]> git.baikalelectronics.ru Git - kernel.git/log
kernel.git
2 years agobtrfs: qgroup: fix deadlock between rescan worker and remove qgroup
Sidong Yang [Mon, 28 Feb 2022 01:43:40 +0000 (01:43 +0000)]
btrfs: qgroup: fix deadlock between rescan worker and remove qgroup

The commit 1bbc4af4cadb ("btrfs: fix deadlock between quota disable and
qgroup rescan worker") by Kawasaki resolves deadlock between quota
disable and qgroup rescan worker. But also there is a deadlock case like
it. It's about enabling or disabling quota and creating or removing
qgroup. It can be reproduced in simple script below.

for i in {1..100}
do
    btrfs quota enable /mnt &
    btrfs qgroup create 1/0 /mnt &
    btrfs qgroup destroy 1/0 /mnt &
    btrfs quota disable /mnt &
done

Here's why the deadlock happens:

1) The quota rescan task is running.

2) Task A calls btrfs_quota_disable(), locks the qgroup_ioctl_lock
   mutex, and then calls btrfs_qgroup_wait_for_completion(), to wait for
   the quota rescan task to complete.

3) Task B calls btrfs_remove_qgroup() and it blocks when trying to lock
   the qgroup_ioctl_lock mutex, because it's being held by task A. At that
   point task B is holding a transaction handle for the current transaction.

4) The quota rescan task calls btrfs_commit_transaction(). This results
   in it waiting for all other tasks to release their handles on the
   transaction, but task B is blocked on the qgroup_ioctl_lock mutex
   while holding a handle on the transaction, and that mutex is being held
   by task A, which is waiting for the quota rescan task to complete,
   resulting in a deadlock between these 3 tasks.

To resolve this issue, the thread disabling quota should unlock
qgroup_ioctl_lock before waiting rescan completion. Move
btrfs_qgroup_wait_for_completion() after unlock of qgroup_ioctl_lock.

Fixes: 1bbc4af4cadb ("btrfs: fix deadlock between quota disable and qgroup rescan worker")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.4+
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: Shin'ichiro Kawasaki <shinichiro.kawasaki@wdc.com>
Signed-off-by: Sidong Yang <realwakka@gmail.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix relocation crash due to premature return from btrfs_commit_transaction()
Omar Sandoval [Thu, 17 Feb 2022 23:14:43 +0000 (15:14 -0800)]
btrfs: fix relocation crash due to premature return from btrfs_commit_transaction()

We are seeing crashes similar to the following trace:

