info);
5730         ctl.type = type;
5731         init_alloc_chunk_ctl(fs_devices, &ctl);
5732
5733         devices_info = kcalloc(fs_devices->rw_devices, sizeof(*devices_info),
5734                                GFP_NOFS);
5735         if (!devices_info)
5736                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5737
5738         ret = gather_device_info(fs_devices, &ctl, devices_info);
5739         if (ret < 0) {
5740                 block_group = ERR_PTR(ret);
5741                 goto out;
5742         }
5743
5744         ret = decide_stripe_size(fs_devices, &ctl, devices_info);
5745         if (ret < 0) {
5746                 block_group = ERR_PTR(ret);
5747                 goto out;
5748         }
5749
5750         block_group = create_chunk(trans, &ctl, devices_info);
5751
5752 out:
5753         kfree(devices_info);
5754         return block_group;
5755 }
5756
5757 /*
5758  * This function, btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(), typically belongs to the
5759  * phase 1 of chunk allocation. It belongs to phase 2 only when allocating system
5760  * chunks.
5761  *
5762  * See the comment at btrfs_chunk_alloc() for details about the chunk allocation
5763  * phases.
5764  */
5765 int btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
5766                                      struct btrfs_block_group *bg)
5767 {
5768         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5769         struct btrfs_root *chunk_root = fs_info->chunk_root;
5770         struct btrfs_key key;
5771         struct btrfs_chunk *chunk;
5772         struct btrfs_stripe *stripe;
5773         struct btrfs_chunk_map *map;
5774         size_t item_size;
5775         int i;
5776         int ret;
5777
5778         /*
5779          * We take the chunk_mutex for 2 reasons:
5780          *
5781          * 1) Updates and insertions in the chunk btree must be done while holding
5782          *    the chunk_mutex, as well as updating the system chunk array in the
5783          *    superblock. See the comment on top of btrfs_chunk_alloc() for the
5784          *    details;
5785          *
5786          * 2) To prevent races with the final phase of a device replace operation
5787          *    that replaces the device object associated with the map's stripes,
5788          *    because the device object's id can change at any time during that
5789          *    final phase of the device replace operation
5790          *    (dev-replace.c:btrfs_dev_replace_finishing()), so we could grab the
5791          *    replaced device and then see it with an ID of BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID,
5792          *    which would cause a failure when updating the device item, which does
5793          *    not exists, or persisting a stripe of the chunk item with such ID.
5794          *    Here we can't use the device_list_mutex because our caller already
5795          *    has locked the chunk_mutex, and the final phase of device replace
5796          *    acquires both mutexes - first the device_list_mutex and then the
5797          *    chunk_mutex. Using any of those two mutexes protects us from a
5798          *    concurrent device replace.
5799          */
5800         lockdep_assert_held(&fs_info->chunk_mutex);
5801
5802         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
5803         if (IS_ERR(map)) {
5804                 ret = PTR_ERR(map);
5805                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5806                 return ret;
5807         }
5808
5809         item_size = btrfs_chunk_item_size(map->num_stripes);
5810
5811         chunk = kzalloc(item_size, GFP_NOFS);
5812         if (!chunk) {
5813                 ret = -ENOMEM;
5814                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5815                 goto out;
5816         }
5817
5818         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5819                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5820
5821                 ret = btrfs_update_device(trans, device);
5822                 if (ret)
5823                         goto out;
5824         }
5825
5826         stripe = &chunk->stripe;
5827         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5828                 struct btrfs_device *device = map->stripes[i].dev;
5829                 const u64 dev_offset = map->stripes[i].physical;
5830
5831                 btrfs_set_stack_stripe_devid(stripe, device->devid);
5832                 btrfs_set_stack_stripe_offset(stripe, dev_offset);
5833                 memcpy(stripe->dev_uuid, device->uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
5834                 stripe++;
5835         }
5836
5837         btrfs_set_stack_chunk_length(chunk, bg->length);
5838         btrfs_set_stack_chunk_owner(chunk, BTRFS_EXTENT_TREE_OBJECTID);
5839         btrfs_set_stack_chunk_stripe_len(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5840         btrfs_set_stack_chunk_type(chunk, map->type);
5841         btrfs_set_stack_chunk_num_stripes(chunk, map->num_stripes);
5842         btrfs_set_stack_chunk_io_align(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5843         btrfs_set_stack_chunk_io_width(chunk, BTRFS_STRIPE_LEN);
5844         btrfs_set_stack_chunk_sector_size(chunk, fs_info->sectorsize);
5845         btrfs_set_stack_chunk_sub_stripes(chunk, map->sub_stripes);
5846
5847         key.objectid = BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID;
5848         key.type = BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY;
5849         key.offset = bg->start;
5850
5851         ret = btrfs_insert_item(trans, chunk_root, &key, chunk, item_size);
5852         if (ret)
5853                 goto out;
5854
5855         set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_CHUNK_ITEM_INSERTED, &bg->runtime_flags);
5856
5857         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) {
5858                 ret = btrfs_add_system_chunk(fs_info, &key, chunk, item_size);
5859                 if (ret)
5860                         goto out;
5861         }
5862
5863 out:
5864         kfree(chunk);
5865         btrfs_free_chunk_map(map);
5866         return ret;
5867 }
5868
5869 static noinline int init_first_rw_device(struct btrfs_trans_handle *trans)
5870 {
5871         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
5872         u64 alloc_profile;
5873         struct btrfs_block_group *meta_bg;
5874         struct btrfs_block_group *sys_bg;
5875
5876         /*
5877          * When adding a new device for sprouting, the seed device is read-only
5878          * so we must first allocate a metadata and a system chunk. But before
5879          * adding the block group items to the extent, device and chunk btrees,
5880          * we must first:
5881          *
5882          * 1) Create both chunks without doing any changes to the btrees, as
5883          *    otherwise we would get -ENOSPC since the block groups from the
5884          *    seed device are read-only;
5885          *
5886          * 2) Add the device item for the new sprout device - finishing the setup
5887          *    of a new block group requires updating the device item in the chunk
5888          *    btree, so it must exist when we attempt to do it. The previous step
5889          *    ensures this does not fail with -ENOSPC.
5890          *
5891          * After that we can add the block group items to their btrees:
5892          * update existing device item in the chunk btree, add a new block group
5893          * item to the extent btree, add a new chunk item to the chunk btree and
5894          * finally add the new device extent items to the devices btree.
5895          */
5896
5897         alloc_profile = btrfs_metadata_alloc_profile(fs_info);
5898         meta_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5899         if (IS_ERR(meta_bg))
5900                 return PTR_ERR(meta_bg);
5901
5902         alloc_profile = btrfs_system_alloc_profile(fs_info);
5903         sys_bg = btrfs_create_chunk(trans, alloc_profile);
5904         if (IS_ERR(sys_bg))
5905                 return PTR_ERR(sys_bg);
5906
5907         return 0;
5908 }
5909
5910 static inline int btrfs_chunk_max_errors(struct btrfs_chunk_map *map)
5911 {
5912         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5913
5914         return btrfs_raid_array[index].tolerated_failures;
5915 }
5916
5917 bool btrfs_chunk_writeable(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 chunk_offset)
5918 {
5919         struct btrfs_chunk_map *map;
5920         int miss_ndevs = 0;
5921         int i;
5922         bool ret = true;
5923
5924         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
5925         if (IS_ERR(map))
5926                 return false;
5927
5928         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
5929                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
5930                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5931                         miss_ndevs++;
5932                         continue;
5933                 }
5934                 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE,
5935                                         &map->stripes[i].dev->dev_state)) {
5936                         ret = false;
5937                         goto end;
5938                 }
5939         }
5940
5941         /*
5942          * If the number of missing devices is larger than max errors, we can
5943          * not write the data into that chunk successfully.
5944          */
5945         if (miss_ndevs > btrfs_chunk_max_errors(map))
5946                 ret = false;
5947 end:
5948         btrfs_free_chunk_map(map);
5949         return ret;
5950 }
5951
5952 void btrfs_mapping_tree_free(struct btrfs_fs_info *fs_info)
5953 {
5954         write_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5955         while (!RB_EMPTY_ROOT(&fs_info->mapping_tree.rb_root)) {
5956                 struct btrfs_chunk_map *map;
5957                 struct rb_node *node;
5958
5959                 node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree);
5960                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
5961                 rb_erase_cached(&map->rb_node, &fs_info->mapping_tree);
5962                 RB_CLEAR_NODE(&map->rb_node);
5963                 chunk_map_device_clear_bits(map, CHUNK_ALLOCATED);
5964                 /* Once for the tree ref. */
5965                 btrfs_free_chunk_map(map);
5966                 cond_resched_rwlock_write(&fs_info->mapping_tree_lock);
5967         }
5968         write_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
5969 }
5970
5971 int btrfs_num_copies(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
5972 {
5973         struct btrfs_chunk_map *map;
5974         enum btrfs_raid_types index;
5975         int ret = 1;
5976
5977         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
5978         if (IS_ERR(map))
5979                 /*
5980                  * We could return errors for these cases, but that could get
5981                  * ugly and we'd probably do the same thing which is just not do
5982                  * anything else and exit, so return 1 so the callers don't try
5983                  * to use other copies.
5984                  */
5985                 return 1;
5986
5987         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(map->type);
5988
5989         /* Non-RAID56, use their ncopies from btrfs_raid_array. */
5990         if (!(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))
5991                 ret = btrfs_raid_array[index].ncopies;
5992         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
5993                 ret = 2;
5994         else if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
5995                 /*
5996                  * There could be two corrupted data stripes, we need
5997                  * to loop retry in order to rebuild the correct data.
5998                  *
5999                  * Fail a stripe at a time on every retry except the
6000                  * stripe under reconstruction.
6001                  */
6002                 ret = map->num_stripes;
6003         btrfs_free_chunk_map(map);
6004         return ret;
6005 }
6006
6007 unsigned long btrfs_full_stripe_len(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6008                                     u64 logical)
6009 {
6010         struct btrfs_chunk_map *map;
6011         unsigned long len = fs_info->sectorsize;
6012
6013         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
6014                 return len;
6015
6016         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
6017
6018         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
6019                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6020                         len = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6021                 btrfs_free_chunk_map(map);
6022         }
6023         return len;
6024 }
6025
6026 int btrfs_is_parity_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical, u64 len)
6027 {
6028         struct btrfs_chunk_map *map;
6029         int ret = 0;
6030
6031         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, RAID56))
6032                 return 0;
6033
6034         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, len);
6035
6036         if (!WARN_ON(IS_ERR(map))) {
6037                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6038                         ret = 1;
6039                 btrfs_free_chunk_map(map);
6040         }
6041         return ret;
6042 }
6043
6044 static int find_live_mirror(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6045                             struct btrfs_chunk_map *map, int first,
6046                             int dev_replace_is_ongoing)
6047 {
6048         const enum btrfs_read_policy policy = READ_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy);
6049         int i;
6050         int num_stripes;
6051         int preferred_mirror;
6052         int tolerance;
6053         struct btrfs_device *srcdev;
6054
6055         ASSERT((map->type &
6056                  (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)));
6057
6058         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)
6059                 num_stripes = map->sub_stripes;
6060         else
6061                 num_stripes = map->num_stripes;
6062
6063         switch (policy) {
6064         default:
6065                 /* Shouldn't happen, just warn and use pid instead of failing */
6066                 btrfs_warn_rl(fs_info, "unknown read_policy type %u, reset to pid",
6067                               policy);
6068                 WRITE_ONCE(fs_info->fs_devices->read_policy, BTRFS_READ_POLICY_PID);
6069                 fallthrough;
6070         case BTRFS_READ_POLICY_PID:
6071                 preferred_mirror = first + (current->pid % num_stripes);
6072                 break;
6073         }
6074
6075         if (dev_replace_is_ongoing &&
6076             fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
6077              BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID)
6078                 srcdev = fs_info->dev_replace.srcdev;
6079         else
6080                 srcdev = NULL;
6081
6082         /*
6083          * try to avoid the drive that is the source drive for a
6084          * dev-replace procedure, only choose it if no other non-missing
6085          * mirror is available
6086          */
6087         for (tolerance = 0; tolerance < 2; tolerance++) {
6088                 if (map->stripes[preferred_mirror].dev->bdev &&
6089                     (tolerance || map->stripes[preferred_mirror].dev != srcdev))
6090                         return preferred_mirror;
6091                 for (i = first; i < first + num_stripes; i++) {
6092                         if (map->stripes[i].dev->bdev &&
6093                             (tolerance || map->stripes[i].dev != srcdev))
6094                                 return i;
6095                 }
6096         }
6097
6098         /* we couldn't find one that doesn't fail.  Just return something
6099          * and the io error handling code will clean up eventually
6100          */
6101         return preferred_mirror;
6102 }
6103
6104 static struct btrfs_io_context *alloc_btrfs_io_context(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6105                                                        u64 logical,
6106                                                        u16 total_stripes)
6107 {
6108         struct btrfs_io_context *bioc;
6109
6110         bioc = kzalloc(
6111                  /* The size of btrfs_io_context */
6112                 sizeof(struct btrfs_io_context) +
6113                 /* Plus the variable array for the stripes */
6114                 sizeof(struct btrfs_io_stripe) * (total_stripes),
6115                 GFP_NOFS);
6116
6117         if (!bioc)
6118                 return NULL;
6119
6120         refcount_set(&bioc->refs, 1);
6121
6122         bioc->fs_info = fs_info;
6123         bioc->replace_stripe_src = -1;
6124         bioc->full_stripe_logical = (u64)-1;
6125         bioc->logical = logical;
6126
6127         return bioc;
6128 }
6129
6130 void btrfs_get_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6131 {
6132         WARN_ON(!refcount_read(&bioc->refs));
6133         refcount_inc(&bioc->refs);
6134 }
6135
6136 void btrfs_put_bioc(struct btrfs_io_context *bioc)
6137 {
6138         if (!bioc)
6139                 return;
6140         if (refcount_dec_and_test(&bioc->refs))
6141                 kfree(bioc);
6142 }
6143
6144 /*
6145  * Please note that, discard won't be sent to target device of device
6146  * replace.
6147  */
6148 struct btrfs_discard_stripe *btrfs_map_discard(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6149                                                u64 logical, u64 *length_ret,
6150                                                u32 *num_stripes)
6151 {
6152         struct btrfs_chunk_map *map;
6153         struct btrfs_discard_stripe *stripes;
6154         u64 length = *length_ret;
6155         u64 offset;
6156         u32 stripe_nr;
6157         u32 stripe_nr_end;
6158         u32 stripe_cnt;
6159         u64 stripe_end_offset;
6160         u64 stripe_offset;
6161         u32 stripe_index;
6162         u32 factor = 0;
6163         u32 sub_stripes = 0;
6164         u32 stripes_per_dev = 0;
6165         u32 remaining_stripes = 0;
6166         u32 last_stripe = 0;
6167         int ret;
6168         int i;
6169
6170         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, length);
6171         if (IS_ERR(map))
6172                 return ERR_CAST(map);
6173
6174         /* we don't discard raid56 yet */
6175         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6176                 ret = -EOPNOTSUPP;
6177                 goto out_free_map;
6178         }
6179
6180         offset = logical - map->start;
6181         length = min_t(u64, map->start + map->chunk_len - logical, length);
6182         *length_ret = length;
6183
6184         /*
6185          * stripe_nr counts the total number of stripes we have to stride
6186          * to get to this block
6187          */
6188         stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6189
6190         /* stripe_offset is the offset of this block in its stripe */
6191         stripe_offset = offset - btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6192
6193         stripe_nr_end = round_up(offset + length, BTRFS_STRIPE_LEN) >>
6194                         BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6195         stripe_cnt = stripe_nr_end - stripe_nr;
6196         stripe_end_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr_end) -
6197                             (offset + length);
6198         /*
6199          * after this, stripe_nr is the number of stripes on this
6200          * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6201          * the number of our device in the stripe array
6202          */
6203         *num_stripes = 1;
6204         stripe_index = 0;
6205         if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6206                          BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6207                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0)
6208                         sub_stripes = 1;
6209                 else
6210                         sub_stripes = map->sub_stripes;
6211
6212                 factor = map->num_stripes / sub_stripes;
6213                 *num_stripes = min_t(u64, map->num_stripes,
6214                                     sub_stripes * stripe_cnt);
6215                 stripe_index = stripe_nr % factor;
6216                 stripe_nr /= factor;
6217                 stripe_index *= sub_stripes;
6218
6219                 remaining_stripes = stripe_cnt % factor;
6220                 stripes_per_dev = stripe_cnt / factor;
6221                 last_stripe = ((stripe_nr_end - 1) % factor) * sub_stripes;
6222         } else if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1_MASK |
6223                                 BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP)) {
6224                 *num_stripes = map->num_stripes;
6225         } else {
6226                 stripe_index = stripe_nr % map->num_stripes;
6227                 stripe_nr /= map->num_stripes;
6228         }
6229
6230         stripes = kcalloc(*num_stripes, sizeof(*stripes), GFP_NOFS);
6231         if (!stripes) {
6232                 ret = -ENOMEM;
6233                 goto out_free_map;
6234         }
6235
6236         for (i = 0; i < *num_stripes; i++) {
6237                 stripes[i].physical =
6238                         map->stripes[stripe_index].physical +
6239                         stripe_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);
6240                 stripes[i].dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6241
6242                 if (map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
6243                                  BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
6244                         stripes[i].length = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripes_per_dev);
6245
6246                         if (i / sub_stripes < remaining_stripes)
6247                                 stripes[i].length += BTRFS_STRIPE_LEN;
6248
6249                         /*
6250                          * Special for the first stripe and
6251                          * the last stripe:
6252                          *
6253                          * |-------|...|-------|
6254                          *     |----------|
6255                          *    off     end_off
6256                          */
6257                         if (i < sub_stripes)
6258                                 stripes[i].length -= stripe_offset;
6259
6260                         if (stripe_index >= last_stripe &&
6261                             stripe_index <= (last_stripe +
6262                                              sub_stripes - 1))
6263                                 stripes[i].length -= stripe_end_offset;
6264
6265                         if (i == sub_stripes - 1)
6266                                 stripe_offset = 0;
6267                 } else {
6268                         stripes[i].length = length;
6269                 }
6270
6271                 stripe_index++;
6272                 if (stripe_index == map->num_stripes) {
6273                         stripe_index = 0;
6274                         stripe_nr++;
6275                 }
6276         }
6277
6278         btrfs_free_chunk_map(map);
6279         return stripes;
6280 out_free_map:
6281         btrfs_free_chunk_map(map);
6282         return ERR_PTR(ret);
6283 }
6284
6285 static bool is_block_group_to_copy(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
6286 {
6287         struct btrfs_block_group *cache;
6288         bool ret;
6289
6290         /* Non zoned filesystem does not use "to_copy" flag */
6291         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
6292                 return false;
6293
6294         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
6295
6296         ret = test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags);
6297
6298         btrfs_put_block_group(cache);
6299         return ret;
6300 }
6301
6302 static void handle_ops_on_dev_replace(enum btrfs_map_op op,
6303                                       struct btrfs_io_context *bioc,
6304                                       struct btrfs_dev_replace *dev_replace,
6305                                       u64 logical,
6306                                       int *num_stripes_ret, int *max_errors_ret)
6307 {
6308         u64 srcdev_devid = dev_replace->srcdev->devid;
6309         /*
6310          * At this stage, num_stripes is still the real number of stripes,
6311          * excluding the duplicated stripes.
6312          */
6313         int num_stripes = *num_stripes_ret;
6314         int nr_extra_stripes = 0;
6315         int max_errors = *max_errors_ret;
6316         int i;
6317
6318         /*
6319          * A block group which has "to_copy" set will eventually be copied by
6320          * the dev-replace process. We can avoid cloning IO here.
6321          */
6322         if (is_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev->fs_info, logical))
6323                 return;
6324
6325         /*
6326          * Duplicate the write operations while the dev-replace procedure is
6327          * running. Since the copying of the old disk to the new disk takes
6328          * place at run time while the filesystem is mounted writable, the
6329          * regular write operations to the old disk have to be duplicated to go
6330          * to the new disk as well.
6331          *
6332          * Note that device->missing is handled by the caller, and that the
6333          * write to the old disk is already set up in the stripes array.
6334          */
6335         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
6336                 struct btrfs_io_stripe *old = &bioc->stripes[i];
6337                 struct btrfs_io_stripe *new = &bioc->stripes[num_stripes + nr_extra_stripes];
6338
6339                 if (old->dev->devid != srcdev_devid)
6340                         continue;
6341
6342                 new->physical = old->physical;
6343                 new->dev = dev_replace->tgtdev;
6344                 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)
6345                         bioc->replace_stripe_src = i;
6346                 nr_extra_stripes++;
6347         }
6348
6349         /* We can only have at most 2 extra nr_stripes (for DUP). */
6350         ASSERT(nr_extra_stripes <= 2);
6351         /*
6352          * For GET_READ_MIRRORS, we can only return at most 1 extra stripe for
6353          * replace.
6354          * If we have 2 extra stripes, only choose the one with smaller physical.
6355          */
6356         if (op == BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS && nr_extra_stripes == 2) {
6357                 struct btrfs_io_stripe *first = &bioc->stripes[num_stripes];
6358                 struct btrfs_io_stripe *second = &bioc->stripes[num_stripes + 1];
6359
6360                 /* Only DUP can have two extra stripes. */
6361                 ASSERT(bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP);
6362
6363                 /*
6364                  * Swap the last stripe stripes and reduce @nr_extra_stripes.
6365                  * The extra stripe would still be there, but won't be accessed.
6366                  */
6367                 if (first->physical > second->physical) {
6368                         swap(second->physical, first->physical);
6369                         swap(second->dev, first->dev);
6370                         nr_extra_stripes--;
6371                 }
6372         }
6373
6374         *num_stripes_ret = num_stripes + nr_extra_stripes;
6375         *max_errors_ret = max_errors + nr_extra_stripes;
6376         bioc->replace_nr_stripes = nr_extra_stripes;
6377 }
6378
6379 static u64 btrfs_max_io_len(struct btrfs_chunk_map *map, u64 offset,
6380                             struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6381 {
6382         /*
6383          * Stripe_nr is the stripe where this block falls.  stripe_offset is
6384          * the offset of this block in its stripe.
6385          */
6386         io_geom->stripe_offset = offset & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
6387         io_geom->stripe_nr = offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
6388         ASSERT(io_geom->stripe_offset < U32_MAX);
6389
6390         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
6391                 unsigned long full_stripe_len =
6392                         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));
6393
6394                 /*
6395                  * For full stripe start, we use previously calculated
6396                  * @stripe_nr. Align it to nr_data_stripes, then multiply with
6397                  * STRIPE_LEN.