[38.969182] WARNING: CPU: 20 PID: 2105 at fs/btrfs/relocation.c:4070 btrfs_relocate_block_group+0x2dc/0x340 [btrfs]
[38.973556] CPU: 20 PID: 2105 Comm: btrfs Not tainted 5.17.0-rc4 #54
[38.974580] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.12.0-59-gc9ba5276e321-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
[38.976539] RIP: 0010:btrfs_relocate_block_group+0x2dc/0x340 [btrfs]
[38.980336] RSP: 0000:ffffb0dd42e03c20 EFLAGS: 00010206
[38.981218] RAX: ffff96cfc4ede800 RBX: ffff96cfc3ce0000 RCX: 000000000002ca14
[38.982560] RDX: 0000000000000000 RSI: 4cfd109a0bcb5d7f RDI: ffff96cfc3ce0360
[38.983619] RBP: ffff96cfc309c000 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
[38.984678] R10: ffff96cec0000001 R11: ffffe84c80000000 R12: ffff96cfc4ede800
[38.985735] R13: 0000000000000000 R14: 0000000000000000 R15: ffff96cfc3ce0360
[38.987146] FS:  00007f11c15218c0(0000) GS:ffff96d6dfb00000(0000) knlGS:0000000000000000
[38.988662] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[38.989398] CR2: 00007ffc922c8e60 CR3: 00000001147a6001 CR4: 0000000000370ee0
[38.990279] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
[38.991219] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
[38.992528] Call Trace:
[38.992854]  <TASK>
[38.993148]  btrfs_relocate_chunk+0x27/0xe0 [btrfs]
[38.993941]  btrfs_balance+0x78e/0xea0 [btrfs]
[38.994801]  ? vsnprintf+0x33c/0x520
[38.995368]  ? __kmalloc_track_caller+0x351/0x440
[38.996198]  btrfs_ioctl_balance+0x2b9/0x3a0 [btrfs]
[38.997084]  btrfs_ioctl+0x11b0/0x2da0 [btrfs]
[38.997867]  ? mod_objcg_state+0xee/0x340
[38.998552]  ? seq_release+0x24/0x30
[38.999184]  ? proc_nr_files+0x30/0x30
[38.999654]  ? call_rcu+0xc8/0x2f0
[39.000228]  ? __x64_sys_ioctl+0x84/0xc0
[39.000872]  ? btrfs_ioctl_get_supported_features+0x30/0x30 [btrfs]
[39.001973]  __x64_sys_ioctl+0x84/0xc0
[39.002566]  do_syscall_64+0x3a/0x80
[39.003011]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
[39.003735] RIP: 0033:0x7f11c166959b
[39.007324] RSP: 002b:00007fff2543e998 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 0000000000000010
[39.008521] RAX: ffffffffffffffda RBX: 00007f11c1521698 RCX: 00007f11c166959b
[39.009833] RDX: 00007fff2543ea40 RSI: 00000000c4009420 RDI: 0000000000000003
[39.011270] RBP: 0000000000000003 R08: 0000000000000013 R09: 00007f11c16f94e0
[39.012581] R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000246 R12: 00007fff25440df3
[39.014046] R13: 0000000000000000 R14: 00007fff2543ea40 R15: 0000000000000001
[39.015040]  </TASK>
[39.015418] ---[ end trace 0000000000000000 ]---
[43.131559] ------------[ cut here ]------------
[43.132234] kernel BUG at fs/btrfs/extent-tree.c:2717!
[43.133031] invalid opcode: 0000 [#1] PREEMPT SMP PTI
[43.133702] CPU: 1 PID: 1839 Comm: btrfs Tainted: G        W         5.17.0-rc4 #54
[43.134863] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.12.0-59-gc9ba5276e321-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
[43.136426] RIP: 0010:unpin_extent_range+0x37a/0x4f0 [btrfs]
[43.139913] RSP: 0000:ffffb0dd4216bc70 EFLAGS: 00010246
[43.140629] RAX: 0000000000000000 RBX: ffff96cfc34490f8 RCX: 0000000000000001
[43.141604] RDX: 0000000080000001 RSI: 0000000051d00000 RDI: 00000000ffffffff
[43.142645] RBP: 0000000000000000 R08: 0000000000000000 R09: ffff96cfd07dca50
[43.143669] R10: ffff96cfc46e8a00 R11: fffffffffffec000 R12: 0000000041d00000
[43.144657] R13: ffff96cfc3ce0000 R14: ffffb0dd4216bd08 R15: 0000000000000000
[43.145686] FS:  00007f7657dd68c0(0000) GS:ffff96d6df640000(0000) knlGS:0000000000000000
[43.146808] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[43.147584] CR2: 00007f7fe81bf5b0 CR3: 00000001093ee004 CR4: 0000000000370ee0
[43.148589] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
[43.149581] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
[43.150559] Call Trace:
[43.150904]  <TASK>
[43.151253]  btrfs_finish_extent_commit+0x88/0x290 [btrfs]
[43.152127]  btrfs_commit_transaction+0x74f/0xaa0 [btrfs]
[43.152932]  ? btrfs_attach_transaction_barrier+0x1e/0x50 [btrfs]
[43.153786]  btrfs_ioctl+0x1edc/0x2da0 [btrfs]
[43.154475]  ? __check_object_size+0x150/0x170
[43.155170]  ? preempt_count_add+0x49/0xa0
[43.155753]  ? __x64_sys_ioctl+0x84/0xc0
[43.156437]  ? btrfs_ioctl_get_supported_features+0x30/0x30 [btrfs]
[43.157456]  __x64_sys_ioctl+0x84/0xc0
[43.157980]  do_syscall_64+0x3a/0x80
[43.158543]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
[43.159231] RIP: 0033:0x7f7657f1e59b
[43.161819] RSP: 002b:00007ffda5cd1658 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 0000000000000010
[43.162702] RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000000000000001 RCX: 00007f7657f1e59b
[43.163526] RDX: 0000000000000000 RSI: 0000000000009408 RDI: 0000000000000003
[43.164358] RBP: 0000000000000003 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
[43.165208] R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
[43.166029] R13: 00005621b91c3232 R14: 00005621b91ba580 R15: 00007ffda5cd1800
[43.166863]  </TASK>
[43.167125] Modules linked in: btrfs blake2b_generic xor pata_acpi ata_piix libata raid6_pq scsi_mod libcrc32c virtio_net virtio_rng net_failover rng_core failover scsi_common
[43.169552] ---[ end trace 0000000000000000 ]---
[43.171226] RIP: 0010:unpin_extent_range+0x37a/0x4f0 [btrfs]
[43.174767] RSP: 0000:ffffb0dd4216bc70 EFLAGS: 00010246
[43.175600] RAX: 0000000000000000 RBX: ffff96cfc34490f8 RCX: 0000000000000001
[43.176468] RDX: 0000000080000001 RSI: 0000000051d00000 RDI: 00000000ffffffff
[43.177357] RBP: 0000000000000000 R08: 0000000000000000 R09: ffff96cfd07dca50
[43.178271] R10: ffff96cfc46e8a00 R11: fffffffffffec000 R12: 0000000041d00000
[43.179178] R13: ffff96cfc3ce0000 R14: ffffb0dd4216bd08 R15: 0000000000000000
[43.180071] FS:  00007f7657dd68c0(0000) GS:ffff96d6df800000(0000) knlGS:0000000000000000
[43.181073] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[43.181808] CR2: 00007fe09905f010 CR3: 00000001093ee004 CR4: 0000000000370ee0
[43.182706] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
[43.183591] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400

We first hit the WARN_ON(rc->block_group->pinned > 0) in
btrfs_relocate_block_group() and then the BUG_ON(!cache) in
unpin_extent_range(). This tells us that we are exiting relocation and
removing the block group with bytes still pinned for that block group.
This is supposed to be impossible: the last thing relocate_block_group()
does is commit the transaction to get rid of pinned extents.

Commit 00176d447368 ("btrfs: make concurrent fsyncs wait less when
waiting for a transaction commit") introduced an optimization so that
commits from fsync don't have to wait for the previous commit to unpin
extents. This was only intended to affect fsync, but it inadvertently
made it possible for any commit to skip waiting for the previous commit
to unpin. This is because if a call to btrfs_commit_transaction() finds
that another thread is already committing the transaction, it waits for
the other thread to complete the commit and then returns. If that other
thread was in fsync, then it completes the commit without completing the
previous commit. This makes the following sequence of events possible:

Thread 1____________________|Thread 2 (fsync)_____________________|Thread 3 (balance)___________________
btrfs_commit_transaction(N) |                                     |
  btrfs_run_delayed_refs    |                                     |
    pin extents             |                                     |
  ...                       |                                     |
  state = UNBLOCKED         |btrfs_sync_file                      |
                            |  btrfs_start_transaction(N + 1)     |relocate_block_group
                            |                                     |  btrfs_join_transaction(N + 1)
                            |  btrfs_commit_transaction(N + 1)    |
  ...                       |  trans->state = COMMIT_START        |
                            |                                     |  btrfs_commit_transaction(N + 1)
                            |                                     |    wait_for_commit(N + 1, COMPLETED)
                            |  wait_for_commit(N, SUPER_COMMITTED)|
  state = SUPER_COMMITTED   |  ...                                |
  btrfs_finish_extent_commit|                                     |
    unpin_extent_range()    |  trans->state = COMPLETED           |
                            |                                     |    return
                            |                                     |
    ...                     |                                     |Thread 1 isn't done, so pinned > 0
                            |                                     |and we WARN
                            |                                     |
                            |                                     |btrfs_remove_block_group
    unpin_extent_range()    |                                     |
      Thread 3 removed the  |                                     |
      block group, so we BUG|                                     |

There are other sequences involving SUPER_COMMITTED transactions that
can cause a similar outcome.

We could fix this by making relocation explicitly wait for unpinning,
but there may be other cases that need it. Josef mentioned ENOSPC
flushing and the free space cache inode as other potential victims.
Rather than playing whack-a-mole, this fix is conservative and makes all
commits not in fsync wait for all previous transactions, which is what
the optimization intended.