6398                  *
6399                  * By this we can avoid u64 division completely.  And we have
6400                  * to go rounddown(), not round_down(), as nr_data_stripes is
6401                  * not ensured to be power of 2.
6402                  */
6403                 io_geom->raid56_full_stripe_start = btrfs_stripe_nr_to_offset(
6404                         rounddown(io_geom->stripe_nr, nr_data_stripes(map)));
6405
6406                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start + full_stripe_len > offset);
6407                 ASSERT(io_geom->raid56_full_stripe_start <= offset);
6408                 /*
6409                  * For writes to RAID56, allow to write a full stripe set, but
6410                  * no straddling of stripe sets.
6411                  */
6412                 if (io_geom->op == BTRFS_MAP_WRITE)
6413                         return full_stripe_len - (offset - io_geom->raid56_full_stripe_start);
6414         }
6415
6416         /*
6417          * For other RAID types and for RAID56 reads, allow a single stripe (on
6418          * a single disk).
6419          */
6420         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_STRIPE_MASK)
6421                 return BTRFS_STRIPE_LEN - io_geom->stripe_offset;
6422         return U64_MAX;
6423 }
6424
6425 static int set_io_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
6426                          u64 *length, struct btrfs_io_stripe *dst,
6427                          struct btrfs_chunk_map *map,
6428                          struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6429 {
6430         dst->dev = map->stripes[io_geom->stripe_index].dev;
6431
6432         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ &&
6433             btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type))
6434                 return btrfs_get_raid_extent_offset(fs_info, logical, length,
6435                                                     map->type,
6436                                                     io_geom->stripe_index, dst);
6437
6438         dst->physical = map->stripes[io_geom->stripe_index].physical +
6439                         io_geom->stripe_offset +
6440                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom->stripe_nr);
6441         return 0;
6442 }
6443
6444 static bool is_single_device_io(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6445                                 const struct btrfs_io_stripe *smap,
6446                                 const struct btrfs_chunk_map *map,
6447                                 int num_alloc_stripes,
6448                                 enum btrfs_map_op op, int mirror_num)
6449 {
6450         if (!smap)
6451                 return false;
6452
6453         if (num_alloc_stripes != 1)
6454                 return false;
6455
6456         if (btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, map->type) && op != BTRFS_MAP_READ)
6457                 return false;
6458
6459         if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) && mirror_num > 1)
6460                 return false;
6461
6462         return true;
6463 }
6464
6465 static void map_blocks_raid0(const struct btrfs_chunk_map *map,
6466                              struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6467 {
6468         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6469         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6470         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ)
6471                 io_geom->mirror_num = 1;
6472 }
6473
6474 static void map_blocks_raid1(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6475                              struct btrfs_chunk_map *map,
6476                              struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6477                              bool dev_replace_is_ongoing)
6478 {
6479         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6480                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6481                 return;
6482         }
6483
6484         if (io_geom->mirror_num) {
6485                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6486                 return;
6487         }
6488
6489         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map, 0,
6490                                                  dev_replace_is_ongoing);
6491         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6492 }
6493
6494 static void map_blocks_dup(const struct btrfs_chunk_map *map,
6495                            struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6496 {
6497         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6498                 io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6499                 return;
6500         }
6501
6502         if (io_geom->mirror_num) {
6503                 io_geom->stripe_index = io_geom->mirror_num - 1;
6504                 return;
6505         }
6506
6507         io_geom->mirror_num = 1;
6508 }
6509
6510 static void map_blocks_raid10(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6511                               struct btrfs_chunk_map *map,
6512                               struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6513                               bool dev_replace_is_ongoing)
6514 {
6515         u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;
6516         int old_stripe_index;
6517
6518         io_geom->stripe_index = (io_geom->stripe_nr % factor) * map->sub_stripes;
6519         io_geom->stripe_nr /= factor;
6520
6521         if (io_geom->op != BTRFS_MAP_READ) {
6522                 io_geom->num_stripes = map->sub_stripes;
6523                 return;
6524         }
6525
6526         if (io_geom->mirror_num) {
6527                 io_geom->stripe_index += io_geom->mirror_num - 1;
6528                 return;
6529         }
6530
6531         old_stripe_index = io_geom->stripe_index;
6532         io_geom->stripe_index = find_live_mirror(fs_info, map,
6533                                                  io_geom->stripe_index,
6534                                                  dev_replace_is_ongoing);
6535         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index - old_stripe_index + 1;
6536 }
6537
6538 static void map_blocks_raid56_write(struct btrfs_chunk_map *map,
6539                                     struct btrfs_io_geometry *io_geom,
6540                                     u64 logical, u64 *length)
6541 {
6542         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6543
6544         /*
6545          * Needs full stripe mapping.
6546          *
6547          * Push stripe_nr back to the start of the full stripe For those cases
6548          * needing a full stripe, @stripe_nr is the full stripe number.
6549          *
6550          * Originally we go raid56_full_stripe_start / full_stripe_len, but
6551          * that can be expensive.  Here we just divide @stripe_nr with
6552          * @data_stripes.
6553          */
6554         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6555
6556         /* RAID[56] write or recovery. Return all stripes */
6557         io_geom->num_stripes = map->num_stripes;
6558         io_geom->max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6559
6560         /* Return the length to the full stripe end. */
6561         *length = min(logical + *length,
6562                       io_geom->raid56_full_stripe_start + map->start +
6563                       btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes)) -
6564                 logical;
6565         io_geom->stripe_index = 0;
6566         io_geom->stripe_offset = 0;
6567 }
6568
6569 static void map_blocks_raid56_read(struct btrfs_chunk_map *map,
6570                                    struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6571 {
6572         int data_stripes = nr_data_stripes(map);
6573
6574         ASSERT(io_geom->mirror_num <= 1);
6575         /* Just grab the data stripe directly. */
6576         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % data_stripes;
6577         io_geom->stripe_nr /= data_stripes;
6578
6579         /* We distribute the parity blocks across stripes. */
6580         io_geom->stripe_index =
6581                 (io_geom->stripe_nr + io_geom->stripe_index) % map->num_stripes;
6582
6583         if (io_geom->op == BTRFS_MAP_READ && io_geom->mirror_num < 1)
6584                 io_geom->mirror_num = 1;
6585 }
6586
6587 static void map_blocks_single(const struct btrfs_chunk_map *map,
6588                               struct btrfs_io_geometry *io_geom)
6589 {
6590         io_geom->stripe_index = io_geom->stripe_nr % map->num_stripes;
6591         io_geom->stripe_nr /= map->num_stripes;
6592         io_geom->mirror_num = io_geom->stripe_index + 1;
6593 }
6594
6595 /*
6596  * Map one logical range to one or more physical ranges.
6597  *
6598  * @length:             (Mandatory) mapped length of this run.
6599  *                      One logical range can be split into different segments
6600  *                      due to factors like zones and RAID0/5/6/10 stripe
6601  *                      boundaries.
6602  *
6603  * @bioc_ret:           (Mandatory) returned btrfs_io_context structure.
6604  *                      which has one or more physical ranges (btrfs_io_stripe)
6605  *                      recorded inside.
6606  *                      Caller should call btrfs_put_bioc() to free it after use.
6607  *
6608  * @smap:               (Optional) single physical range optimization.
6609  *                      If the map request can be fulfilled by one single
6610  *                      physical range, and this is parameter is not NULL,
6611  *                      then @bioc_ret would be NULL, and @smap would be
6612  *                      updated.
6613  *
6614  * @mirror_num_ret:     (Mandatory) returned mirror number if the original
6615  *                      value is 0.
6616  *
6617  *                      Mirror number 0 means to choose any live mirrors.
6618  *
6619  *                      For non-RAID56 profiles, non-zero mirror_num means
6620  *                      the Nth mirror. (e.g. mirror_num 1 means the first
6621  *                      copy).
6622  *
6623  *                      For RAID56 profile, mirror 1 means rebuild from P and
6624  *                      the remaining data stripes.
6625  *
6626  *                      For RAID6 profile, mirror > 2 means mark another
6627  *                      data/P stripe error and rebuild from the remaining
6628  *                      stripes..
6629  */
6630 int btrfs_map_block(struct btrfs_fs_info *fs_info, enum btrfs_map_op op,
6631                     u64 logical, u64 *length,
6632                     struct btrfs_io_context **bioc_ret,
6633                     struct btrfs_io_stripe *smap, int *mirror_num_ret)
6634 {
6635         struct btrfs_chunk_map *map;
6636         struct btrfs_io_geometry io_geom = { 0 };
6637         u64 map_offset;
6638         int i;
6639         int ret = 0;
6640         int num_copies;
6641         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
6642         struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
6643         int dev_replace_is_ongoing = 0;
6644         u16 num_alloc_stripes;
6645         u64 max_len;
6646
6647         ASSERT(bioc_ret);
6648
6649         io_geom.mirror_num = (mirror_num_ret ? *mirror_num_ret : 0);
6650         io_geom.num_stripes = 1;
6651         io_geom.stripe_index = 0;
6652         io_geom.op = op;
6653
6654         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
6655         if (io_geom.mirror_num > num_copies)
6656                 return -EINVAL;
6657
6658         map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, *length);
6659         if (IS_ERR(map))
6660                 return PTR_ERR(map);
6661
6662         map_offset = logical - map->start;
6663         io_geom.raid56_full_stripe_start = (u64)-1;
6664         max_len = btrfs_max_io_len(map, map_offset, &io_geom);
6665         *length = min_t(u64, map->chunk_len - map_offset, max_len);
6666
6667         down_read(&dev_replace->rwsem);
6668         dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
6669         /*
6670          * Hold the semaphore for read during the whole operation, write is
6671          * requested at commit time but must wait.
6672          */
6673         if (!dev_replace_is_ongoing)
6674                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6675
6676         switch (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
6677         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
6678                 map_blocks_raid0(map, &io_geom);
6679                 break;
6680         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
6681         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3:
6682         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4:
6683                 map_blocks_raid1(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6684                 break;
6685         case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
6686                 map_blocks_dup(map, &io_geom);
6687                 break;
6688         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
6689                 map_blocks_raid10(fs_info, map, &io_geom, dev_replace_is_ongoing);
6690                 break;
6691         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
6692         case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
6693                 if (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)
6694                         map_blocks_raid56_write(map, &io_geom, logical, length);
6695                 else
6696                         map_blocks_raid56_read(map, &io_geom);
6697                 break;
6698         default:
6699                 /*
6700                  * After this, stripe_nr is the number of stripes on this
6701                  * device we have to walk to find the data, and stripe_index is
6702                  * the number of our device in the stripe array
6703                  */
6704                 map_blocks_single(map, &io_geom);
6705                 break;
6706         }
6707         if (io_geom.stripe_index >= map->num_stripes) {
6708                 btrfs_crit(fs_info,
6709                            "stripe index math went horribly wrong, got stripe_index=%u, num_stripes=%u",
6710                            io_geom.stripe_index, map->num_stripes);
6711                 ret = -EINVAL;
6712                 goto out;
6713         }
6714
6715         num_alloc_stripes = io_geom.num_stripes;
6716         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6717             op != BTRFS_MAP_READ)
6718                 /*
6719                  * For replace case, we need to add extra stripes for extra
6720                  * duplicated stripes.
6721                  *
6722                  * For both WRITE and GET_READ_MIRRORS, we may have at most
6723                  * 2 more stripes (DUP types, otherwise 1).
6724                  */
6725                 num_alloc_stripes += 2;
6726
6727         /*
6728          * If this I/O maps to a single device, try to return the device and
6729          * physical block information on the stack instead of allocating an
6730          * I/O context structure.
6731          */
6732         if (is_single_device_io(fs_info, smap, map, num_alloc_stripes, op,
6733                                 io_geom.mirror_num)) {
6734                 ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length, smap, map, &io_geom);
6735                 if (mirror_num_ret)
6736                         *mirror_num_ret = io_geom.mirror_num;
6737                 *bioc_ret = NULL;
6738                 goto out;
6739         }
6740
6741         bioc = alloc_btrfs_io_context(fs_info, logical, num_alloc_stripes);
6742         if (!bioc) {
6743                 ret = -ENOMEM;
6744                 goto out;
6745         }
6746         bioc->map_type = map->type;
6747
6748         /*
6749          * For RAID56 full map, we need to make sure the stripes[] follows the
6750          * rule that data stripes are all ordered, then followed with P and Q
6751          * (if we have).
6752          *
6753          * It's still mostly the same as other profiles, just with extra rotation.
6754          */
6755         if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK &&
6756             (op != BTRFS_MAP_READ || io_geom.mirror_num > 1)) {
6757                 /*
6758                  * For RAID56 @stripe_nr is already the number of full stripes
6759                  * before us, which is also the rotation value (needs to modulo
6760                  * with num_stripes).
6761                  *
6762                  * In this case, we just add @stripe_nr with @i, then do the
6763                  * modulo, to reduce one modulo call.
6764                  */
6765                 bioc->full_stripe_logical = map->start +
6766                         btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr *
6767                                                   nr_data_stripes(map));
6768                 for (int i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6769                         struct btrfs_io_stripe *dst = &bioc->stripes[i];
6770                         u32 stripe_index;
6771
6772                         stripe_index = (i + io_geom.stripe_nr) % io_geom.num_stripes;
6773                         dst->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
6774                         dst->physical =
6775                                 map->stripes[stripe_index].physical +
6776                                 io_geom.stripe_offset +
6777                                 btrfs_stripe_nr_to_offset(io_geom.stripe_nr);
6778                 }
6779         } else {
6780                 /*
6781                  * For all other non-RAID56 profiles, just copy the target
6782                  * stripe into the bioc.
6783                  */
6784                 for (i = 0; i < io_geom.num_stripes; i++) {
6785                         ret = set_io_stripe(fs_info, logical, length,
6786                                             &bioc->stripes[i], map, &io_geom);
6787                         if (ret < 0)
6788                                 break;
6789                         io_geom.stripe_index++;
6790                 }
6791         }
6792
6793         if (ret) {
6794                 *bioc_ret = NULL;
6795                 btrfs_put_bioc(bioc);
6796                 goto out;
6797         }
6798
6799         if (op != BTRFS_MAP_READ)
6800                 io_geom.max_errors = btrfs_chunk_max_errors(map);
6801
6802         if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL &&
6803             op != BTRFS_MAP_READ) {
6804                 handle_ops_on_dev_replace(op, bioc, dev_replace, logical,
6805                                           &io_geom.num_stripes, &io_geom.max_errors);
6806         }
6807
6808         *bioc_ret = bioc;
6809         bioc->num_stripes = io_geom.num_stripes;
6810         bioc->max_errors = io_geom.max_errors;
6811         bioc->mirror_num = io_geom.mirror_num;
6812
6813 out:
6814         if (dev_replace_is_ongoing) {
6815                 lockdep_assert_held(&dev_replace->rwsem);
6816                 /* Unlock and let waiting writers proceed */
6817                 up_read(&dev_replace->rwsem);
6818         }
6819         btrfs_free_chunk_map(map);
6820         return ret;
6821 }
6822
6823 static bool dev_args_match_fs_devices(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6824                                       const struct btrfs_fs_devices *fs_devices)
6825 {
6826         if (args->fsid == NULL)
6827                 return true;
6828         if (memcmp(fs_devices->metadata_uuid, args->fsid, BTRFS_FSID_SIZE) == 0)
6829                 return true;
6830         return false;
6831 }
6832
6833 static bool dev_args_match_device(const struct btrfs_dev_lookup_args *args,
6834                                   const struct btrfs_device *device)
6835 {
6836         if (args->missing) {
6837                 if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state) &&
6838                     !device->bdev)
6839                         return true;
6840                 return false;
6841         }
6842
6843         if (device->devid != args->devid)
6844                 return false;
6845         if (args->uuid && memcmp(device->uuid, args->uuid, BTRFS_UUID_SIZE) != 0)
6846                 return false;
6847         return true;
6848 }
6849
6850 /*
6851  * Find a device specified by @devid or @uuid in the list of @fs_devices, or
6852  * return NULL.
6853  *
6854  * If devid and uuid are both specified, the match must be exact, otherwise
6855  * only devid is used.
6856  */
6857 struct btrfs_device *btrfs_find_device(const struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6858                                        const struct btrfs_dev_lookup_args *args)
6859 {
6860         struct btrfs_device *device;
6861         struct btrfs_fs_devices *seed_devs;
6862
6863         if (dev_args_match_fs_devices(args, fs_devices)) {
6864                 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
6865                         if (dev_args_match_device(args, device))
6866                                 return device;
6867                 }
6868         }
6869
6870         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
6871                 if (!dev_args_match_fs_devices(args, seed_devs))
6872                         continue;
6873                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
6874                         if (dev_args_match_device(args, device))
6875                                 return device;
6876                 }
6877         }
6878
6879         return NULL;
6880 }
6881
6882 static struct btrfs_device *add_missing_dev(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
6883                                             u64 devid, u8 *dev_uuid)
6884 {
6885         struct btrfs_device *device;
6886         unsigned int nofs_flag;
6887
6888         /*
6889          * We call this under the chunk_mutex, so we want to use NOFS for this
6890          * allocation, however we don't want to change btrfs_alloc_device() to
6891          * always do NOFS because we use it in a lot of other GFP_KERNEL safe
6892          * places.
6893          */
6894
6895         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6896         device = btrfs_alloc_device(NULL, &devid, dev_uuid, NULL);
6897         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6898         if (IS_ERR(device))
6899                 return device;
6900
6901         list_add(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
6902         device->fs_devices = fs_devices;
6903         fs_devices->num_devices++;
6904
6905         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
6906         fs_devices->missing_devices++;
6907
6908         return device;
6909 }
6910
6911 /*
6912  * Allocate new device struct, set up devid and UUID.
6913  *
6914  * @fs_info:    used only for generating a new devid, can be NULL if
6915  *              devid is provided (i.e. @devid != NULL).
6916  * @devid:      a pointer to devid for this device.  If NULL a new devid
6917  *              is generated.
6918  * @uuid:       a pointer to UUID for this device.  If NULL a new UUID
6919  *              is generated.
6920  * @path:       a pointer to device path if available, NULL otherwise.
6921  *
6922  * Return: a pointer to a new &struct btrfs_device on success; ERR_PTR()
6923  * on error.  Returned struct is not linked onto any lists and must be
6924  * destroyed with btrfs_free_device.
6925  */
6926 struct btrfs_device *btrfs_alloc_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6927                                         const u64 *devid, const u8 *uuid,
6928                                         const char *path)
6929 {
6930         struct btrfs_device *dev;
6931         u64 tmp;
6932
6933         if (WARN_ON(!devid && !fs_info))
6934                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6935
6936         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
6937         if (!dev)
6938                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6939
6940         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_list);
6941         INIT_LIST_HEAD(&dev->dev_alloc_list);
6942         INIT_LIST_HEAD(&dev->post_commit_list);
6943
6944         atomic_set(&dev->dev_stats_ccnt, 0);
6945         btrfs_device_data_ordered_init(dev);
6946         extent_io_tree_init(fs_info, &dev->alloc_state, IO_TREE_DEVICE_ALLOC_STATE);
6947
6948         if (devid)
6949                 tmp = *devid;
6950         else {
6951                 int ret;
6952
6953                 ret = find_next_devid(fs_info, &tmp);
6954                 if (ret) {
6955                         btrfs_free_device(dev);
6956                         return ERR_PTR(ret);
6957                 }
6958         }
6959         dev->devid = tmp;
6960
6961         if (uuid)
6962                 memcpy(dev->uuid, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
6963         else
6964                 generate_random_uuid(dev->uuid);
6965
6966         if (path) {
6967                 struct rcu_string *name;
6968
6969                 name = rcu_string_strdup(path, GFP_KERNEL);
6970                 if (!name) {
6971                         btrfs_free_device(dev);
6972                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6973                 }
6974                 rcu_assign_pointer(dev->name, name);
6975         }
6976
6977         return dev;
6978 }
6979
6980 static void btrfs_report_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6981                                         u64 devid, u8 *uuid, bool error)
6982 {
6983         if (error)
6984                 btrfs_err_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6985                               devid, uuid);
6986         else
6987                 btrfs_warn_rl(fs_info, "devid %llu uuid %pU is missing",
6988                               devid, uuid);
6989 }
6990
6991 u64 btrfs_calc_stripe_length(const struct btrfs_chunk_map *map)
6992 {
6993         const int data_stripes = calc_data_stripes(map->type, map->num_stripes);
6994
6995         return div_u64(map->chunk_len, data_stripes);
6996 }
6997
6998 #if BITS_PER_LONG == 32
6999 /*
7000  * Due to page cache limit, metadata beyond BTRFS_32BIT_MAX_FILE_SIZE
7001  * can't be accessed on 32bit systems.
7002  *
7003  * This function do mount time check to reject the fs if it already has
7004  * metadata chunk beyond that limit.
7005  */
7006 static int check_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7007                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7008 {
7009         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7010                 return 0;
7011
7012         if (logical + length < MAX_LFS_FILESIZE)
7013                 return 0;
7014
7015         btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
7016         return -EOVERFLOW;
7017 }
7018
7019 /*
7020  * This is to give early warning for any metadata chunk reaching
7021  * BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD.
7022  * Although we can still access the metadata, it's not going to be possible
7023  * once the limit is reached.
7024  */
7025 static void warn_32bit_meta_chunk(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7026                                   u64 logical, u64 length, u64 type)
7027 {
7028         if (!(type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA))
7029                 return;
7030
7031         if (logical + length < BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
7032                 return;
7033
7034         btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
7035 }
7036 #endif
7037
7038 static struct btrfs_device *handle_missing_device(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7039                                                   u64 devid, u8 *uuid)
7040 {
7041         struct btrfs_device *dev;
7042
7043         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7044                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, true);
7045                 return ERR_PTR(-ENOENT);
7046         }
7047
7048         dev = add_missing_dev(fs_info->fs_devices, devid, uuid);
7049         if (IS_ERR(dev)) {
7050                 btrfs_err(fs_info, "failed to init missing device %llu: %ld",
7051                           devid, PTR_ERR(dev));
7052                 return dev;
7053         }
7054         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, uuid, false);
7055
7056         return dev;
7057 }
7058
7059 static int read_one_chunk(struct btrfs_key *key, struct extent_buffer *leaf,
7060                           struct btrfs_chunk *chunk)
7061 {
7062         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7063         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7064         struct btrfs_chunk_map *map;
7065         u64 logical;
7066         u64 length;
7067         u64 devid;
7068         u64 type;
7069         u8 uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7070         int index;
7071         int num_stripes;
7072         int ret;
7073         int i;
7074
7075         logical = key->offset;
7076         length = btrfs_chunk_length(leaf, chunk);
7077         type = btrfs_chunk_type(leaf, chunk);
7078         index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(type);
7079         num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(leaf, chunk);
7080
7081 #if BITS_PER_LONG == 32
7082         ret = check_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7083         if (ret < 0)
7084                 return ret;
7085         warn_32bit_meta_chunk(fs_info, logical, length, type);
7086 #endif
7087
7088         /*
7089          * Only need to verify chunk item if we're reading from sys chunk array,
7090          * as chunk item in tree block is already verified by tree-checker.