Fixes: 00176d447368 ("btrfs: make concurrent fsyncs wait less when waiting for a transaction commit")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.15+
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: do not start relocation until in progress drops are done
Josef Bacik [Fri, 18 Feb 2022 19:56:10 +0000 (14:56 -0500)]
btrfs: do not start relocation until in progress drops are done

We hit a bug with a recovering relocation on mount for one of our file
systems in production.  I reproduced this locally by injecting errors
into snapshot delete with balance running at the same time.  This
presented as an error while looking up an extent item

  WARNING: CPU: 5 PID: 1501 at fs/btrfs/extent-tree.c:866 lookup_inline_extent_backref+0x647/0x680
  CPU: 5 PID: 1501 Comm: btrfs-balance Not tainted 5.16.0-rc8+ #8
  RIP: 0010:lookup_inline_extent_backref+0x647/0x680
  RSP: 0018:ffffae0a023ab960 EFLAGS: 00010202
  RAX: 0000000000000001 RBX: 0000000000000000 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000000 RSI: 000000000000000c RDI: 0000000000000000
  RBP: ffff943fd2a39b60 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000001
  R10: 0001434088152de0 R11: 0000000000000000 R12: 0000000001d05000
  R13: ffff943fd2a39b60 R14: ffff943fdb96f2a0 R15: ffff9442fc923000
  FS:  0000000000000000(0000) GS:ffff944e9eb40000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007f1157b1fca8 CR3: 000000010f092000 CR4: 0000000000350ee0
  Call Trace:
   <TASK>
   insert_inline_extent_backref+0x46/0xd0
   __btrfs_inc_extent_ref.isra.0+0x5f/0x200
   ? btrfs_merge_delayed_refs+0x164/0x190
   __btrfs_run_delayed_refs+0x561/0xfa0
   ? btrfs_search_slot+0x7b4/0xb30
   ? btrfs_update_root+0x1a9/0x2c0
   btrfs_run_delayed_refs+0x73/0x1f0
   ? btrfs_update_root+0x1a9/0x2c0
   btrfs_commit_transaction+0x50/0xa50
   ? btrfs_update_reloc_root+0x122/0x220
   prepare_to_merge+0x29f/0x320
   relocate_block_group+0x2b8/0x550
   btrfs_relocate_block_group+0x1a6/0x350
   btrfs_relocate_chunk+0x27/0xe0
   btrfs_balance+0x777/0xe60
   balance_kthread+0x35/0x50
   ? btrfs_balance+0xe60/0xe60
   kthread+0x16b/0x190
   ? set_kthread_struct+0x40/0x40
   ret_from_fork+0x22/0x30
   </TASK>

Normally snapshot deletion and relocation are excluded from running at
the same time by the fs_info->cleaner_mutex.  However if we had a
pending balance waiting to get the ->cleaner_mutex, and a snapshot
deletion was running, and then the box crashed, we would come up in a
state where we have a half deleted snapshot.

Again, in the normal case the snapshot deletion needs to complete before
relocation can start, but in this case relocation could very well start
before the snapshot deletion completes, as we simply add the root to the
dead roots list and wait for the next time the cleaner runs to clean up
the snapshot.

Fix this by setting a bit on the fs_info if we have any DEAD_ROOT's that
had a pending drop_progress key.  If they do then we know we were in the
middle of the drop operation and set a flag on the fs_info.  Then
balance can wait until this flag is cleared to start up again.

If there are DEAD_ROOT's that don't have a drop_progress set then we're
safe to start balance right away as we'll be properly protected by the
cleaner_mutex.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.10+
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: tree-checker: use u64 for item data end to avoid overflow
Su Yue [Tue, 22 Feb 2022 08:42:07 +0000 (16:42 +0800)]
btrfs: tree-checker: use u64 for item data end to avoid overflow

User reported there is an array-index-out-of-bounds access while
mounting the crafted image:

  [350.411942 ] loop0: detected capacity change from 0 to 262144
  [350.427058 ] BTRFS: device fsid a62e00e8-e94e-4200-8217-12444de93c2e devid 1 transid 8 /dev/loop0 scanned by systemd-udevd (1044)
  [350.428564 ] BTRFS info (device loop0): disk space caching is enabled
  [350.428568 ] BTRFS info (device loop0): has skinny extents
  [350.429589 ]
  [350.429619 ] UBSAN: array-index-out-of-bounds in fs/btrfs/struct-funcs.c:161:1
  [350.429636 ] index 1048096 is out of range for type 'page *[16]'
  [350.429650 ] CPU: 0 PID: 9 Comm: kworker/u8:1 Not tainted 5.16.0-rc4
  [350.429652 ] Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 1.13.0-1ubuntu1.1 04/01/2014
  [350.429653 ] Workqueue: btrfs-endio-meta btrfs_work_helper [btrfs]
  [350.429772 ] Call Trace:
  [350.429774 ]  <TASK>
  [350.429776 ]  dump_stack_lvl+0x47/0x5c
  [350.429780 ]  ubsan_epilogue+0x5/0x50
  [350.429786 ]  __ubsan_handle_out_of_bounds+0x66/0x70
  [350.429791 ]  btrfs_get_16+0xfd/0x120 [btrfs]
  [350.429832 ]  check_leaf+0x754/0x1a40 [btrfs]
  [350.429874 ]  ? filemap_read+0x34a/0x390
  [350.429878 ]  ? load_balance+0x175/0xfc0
  [350.429881 ]  validate_extent_buffer+0x244/0x310 [btrfs]
  [350.429911 ]  btrfs_validate_metadata_buffer+0xf8/0x100 [btrfs]
  [350.429935 ]  end_bio_extent_readpage+0x3af/0x850 [btrfs]
  [350.429969 ]  ? newidle_balance+0x259/0x480
  [350.429972 ]  end_workqueue_fn+0x29/0x40 [btrfs]
  [350.429995 ]  btrfs_work_helper+0x71/0x330 [btrfs]
  [350.430030 ]  ? __schedule+0x2fb/0xa40
  [350.430033 ]  process_one_work+0x1f6/0x400
  [350.430035 ]  ? process_one_work+0x400/0x400
  [350.430036 ]  worker_thread+0x2d/0x3d0
  [350.430037 ]  ? process_one_work+0x400/0x400
  [350.430038 ]  kthread+0x165/0x190
  [350.430041 ]  ? set_kthread_struct+0x40/0x40
  [350.430043 ]  ret_from_fork+0x1f/0x30
  [350.430047 ]  </TASK>
  [350.430047 ]
  [350.430077 ] BTRFS warning (device loop0): bad eb member start: ptr 0xffe20f4e start 20975616 member offset 4293005178 size 2

btrfs check reports:
  corrupt leaf: root=3 block=20975616 physical=20975616 slot=1, unexpected
  item end, have 4294971193 expect 3897

The first slot item offset is 4293005033 and the size is 1966160.
In check_leaf, we use btrfs_item_end() to check item boundary versus
extent_buffer data size. However, return type of btrfs_item_end() is u32.
(u32)(4293005033 + 1966160) == 3897, overflow happens and the result 3897
equals to leaf data size reasonably.

Fix it by use u64 variable to store item data end in check_leaf() to
avoid u32 overflow.

This commit does solve the invalid memory access showed by the stack
trace.  However, its metadata profile is DUP and another copy of the
leaf is fine.  So the image can be mounted successfully. But when umount
is called, the ASSERT btrfs_mark_buffer_dirty() will be triggered
because the only node in extent tree has 0 item and invalid owner. It's
solved by another commit
"btrfs: check extent buffer owner against the owner rootid".

Bugzilla: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=215299
Reported-by: Wenqing Liu <wenqingliu0120@gmail.com>
CC: stable@vger.kernel.org # 4.19+
Signed-off-by: Su Yue <l@damenly.su>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: do not WARN_ON() if we have PageError set
Josef Bacik [Fri, 18 Feb 2022 15:17:39 +0000 (10:17 -0500)]
btrfs: do not WARN_ON() if we have PageError set

Whenever we do any extent buffer operations we call
assert_eb_page_uptodate() to complain loudly if we're operating on an
non-uptodate page.  Our overnight tests caught this warning earlier this
week