7091          */
7092         if (leaf->start == BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET) {
7093                 ret = btrfs_check_chunk_valid(leaf, chunk, logical);
7094                 if (ret)
7095                         return ret;
7096         }
7097
7098         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, 1);
7099
7100         /* already mapped? */
7101         if (map && map->start <= logical && map->start + map->chunk_len > logical) {
7102                 btrfs_free_chunk_map(map);
7103                 return 0;
7104         } else if (map) {
7105                 btrfs_free_chunk_map(map);
7106         }
7107
7108         map = btrfs_alloc_chunk_map(num_stripes, GFP_NOFS);
7109         if (!map)
7110                 return -ENOMEM;
7111
7112         map->start = logical;
7113         map->chunk_len = length;
7114         map->num_stripes = num_stripes;
7115         map->io_width = btrfs_chunk_io_width(leaf, chunk);
7116         map->io_align = btrfs_chunk_io_align(leaf, chunk);
7117         map->type = type;
7118         /*
7119          * We can't use the sub_stripes value, as for profiles other than
7120          * RAID10, they may have 0 as sub_stripes for filesystems created by
7121          * older mkfs (<v5.4).
7122          * In that case, it can cause divide-by-zero errors later.
7123          * Since currently sub_stripes is fixed for each profile, let's
7124          * use the trusted value instead.
7125          */
7126         map->sub_stripes = btrfs_raid_array[index].sub_stripes;
7127         map->verified_stripes = 0;
7128         map->stripe_size = btrfs_calc_stripe_length(map);
7129         for (i = 0; i < num_stripes; i++) {
7130                 map->stripes[i].physical =
7131                         btrfs_stripe_offset_nr(leaf, chunk, i);
7132                 devid = btrfs_stripe_devid_nr(leaf, chunk, i);
7133                 args.devid = devid;
7134                 read_extent_buffer(leaf, uuid, (unsigned long)
7135                                    btrfs_stripe_dev_uuid_nr(chunk, i),
7136                                    BTRFS_UUID_SIZE);
7137                 args.uuid = uuid;
7138                 map->stripes[i].dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7139                 if (!map->stripes[i].dev) {
7140                         map->stripes[i].dev = handle_missing_device(fs_info,
7141                                                                     devid, uuid);
7142                         if (IS_ERR(map->stripes[i].dev)) {
7143                                 ret = PTR_ERR(map->stripes[i].dev);
7144                                 btrfs_free_chunk_map(map);
7145                                 return ret;
7146                         }
7147                 }
7148
7149                 set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA,
7150                                 &(map->stripes[i].dev->dev_state));
7151         }
7152
7153         ret = btrfs_add_chunk_map(fs_info, map);
7154         if (ret < 0) {
7155                 btrfs_err(fs_info,
7156                           "failed to add chunk map, start=%llu len=%llu: %d",
7157                           map->start, map->chunk_len, ret);
7158         }
7159
7160         return ret;
7161 }
7162
7163 static void fill_device_from_item(struct extent_buffer *leaf,
7164                                  struct btrfs_dev_item *dev_item,
7165                                  struct btrfs_device *device)
7166 {
7167         unsigned long ptr;
7168
7169         device->devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7170         device->disk_total_bytes = btrfs_device_total_bytes(leaf, dev_item);
7171         device->total_bytes = device->disk_total_bytes;
7172         device->commit_total_bytes = device->disk_total_bytes;
7173         device->bytes_used = btrfs_device_bytes_used(leaf, dev_item);
7174         device->commit_bytes_used = device->bytes_used;
7175         device->type = btrfs_device_type(leaf, dev_item);
7176         device->io_align = btrfs_device_io_align(leaf, dev_item);
7177         device->io_width = btrfs_device_io_width(leaf, dev_item);
7178         device->sector_size = btrfs_device_sector_size(leaf, dev_item);
7179         WARN_ON(device->devid == BTRFS_DEV_REPLACE_DEVID);
7180         clear_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state);
7181
7182         ptr = btrfs_device_uuid(dev_item);
7183         read_extent_buffer(leaf, device->uuid, ptr, BTRFS_UUID_SIZE);
7184 }
7185
7186 static struct btrfs_fs_devices *open_seed_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7187                                                   u8 *fsid)
7188 {
7189         struct btrfs_fs_devices *fs_devices;
7190         int ret;
7191
7192         lockdep_assert_held(&uuid_mutex);
7193         ASSERT(fsid);
7194
7195         /* This will match only for multi-device seed fs */
7196         list_for_each_entry(fs_devices, &fs_info->fs_devices->seed_list, seed_list)
7197                 if (!memcmp(fs_devices->fsid, fsid, BTRFS_FSID_SIZE))
7198                         return fs_devices;
7199
7200
7201         fs_devices = find_fsid(fsid, NULL);
7202         if (!fs_devices) {
7203                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
7204                         return ERR_PTR(-ENOENT);
7205
7206                 fs_devices = alloc_fs_devices(fsid);
7207                 if (IS_ERR(fs_devices))
7208                         return fs_devices;
7209
7210                 fs_devices->seeding = true;
7211                 fs_devices->opened = 1;
7212                 return fs_devices;
7213         }
7214
7215         /*
7216          * Upon first call for a seed fs fsid, just create a private copy of the
7217          * respective fs_devices and anchor it at fs_info->fs_devices->seed_list
7218          */
7219         fs_devices = clone_fs_devices(fs_devices);
7220         if (IS_ERR(fs_devices))
7221                 return fs_devices;
7222
7223         ret = open_fs_devices(fs_devices, BLK_OPEN_READ, fs_info->bdev_holder);
7224         if (ret) {
7225                 free_fs_devices(fs_devices);
7226                 return ERR_PTR(ret);
7227         }
7228
7229         if (!fs_devices->seeding) {
7230                 close_fs_devices(fs_devices);
7231                 free_fs_devices(fs_devices);
7232                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7233         }
7234
7235         list_add(&fs_devices->seed_list, &fs_info->fs_devices->seed_list);
7236
7237         return fs_devices;
7238 }
7239
7240 static int read_one_dev(struct extent_buffer *leaf,
7241                         struct btrfs_dev_item *dev_item)
7242 {
7243         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7244         struct btrfs_fs_info *fs_info = leaf->fs_info;
7245         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7246         struct btrfs_device *device;
7247         u64 devid;
7248         int ret;
7249         u8 fs_uuid[BTRFS_FSID_SIZE];
7250         u8 dev_uuid[BTRFS_UUID_SIZE];
7251
7252         devid = btrfs_device_id(leaf, dev_item);
7253         args.devid = devid;
7254         read_extent_buffer(leaf, dev_uuid, btrfs_device_uuid(dev_item),
7255                            BTRFS_UUID_SIZE);
7256         read_extent_buffer(leaf, fs_uuid, btrfs_device_fsid(dev_item),
7257                            BTRFS_FSID_SIZE);
7258         args.uuid = dev_uuid;
7259         args.fsid = fs_uuid;
7260
7261         if (memcmp(fs_uuid, fs_devices->metadata_uuid, BTRFS_FSID_SIZE)) {
7262                 fs_devices = open_seed_devices(fs_info, fs_uuid);
7263                 if (IS_ERR(fs_devices))
7264                         return PTR_ERR(fs_devices);
7265         }
7266
7267         device = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7268         if (!device) {
7269                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7270                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7271                                                         dev_uuid, true);
7272                         return -ENOENT;
7273                 }
7274
7275                 device = add_missing_dev(fs_devices, devid, dev_uuid);
7276                 if (IS_ERR(device)) {
7277                         btrfs_err(fs_info,
7278                                 "failed to add missing dev %llu: %ld",
7279                                 devid, PTR_ERR(device));
7280                         return PTR_ERR(device);
7281                 }
7282                 btrfs_report_missing_device(fs_info, devid, dev_uuid, false);
7283         } else {
7284                 if (!device->bdev) {
7285                         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
7286                                 btrfs_report_missing_device(fs_info,
7287                                                 devid, dev_uuid, true);
7288                                 return -ENOENT;
7289                         }
7290                         btrfs_report_missing_device(fs_info, devid,
7291                                                         dev_uuid, false);
7292                 }
7293
7294                 if (!device->bdev &&
7295                     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state)) {
7296                         /*
7297                          * this happens when a device that was properly setup
7298                          * in the device info lists suddenly goes bad.
7299                          * device->bdev is NULL, and so we have to set
7300                          * device->missing to one here
7301                          */
7302                         device->fs_devices->missing_devices++;
7303                         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &device->dev_state);
7304                 }
7305
7306                 /* Move the device to its own fs_devices */
7307                 if (device->fs_devices != fs_devices) {
7308                         ASSERT(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING,
7309                                                         &device->dev_state));
7310
7311                         list_move(&device->dev_list, &fs_devices->devices);
7312                         device->fs_devices->num_devices--;
7313                         fs_devices->num_devices++;
7314
7315                         device->fs_devices->missing_devices--;
7316                         fs_devices->missing_devices++;
7317
7318                         device->fs_devices = fs_devices;
7319                 }
7320         }
7321
7322         if (device->fs_devices != fs_info->fs_devices) {
7323                 BUG_ON(test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state));
7324                 if (device->generation !=
7325                     btrfs_device_generation(leaf, dev_item))
7326                         return -EINVAL;
7327         }
7328
7329         fill_device_from_item(leaf, dev_item, device);
7330         if (device->bdev) {
7331                 u64 max_total_bytes = bdev_nr_bytes(device->bdev);
7332
7333                 if (device->total_bytes > max_total_bytes) {
7334                         btrfs_err(fs_info,
7335                         "device total_bytes should be at most %llu but found %llu",
7336                                   max_total_bytes, device->total_bytes);
7337                         return -EINVAL;
7338                 }
7339         }
7340         set_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &device->dev_state);
7341         if (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &device->dev_state) &&
7342            !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &device->dev_state)) {
7343                 device->fs_devices->total_rw_bytes += device->total_bytes;
7344                 atomic64_add(device->total_bytes - device->bytes_used,
7345                                 &fs_info->free_chunk_space);
7346         }
7347         ret = 0;
7348         return ret;
7349 }
7350
7351 int btrfs_read_sys_array(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7352 {
7353         struct btrfs_super_block *super_copy = fs_info->super_copy;
7354         struct extent_buffer *sb;
7355         struct btrfs_disk_key *disk_key;
7356         struct btrfs_chunk *chunk;
7357         u8 *array_ptr;
7358         unsigned long sb_array_offset;
7359         int ret = 0;
7360         u32 num_stripes;
7361         u32 array_size;
7362         u32 len = 0;
7363         u32 cur_offset;
7364         u64 type;
7365         struct btrfs_key key;
7366
7367         ASSERT(BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= fs_info->nodesize);
7368
7369         /*
7370          * We allocated a dummy extent, just to use extent buffer accessors.
7371          * There will be unused space after BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, but
7372          * that's fine, we will not go beyond system chunk array anyway.
7373          */
7374         sb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, BTRFS_SUPER_INFO_OFFSET);
7375         if (!sb)
7376                 return -ENOMEM;
7377         set_extent_buffer_uptodate(sb);
7378
7379         write_extent_buffer(sb, super_copy, 0, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);
7380         array_size = btrfs_super_sys_array_size(super_copy);
7381
7382         array_ptr = super_copy->sys_chunk_array;
7383         sb_array_offset = offsetof(struct btrfs_super_block, sys_chunk_array);
7384         cur_offset = 0;
7385
7386         while (cur_offset < array_size) {
7387                 disk_key = (struct btrfs_disk_key *)array_ptr;
7388                 len = sizeof(*disk_key);
7389                 if (cur_offset + len > array_size)
7390                         goto out_short_read;
7391
7392                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, disk_key);
7393
7394                 array_ptr += len;
7395                 sb_array_offset += len;
7396                 cur_offset += len;
7397
7398                 if (key.type != BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7399                         btrfs_err(fs_info,
7400                             "unexpected item type %u in sys_array at offset %u",
7401                                   (u32)key.type, cur_offset);
7402                         ret = -EIO;
7403                         break;
7404                 }
7405
7406                 chunk = (struct btrfs_chunk *)sb_array_offset;
7407                 /*
7408                  * At least one btrfs_chunk with one stripe must be present,
7409                  * exact stripe count check comes afterwards
7410                  */
7411                 len = btrfs_chunk_item_size(1);
7412                 if (cur_offset + len > array_size)
7413                         goto out_short_read;
7414
7415                 num_stripes = btrfs_chunk_num_stripes(sb, chunk);
7416                 if (!num_stripes) {
7417                         btrfs_err(fs_info,
7418                         "invalid number of stripes %u in sys_array at offset %u",
7419                                   num_stripes, cur_offset);
7420                         ret = -EIO;
7421                         break;
7422                 }
7423
7424                 type = btrfs_chunk_type(sb, chunk);
7425                 if ((type & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM) == 0) {
7426                         btrfs_err(fs_info,
7427                         "invalid chunk type %llu in sys_array at offset %u",
7428                                   type, cur_offset);
7429                         ret = -EIO;
7430                         break;
7431                 }
7432
7433                 len = btrfs_chunk_item_size(num_stripes);
7434                 if (cur_offset + len > array_size)
7435                         goto out_short_read;
7436
7437                 ret = read_one_chunk(&key, sb, chunk);
7438                 if (ret)
7439                         break;
7440
7441                 array_ptr += len;
7442                 sb_array_offset += len;
7443                 cur_offset += len;
7444         }
7445         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7446         free_extent_buffer_stale(sb);
7447         return ret;
7448
7449 out_short_read:
7450         btrfs_err(fs_info, "sys_array too short to read %u bytes at offset %u",
7451                         len, cur_offset);
7452         clear_extent_buffer_uptodate(sb);
7453         free_extent_buffer_stale(sb);
7454         return -EIO;
7455 }
7456
7457 /*
7458  * Check if all chunks in the fs are OK for read-write degraded mount
7459  *
7460  * If the @failing_dev is specified, it's accounted as missing.
7461  *
7462  * Return true if all chunks meet the minimal RW mount requirements.
7463  * Return false if any chunk doesn't meet the minimal RW mount requirements.
7464  */
7465 bool btrfs_check_rw_degradable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7466                                         struct btrfs_device *failing_dev)
7467 {
7468         struct btrfs_chunk_map *map;
7469         u64 next_start;
7470         bool ret = true;
7471
7472         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, 0, U64_MAX);
7473         /* No chunk at all? Return false anyway */
7474         if (!map) {
7475                 ret = false;
7476                 goto out;
7477         }
7478         while (map) {
7479                 int missing = 0;
7480                 int max_tolerated;
7481                 int i;
7482
7483                 max_tolerated =
7484                         btrfs_get_num_tolerated_disk_barrier_failures(
7485                                         map->type);
7486                 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
7487                         struct btrfs_device *dev = map->stripes[i].dev;
7488
7489                         if (!dev || !dev->bdev ||
7490                             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
7491                             dev->last_flush_error)
7492                                 missing++;
7493                         else if (failing_dev && failing_dev == dev)
7494                                 missing++;
7495                 }
7496                 if (missing > max_tolerated) {
7497                         if (!failing_dev)
7498                                 btrfs_warn(fs_info,
7499         "chunk %llu missing %d devices, max tolerance is %d for writable mount",
7500                                    map->start, missing, max_tolerated);
7501                         btrfs_free_chunk_map(map);
7502                         ret = false;
7503                         goto out;
7504                 }
7505                 next_start = map->start + map->chunk_len;
7506                 btrfs_free_chunk_map(map);
7507
7508                 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, next_start, U64_MAX - next_start);
7509         }
7510 out:
7511         return ret;
7512 }
7513
7514 static void readahead_tree_node_children(struct extent_buffer *node)
7515 {
7516         int i;
7517         const int nr_items = btrfs_header_nritems(node);
7518
7519         for (i = 0; i < nr_items; i++)
7520                 btrfs_readahead_node_child(node, i);
7521 }
7522
7523 int btrfs_read_chunk_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7524 {
7525         struct btrfs_root *root = fs_info->chunk_root;
7526         struct btrfs_path *path;
7527         struct extent_buffer *leaf;
7528         struct btrfs_key key;
7529         struct btrfs_key found_key;
7530         int ret;
7531         int slot;
7532         int iter_ret = 0;
7533         u64 total_dev = 0;
7534         u64 last_ra_node = 0;
7535
7536         path = btrfs_alloc_path();
7537         if (!path)
7538                 return -ENOMEM;
7539
7540         /*
7541          * uuid_mutex is needed only if we are mounting a sprout FS
7542          * otherwise we don't need it.
7543          */
7544         mutex_lock(&uuid_mutex);
7545
7546         /*
7547          * It is possible for mount and umount to race in such a way that
7548          * we execute this code path, but open_fs_devices failed to clear
7549          * total_rw_bytes. We certainly want it cleared before reading the
7550          * device items, so clear it here.
7551          */
7552         fs_info->fs_devices->total_rw_bytes = 0;
7553
7554         /*
7555          * Lockdep complains about possible circular locking dependency between
7556          * a disk's open_mutex (struct gendisk.open_mutex), the rw semaphores
7557          * used for freeze procection of a fs (struct super_block.s_writers),
7558          * which we take when starting a transaction, and extent buffers of the
7559          * chunk tree if we call read_one_dev() while holding a lock on an
7560          * extent buffer of the chunk tree. Since we are mounting the filesystem
7561          * and at this point there can't be any concurrent task modifying the
7562          * chunk tree, to keep it simple, just skip locking on the chunk tree.
7563          */
7564         ASSERT(!test_bit(BTRFS_FS_OPEN, &fs_info->flags));
7565         path->skip_locking = 1;
7566
7567         /*
7568          * Read all device items, and then all the chunk items. All
7569          * device items are found before any chunk item (their object id
7570          * is smaller than the lowest possible object id for a chunk
7571          * item - BTRFS_FIRST_CHUNK_TREE_OBJECTID).
7572          */
7573         key.objectid = BTRFS_DEV_ITEMS_OBJECTID;
7574         key.offset = 0;
7575         key.type = 0;
7576         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
7577                 struct extent_buffer *node = path->nodes[1];
7578
7579                 leaf = path->nodes[0];
7580                 slot = path->slots[0];
7581
7582                 if (node) {
7583                         if (last_ra_node != node->start) {
7584                                 readahead_tree_node_children(node);
7585                                 last_ra_node = node->start;
7586                         }
7587                 }
7588                 if (found_key.type == BTRFS_DEV_ITEM_KEY) {
7589                         struct btrfs_dev_item *dev_item;
7590                         dev_item = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
7591                                                   struct btrfs_dev_item);
7592                         ret = read_one_dev(leaf, dev_item);
7593                         if (ret)
7594                                 goto error;
7595                         total_dev++;
7596                 } else if (found_key.type == BTRFS_CHUNK_ITEM_KEY) {
7597                         struct btrfs_chunk *chunk;
7598
7599                         /*
7600                          * We are only called at mount time, so no need to take
7601                          * fs_info->chunk_mutex. Plus, to avoid lockdep warnings,
7602                          * we always lock first fs_info->chunk_mutex before
7603                          * acquiring any locks on the chunk tree. This is a
7604                          * requirement for chunk allocation, see the comment on
7605                          * top of btrfs_chunk_alloc() for details.
7606                          */
7607                         chunk = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_chunk);
7608                         ret = read_one_chunk(&found_key, leaf, chunk);
7609                         if (ret)
7610                                 goto error;
7611                 }
7612         }
7613         /* Catch error found during iteration */
7614         if (iter_ret < 0) {
7615                 ret = iter_ret;
7616                 goto error;
7617         }
7618
7619         /*
7620          * After loading chunk tree, we've got all device information,
7621          * do another round of validation checks.
7622          */
7623         if (total_dev != fs_info->fs_devices->total_devices) {
7624                 btrfs_warn(fs_info,
7625 "super block num_devices %llu mismatch with DEV_ITEM count %llu, will be repaired on next transaction commit",
7626                           btrfs_super_num_devices(fs_info->super_copy),
7627                           total_dev);
7628                 fs_info->fs_devices->total_devices = total_dev;
7629                 btrfs_set_super_num_devices(fs_info->super_copy, total_dev);
7630         }
7631         if (btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy) <
7632             fs_info->fs_devices->total_rw_bytes) {
7633                 btrfs_err(fs_info,
7634         "super_total_bytes %llu mismatch with fs_devices total_rw_bytes %llu",
7635                           btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy),
7636                           fs_info->fs_devices->total_rw_bytes);
7637                 ret = -EINVAL;
7638                 goto error;
7639         }
7640         ret = 0;
7641 error:
7642         mutex_unlock(&uuid_mutex);
7643
7644         btrfs_free_path(path);
7645         return ret;
7646 }
7647
7648 int btrfs_init_devices_late(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7649 {
7650         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7651         struct btrfs_device *device;
7652         int ret = 0;
7653
7654         fs_devices->fs_info = fs_info;
7655
7656         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7657         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list)
7658                 device->fs_info = fs_info;
7659
7660         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7661                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7662                         device->fs_info = fs_info;
7663                         ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, false);
7664                         if (ret)
7665                                 break;
7666                 }
7667
7668                 seed_devs->fs_info = fs_info;
7669         }
7670         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7671
7672         return ret;
7673 }
7674
7675 static u64 btrfs_dev_stats_value(const struct extent_buffer *eb,
7676                                  const struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7677                                  int index)
7678 {
7679         u64 val;
7680
7681         read_extent_buffer(eb, &val,
7682                            offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7683                             ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7684                            sizeof(val));
7685         return val;
7686 }
7687
7688 static void btrfs_set_dev_stats_value(struct extent_buffer *eb,
7689                                       struct btrfs_dev_stats_item *ptr,
7690                                       int index, u64 val)
7691 {
7692         write_extent_buffer(eb, &val,
7693                             offsetof(struct btrfs_dev_stats_item, values) +
7694                              ((unsigned long)ptr) + (index * sizeof(u64)),
7695                             sizeof(val));
7696 }
7697
7698 static int btrfs_device_init_dev_stats(struct btrfs_device *device,
7699                                        struct btrfs_path *path)
7700 {
7701         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7702         struct extent_buffer *eb;
7703         struct btrfs_key key;
7704         int item_size;
7705         int i, ret, slot;
7706
7707         if (!device->fs_info->dev_root)
7708                 return 0;
7709
7710         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7711         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7712         key.offset = device->devid;
7713         ret = btrfs_search_slot(NULL, device->fs_info->dev_root, &key, path, 0, 0);
7714         if (ret) {
7715                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7716                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7717                 device->dev_stats_valid = 1;
7718                 btrfs_release_path(path);
7719                 return ret < 0 ? ret : 0;
7720         }
7721         slot = path->slots[0];
7722         eb = path->nodes[0];
7723         item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
7724
7725         ptr = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dev_stats_item);
7726
7727         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7728                 if (item_size >= (1 + i) * sizeof(__le64))
7729                         btrfs_dev_stat_set(device, i,
7730                                            btrfs_dev_stats_value(eb, ptr, i));
7731                 else
7732                         btrfs_dev_stat_set(device, i, 0);
7733         }
7734
7735         device->dev_stats_valid = 1;
7736         btrfs_dev_stat_print_on_load(device);
7737         btrfs_release_path(path);
7738
7739         return 0;
7740 }
7741
7742 int btrfs_init_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
7743 {
7744         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices, *seed_devs;
7745         struct btrfs_device *device;
7746         struct btrfs_path *path = NULL;
7747         int ret = 0;
7748
7749         path = btrfs_alloc_path();
7750         if (!path)
7751                 return -ENOMEM;
7752
7753         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7754         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7755                 ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7756                 if (ret)
7757                         goto out;
7758         }
7759         list_for_each_entry(seed_devs, &fs_devices->seed_list, seed_list) {
7760                 list_for_each_entry(device, &seed_devs->devices, dev_list) {
7761                         ret = btrfs_device_init_dev_stats(device, path);
7762                         if (ret)
7763                                 goto out;
7764                 }
7765         }
7766 out:
7767         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7768
7769         btrfs_free_path(path);
7770         return ret;
7771 }
7772
7773 static int update_dev_stat_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
7774                                 struct btrfs_device *device)
7775 {
7776         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7777         struct btrfs_root *dev_root = fs_info->dev_root;
7778         struct btrfs_path *path;
7779         struct btrfs_key key;
7780         struct extent_buffer *eb;
7781         struct btrfs_dev_stats_item *ptr;
7782         int ret;
7783         int i;
7784
7785         key.objectid = BTRFS_DEV_STATS_OBJECTID;
7786         key.type = BTRFS_PERSISTENT_ITEM_KEY;
7787         key.offset = device->devid;
7788
7789         path = btrfs_alloc_path();
7790         if (!path)
7791                 return -ENOMEM;
7792         ret = btrfs_search_slot(trans, dev_root, &key, path, -1, 1);
7793         if (ret < 0) {
7794                 btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7795                         "error %d while searching for dev_stats item for device %s",
7796                                   ret, btrfs_dev_name(device));
7797                 goto out;
7798         }
7799
7800         if (ret == 0 &&
7801             btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]) < sizeof(*ptr)) {
7802                 /* need to delete old one and insert a new one */
7803                 ret = btrfs_del_item(trans, dev_root, path);
7804                 if (ret != 0) {
7805                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7806                                 "delete too small dev_stats item for device %s failed %d",
7807                                           btrfs_dev_name(device), ret);
7808                         goto out;
7809                 }
7810                 ret = 1;
7811         }
7812
7813         if (ret == 1) {
7814                 /* need to insert a new item */
7815                 btrfs_release_path(path);
7816                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, dev_root, path,
7817                                               &key, sizeof(*ptr));
7818                 if (ret < 0) {
7819                         btrfs_warn_in_rcu(fs_info,
7820                                 "insert dev_stats item for device %s failed %d",
7821                                 btrfs_dev_name(device), ret);
7822                         goto out;
7823                 }
7824         }
7825
7826         eb = path->nodes[0];
7827         ptr = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dev_stats_item);
7828         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7829                 btrfs_set_dev_stats_value(eb, ptr, i,
7830                                           btrfs_dev_stat_read(device, i));
7831         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, eb);
7832
7833 out:
7834         btrfs_free_path(path);
7835         return ret;
7836 }
7837
7838 /*
7839  * called from commit_transaction. Writes all changed device stats to disk.
7840  */
7841 int btrfs_run_dev_stats(struct btrfs_trans_handle *trans)
7842 {
7843         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
7844         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7845         struct btrfs_device *device;
7846         int stats_cnt;
7847         int ret = 0;
7848
7849         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7850         list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
7851                 stats_cnt = atomic_read(&device->dev_stats_ccnt);
7852                 if (!device->dev_stats_valid || stats_cnt == 0)
7853                         continue;
7854
7855
7856                 /*
7857                  * There is a LOAD-LOAD control dependency between the value of
7858                  * dev_stats_ccnt and updating the on-disk values which requires
7859                  * reading the in-memory counters. Such control dependencies
7860                  * require explicit read memory barriers.
7861                  *
7862                  * This memory barriers pairs with smp_mb__before_atomic in
7863                  * btrfs_dev_stat_inc/btrfs_dev_stat_set and with the full
7864                  * barrier implied by atomic_xchg in
7865                  * btrfs_dev_stats_read_and_reset
7866                  */
7867                 smp_rmb();
7868
7869                 ret = update_dev_stat_item(trans, device);
7870                 if (!ret)
7871                         atomic_sub(stats_cnt, &device->dev_stats_ccnt);
7872         }
7873         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7874
7875         return ret;
7876 }
7877
7878 void btrfs_dev_stat_inc_and_print(struct btrfs_device *dev, int index)
7879 {
7880         btrfs_dev_stat_inc(dev, index);
7881
7882         if (!dev->dev_stats_valid)
7883                 return;
7884         btrfs_err_rl_in_rcu(dev->fs_info,
7885                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7886                            btrfs_dev_name(dev),
7887                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7888                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7889                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7890                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7891                            btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7892 }
7893
7894 static void btrfs_dev_stat_print_on_load(struct btrfs_device *dev)
7895 {
7896         int i;
7897
7898         for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7899                 if (btrfs_dev_stat_read(dev, i) != 0)
7900                         break;
7901         if (i == BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7902                 return; /* all values == 0, suppress message */
7903
7904         btrfs_info_in_rcu(dev->fs_info,
7905                 "bdev %s errs: wr %u, rd %u, flush %u, corrupt %u, gen %u",
7906                btrfs_dev_name(dev),
7907                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS),
7908                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS),
7909                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS),
7910                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS),
7911                btrfs_dev_stat_read(dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS));
7912 }
7913
7914 int btrfs_get_dev_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7915                         struct btrfs_ioctl_get_dev_stats *stats)
7916 {
7917         BTRFS_DEV_LOOKUP_ARGS(args);
7918         struct btrfs_device *dev;
7919         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
7920         int i;
7921
7922         mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
7923         args.devid = stats->devid;
7924         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
7925         mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);
7926
7927         if (!dev) {
7928                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, device not found");
7929                 return -ENODEV;
7930         } else if (!dev->dev_stats_valid) {
7931                 btrfs_warn(fs_info, "get dev_stats failed, not yet valid");
7932                 return -ENODEV;
7933         } else if (stats->flags & BTRFS_DEV_STATS_RESET) {
7934                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++) {
7935                         if (stats->nr_items > i)
7936                                 stats->values[i] =
7937                                         btrfs_dev_stat_read_and_reset(dev, i);
7938                         else
7939                                 btrfs_dev_stat_set(dev, i, 0);
7940                 }
7941                 btrfs_info(fs_info, "device stats zeroed by %s (%d)",
7942                            current->comm, task_pid_nr(current));
7943         } else {
7944                 for (i = 0; i < BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX; i++)
7945                         if (stats->nr_items > i)
7946                                 stats->values[i] = btrfs_dev_stat_read(dev, i);
7947         }
7948         if (stats->nr_items > BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX)
7949                 stats->nr_items = BTRFS_DEV_STAT_VALUES_MAX;
7950         return 0;
7951 }
7952
7953 /*
7954  * Update the size and bytes used for each device where it changed.  This is
7955  * delayed since we would otherwise get errors while writing out the
7956  * superblocks.
7957  *
7958  * Must be invoked during transaction commit.
7959  */
7960 void btrfs_commit_device_sizes(struct btrfs_transaction *trans)
7961 {
7962         struct btrfs_device *curr, *next;
7963
7964         ASSERT(trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);
7965
7966         if (list_empty(&trans->dev_update_list))
7967                 return;
7968
7969         /*
7970          * We don't need the device_list_mutex here.  This list is owned by the
7971          * transaction and the transaction must complete before the device is
7972          * released.
7973          */
7974         mutex_lock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7975         list_for_each_entry_safe(curr, next, &trans->dev_update_list,
7976                                  post_commit_list) {
7977                 list_del_init(&curr->post_commit_list);
7978                 curr->commit_total_bytes = curr->disk_total_bytes;
7979                 curr->commit_bytes_used = curr->bytes_used;
7980         }
7981         mutex_unlock(&trans->fs_info->chunk_mutex);
7982 }
7983
7984 /*
7985  * Multiplicity factor for simple profiles: DUP, RAID1-like and RAID10.
7986  */
7987 int btrfs_bg_type_to_factor(u64 flags)
7988 {
7989         const int index = btrfs_bg_flags_to_raid_index(flags);
7990
7991         return btrfs_raid_array[index].ncopies;
7992 }
7993
7994
7995
7996 static int verify_one_dev_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7997                                  u64 chunk_offset, u64 devid,
7998                                  u64 physical_offset, u64 physical_len)
7999 {
8000         struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
8001         struct btrfs_chunk_map *map;
8002         struct btrfs_device *dev;
8003         u64 stripe_len;
8004         bool found = false;
8005         int ret = 0;
8006         int i;
8007
8008         map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, chunk_offset, 1);
8009         if (!map) {
8010                 btrfs_err(fs_info,
8011 "dev extent physical offset %llu on devid %llu doesn't have corresponding chunk",
8012                           physical_offset, devid);
8013                 ret = -EUCLEAN;
8014                 goto out;
8015         }
8016
8017         stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(map);
8018         if (physical_len != stripe_len) {
8019                 btrfs_err(fs_info,
8020 "dev extent physical offset %llu on devid %llu length doesn't match chunk %llu, have %llu expect %llu",
8021                           physical_offset, devid, map->start, physical_len,
8022                           stripe_len);
8023                 ret = -EUCLEAN;
8024                 goto out;
8025         }
8026
8027         /*
8028          * Very old mkfs.btrfs (before v4.1) will not respect the reserved
8029          * space. Although kernel can handle it without problem, better to warn
8030          * the users.
8031          */
8032         if (physical_offset < BTRFS_DEVICE_RANGE_RESERVED)
8033                 btrfs_warn(fs_info,
8034                 "devid %llu physical %llu len %llu inside the reserved space",
8035                            devid, physical_offset, physical_len);
8036
8037         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
8038                 if (map->stripes[i].dev->devid == devid &&
8039                     map->stripes[i].physical == physical_offset) {
8040                         found = true;
8041                         if (map->verified_stripes >= map->num_stripes) {
8042                                 btrfs_err(fs_info,
8043                                 "too many dev extents for chunk %llu found",
8044                                           map->start);
8045                                 ret = -EUCLEAN;
8046                                 goto out;
8047                         }
8048                         map->verified_stripes++;
8049                         break;
8050                 }
8051         }
8052         if (!found) {
8053                 btrfs_err(fs_info,
8054         "dev extent physical offset %llu devid %llu has no corresponding chunk",
8055                         physical_offset, devid);
8056                 ret = -EUCLEAN;
8057         }
8058
8059         /* Make sure no dev extent is beyond device boundary */
8060         dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
8061         if (!dev) {
8062                 btrfs_err(fs_info, "failed to find devid %llu", devid);
8063                 ret = -EUCLEAN;
8064                 goto out;
8065         }
8066
8067         if (physical_offset + physical_len > dev->disk_total_bytes) {
8068                 btrfs_err(fs_info,
8069 "dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is beyond device boundary %llu",
8070                           devid, physical_offset, physical_len,
8071                           dev->disk_total_bytes);
8072                 ret = -EUCLEAN;
8073                 goto out;
8074         }
8075
8076         if (dev->zone_info) {
8077                 u64 zone_size = dev->zone_info->zone_size;
8078
8079                 if (!IS_ALIGNED(physical_offset, zone_size) ||
8080                     !IS_ALIGNED(physical_len, zone_size)) {
8081                         btrfs_err(fs_info,
8082 "zoned: dev extent devid %llu physical offset %llu len %llu is not aligned to device zone",
8083                                   devid, physical_offset, physical_len);
8084                         ret = -EUCLEAN;
8085                         goto out;
8086                 }
8087         }
8088
8089 out:
8090         btrfs_free_chunk_map(map);
8091         return ret;
8092 }
8093
8094 static int verify_chunk_dev_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8095 {
8096         struct rb_node *node;
8097         int ret = 0;
8098
8099         read_lock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8100         for (node = rb_first_cached(&fs_info->mapping_tree); node; node = rb_next(node)) {
8101                 struct btrfs_chunk_map *map;
8102
8103                 map = rb_entry(node, struct btrfs_chunk_map, rb_node);
8104                 if (map->num_stripes != map->verified_stripes) {
8105                         btrfs_err(fs_info,
8106                         "chunk %llu has missing dev extent, have %d expect %d",
8107                                   map->start, map->verified_stripes, map->num_stripes);
8108                         ret = -EUCLEAN;
8109                         goto out;
8110                 }
8111         }
8112 out:
8113         read_unlock(&fs_info->mapping_tree_lock);
8114         return ret;
8115 }
8116
8117 /*
8118  * Ensure that all dev extents are mapped to correct chunk, otherwise
8119  * later chunk allocation/free would cause unexpected behavior.
8120  *
8121  * NOTE: This will iterate through the whole device tree, which should be of
8122  * the same size level as the chunk tree.  This slightly increases mount time.
8123  */
8124 int btrfs_verify_dev_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info)
8125 {
8126         struct btrfs_path *path;
8127         struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
8128         struct btrfs_key key;
8129         u64 prev_devid = 0;
8130         u64 prev_dev_ext_end = 0;
8131         int ret = 0;
8132
8133         /*
8134          * We don't have a dev_root because we mounted with ignorebadroots and
8135          * failed to load the root, so we want to skip the verification in this
8136          * case for sure.
8137          *
8138          * However if the dev root is fine, but the tree itself is corrupted
8139          * we'd still fail to mount.  This verification is only to make sure
8140          * writes can happen safely, so instead just bypass this check
8141          * completely in the case of IGNOREBADROOTS.
8142          */
8143         if (btrfs_test_opt(fs_info, IGNOREBADROOTS))
8144                 return 0;
8145
8146         key.objectid = 1;
8147         key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
8148         key.offset = 0;
8149
8150         path = btrfs_alloc_path();
8151         if (!path)
8152                 return -ENOMEM;
8153
8154         path->reada = READA_FORWARD;
8155         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
8156         if (ret < 0)
8157                 goto out;
8158
8159         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
8160                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
8161                 if (ret < 0)
8162                         goto out;
8163                 /* No dev extents at all? Not good */
8164                 if (ret > 0) {
8165                         ret = -EUCLEAN;
8166                         goto out;
8167                 }
8168         }
8169         while (1) {
8170                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
8171                 struct btrfs_dev_extent *dext;
8172                 int slot = path->slots[0];
8173                 u64 chunk_offset;
8174                 u64 physical_offset;
8175                 u64 physical_len;
8176                 u64 devid;
8177
8178                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
8179                 if (key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
8180                         break;
8181                 devid = key.objectid;
8182                 physical_offset = key.offset;
8183
8184                 dext = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dev_extent);
8185                 chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(leaf, dext);
8186                 physical_len = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
8187
8188                 /* Check if this dev extent overlaps with the previous one */
8189                 if (devid == prev_devid && physical_offset < prev_dev_ext_end) {
8190                         btrfs_err(fs_info,
8191 "dev extent devid %llu physical offset %llu overlap with previous dev extent end %llu",
8192                                   devid, physical_offset, prev_dev_ext_end);
8193                         ret = -EUCLEAN;
8194                         goto out;
8195                 }
8196
8197                 ret = verify_one_dev_extent(fs_info, chunk_offset, devid,
8198                                             physical_offset, physical_len);
8199                 if (ret < 0)
8200                         goto out;
8201                 prev_devid = devid;
8202                 prev_dev_ext_end = physical_offset + physical_len;
8203
8204                 ret = btrfs_next_item(root, path);
8205                 if (ret < 0)
8206                         goto out;
8207                 if (ret > 0) {
8208                         ret = 0;
8209                         break;
8210                 }
8211         }
8212
8213         /* Ensure all chunks have corresponding dev extents */
8214         ret = verify_chunk_dev_extent_mapping(fs_info);
8215 out:
8216         btrfs_free_path(path);
8217         return ret;
8218 }
8219
8220 /*
8221  * Check whether the given block group or device is pinned by any inode being
8222  * used as a swapfile.
8223  */
8224 bool btrfs_pinned_by_swapfile(struct btrfs_fs_info *fs_info, void *ptr)
8225 {
8226         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
8227         struct rb_node *node;
8228
8229         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8230         node = fs_info->swapfile_pins.rb_node;
8231         while (node) {
8232                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
8233                 if (ptr < sp->ptr)
8234                         node = node->rb_left;
8235                 else if (ptr > sp->ptr)
8236                         node = node->rb_right;
8237                 else
8238                         break;
8239         }
8240         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
8241         return node != NULL;
8242 }
8243
8244 static int relocating_repair_kthread(void *data)
8245 {
8246         struct btrfs_block_group *cache = data;
8247         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
8248         u64 target;
8249         int ret = 0;
8250
8251         target = cache->start;
8252         btrfs_put_block_group(cache);
8253
8254         sb_start_write(fs_info->sb);
8255         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_BALANCE)) {
8256                 btrfs_info(fs_info,
8257                            "zoned: skip relocating block group %llu to repair: EBUSY",
8258                            target);
8259                 sb_end_write(fs_info->sb);
8260                 return -EBUSY;
8261         }
8262
8263         mutex_lock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8264
8265         /* Ensure block group still exists */
8266         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, target);
8267         if (!cache)
8268                 goto out;
8269
8270         if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags))
8271                 goto out;
8272
8273         ret = btrfs_may_alloc_data_chunk(fs_info, target);
8274         if (ret < 0)
8275                 goto out;
8276
8277         btrfs_info(fs_info,
8278                    "zoned: relocating block group %llu to repair IO failure",
8279                    target);
8280         ret = btrfs_relocate_chunk(fs_info, target);
8281
8282 out:
8283         if (cache)
8284                 btrfs_put_block_group(cache);
8285         mutex_unlock(&fs_info->reclaim_bgs_lock);
8286         btrfs_exclop_finish(fs_info);
8287         sb_end_write(fs_info->sb);
8288
8289         return ret;
8290 }
8291
8292 bool btrfs_repair_one_zone(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical)
8293 {
8294         struct btrfs_block_group *cache;
8295
8296         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
8297                 return false;
8298
8299         /* Do not attempt to repair in degraded state */
8300         if (btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED))
8301                 return true;
8302
8303         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical);
8304         if (!cache)
8305                 return true;
8306
8307         if (test_and_set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_RELOCATING_REPAIR, &cache->runtime_flags)) {
8308                 btrfs_put_block_group(cache);
8309                 return true;
8310         }
8311
8312         kthread_run(relocating_repair_kthread, cache,
8313                     "btrfs-relocating-repair");
8314
8315         return true;
8316 }
8317
8318 static void map_raid56_repair_block(struct btrfs_io_context *bioc,
8319                                     struct btrfs_io_stripe *smap,
8320                                     u64 logical)
8321 {
8322         int data_stripes = nr_bioc_data_stripes(bioc);
8323         int i;
8324
8325         for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
8326                 u64 stripe_start = bioc->full_stripe_logical +
8327                                    btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
8328
8329                 if (logical >= stripe_start &&
8330                     logical < stripe_start + BTRFS_STRIPE_LEN)
8331                         break;
8332         }
8333         ASSERT(i < data_stripes);
8334         smap->dev = bioc->stripes[i].dev;
8335         smap->physical = bioc->stripes[i].physical +
8336                         ((logical - bioc->full_stripe_logical) &
8337                          BTRFS_STRIPE_LEN_MASK);
8338 }
8339
8340 /*
8341  * Map a repair write into a single device.
8342  *
8343  * A repair write is triggered by read time repair or scrub, which would only
8344  * update the contents of a single device.
8345  * Not update any other mirrors nor go through RMW path.
8346  *
8347  * Callers should ensure:
8348  *
8349  * - Call btrfs_bio_counter_inc_blocked() first
8350  * - The range does not cross stripe boundary
8351  * - Has a valid @mirror_num passed in.
8352  */
8353 int btrfs_map_repair_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8354                            struct btrfs_io_stripe *smap, u64 logical,
8355                            u32 length, int mirror_num)
8356 {
8357         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
8358         u64 map_length = length;
8359         int mirror_ret = mirror_num;
8360         int ret;
8361
8362         ASSERT(mirror_num > 0);
8363
8364         ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical, &map_length,
8365                               &bioc, smap, &mirror_ret);
8366         if (ret < 0)
8367                 return ret;
8368
8369         /* The map range should not cross stripe boundary. */
8370         ASSERT(map_length >= length);
8371
8372         /* Already mapped to single stripe. */
8373         if (!bioc)
8374                 goto out;
8375
8376         /* Map the RAID56 multi-stripe writes to a single one. */
8377         if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
8378                 map_raid56_repair_block(bioc, smap, logical);
8379                 goto out;
8380         }
8381
8382         ASSERT(mirror_num <= bioc->num_stripes);
8383         smap->dev = bioc->stripes[mirror_num - 1].dev;
8384         smap->physical = bioc->stripes[mirror_num - 1].physical;
8385 out:
8386         btrfs_put_bioc(bioc);
8387         ASSERT(smap->dev);
8388         return 0;
8389 }