  WARNING: CPU: 1 PID: 553508 at fs/btrfs/extent_io.c:6849 assert_eb_page_uptodate+0x3f/0x50
  CPU: 1 PID: 553508 Comm: kworker/u4:13 Tainted: G        W         5.17.0-rc3+ #564
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 1.13.0-2.fc32 04/01/2014
  Workqueue: btrfs-cache btrfs_work_helper
  RIP: 0010:assert_eb_page_uptodate+0x3f/0x50
  RSP: 0018:ffffa961440a7c68 EFLAGS: 00010246
  RAX: 0017ffffc0002112 RBX: ffffe6e74453f9c0 RCX: 0000000000001000
  RDX: ffffe6e74467c887 RSI: ffffe6e74453f9c0 RDI: ffff8d4c5efc2fc0
  RBP: 0000000000000d56 R08: ffff8d4d4a224000 R09: 0000000000000000
  R10: 00015817fa9d1ef0 R11: 000000000000000c R12: 00000000000007b1
  R13: ffff8d4c5efc2fc0 R14: 0000000001500000 R15: 0000000001cb1000
  FS:  0000000000000000(0000) GS:ffff8d4dbbd00000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007ff31d3448d8 CR3: 0000000118be8004 CR4: 0000000000370ee0
  Call Trace:

   extent_buffer_test_bit+0x3f/0x70
   free_space_test_bit+0xa6/0xc0
   load_free_space_tree+0x1f6/0x470
   caching_thread+0x454/0x630
   ? rcu_read_lock_sched_held+0x12/0x60
   ? rcu_read_lock_sched_held+0x12/0x60
   ? rcu_read_lock_sched_held+0x12/0x60
   ? lock_release+0x1f0/0x2d0
   btrfs_work_helper+0xf2/0x3e0
   ? lock_release+0x1f0/0x2d0
   ? finish_task_switch.isra.0+0xf9/0x3a0
   process_one_work+0x26d/0x580
   ? process_one_work+0x580/0x580
   worker_thread+0x55/0x3b0
   ? process_one_work+0x580/0x580
   kthread+0xf0/0x120
   ? kthread_complete_and_exit+0x20/0x20
   ret_from_fork+0x1f/0x30

This was partially fixed by 8b05d353b9057b ("btrfs: clear extent buffer
uptodate when we fail to write it"), however all that fix did was keep
us from finding extent buffers after a failed writeout.  It didn't keep
us from continuing to use a buffer that we already had found.

In this case we're searching the commit root to cache the block group,
so we can start committing the transaction and switch the commit root
and then start writing.  After the switch we can look up an extent
buffer that hasn't been written yet and start processing that block
group.  Then we fail to write that block out and clear Uptodate on the
page, and then we start spewing these errors.

Normally we're protected by the tree lock to a certain degree here.  If
we read a block we have that block read locked, and we block the writer
from locking the block before we submit it for the write.  However this
isn't necessarily fool proof because the read could happen before we do
the submit_bio and after we locked and unlocked the extent buffer.

Also in this particular case we have path->skip_locking set, so that
won't save us here.  We'll simply get a block that was valid when we
read it, but became invalid while we were using it.

What we really want is to catch the case where we've "read" a block but
it's not marked Uptodate.  On read we ClearPageError(), so if we're
!Uptodate and !Error we know we didn't do the right thing for reading
the page.

Fix this by checking !Uptodate && !Error, this way we will not complain
if our buffer gets invalidated while we're using it, and we'll maintain
the spirit of the check which is to make sure we have a fully in-cache
block while we're messing with it.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.4+
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix lost prealloc extents beyond eof after full fsync
Filipe Manana [Thu, 17 Feb 2022 12:12:02 +0000 (12:12 +0000)]
btrfs: fix lost prealloc extents beyond eof after full fsync

When doing a full fsync, if we have prealloc extents beyond (or at) eof,
and the leaves that contain them were not modified in the current
transaction, we end up not logging them. This results in losing those
extents when we replay the log after a power failure, since the inode is
truncated to the current value of the logged i_size.

Just like for the fast fsync path, we need to always log all prealloc
extents starting at or beyond i_size. The fast fsync case was fixed in
commit 86c76c91fd0499 ("Btrfs: fix loss of prealloc extents past i_size
after fsync log replay") but it missed the full fsync path. The problem
exists since the very early days, when the log tree was added by
commit e02119d5a7b439 ("Btrfs: Add a write ahead tree log to optimize
synchronous operations").

Example reproducer:

  $ mkfs.btrfs -f /dev/sdc
  $ mount /dev/sdc /mnt

  # Create our test file with many file extent items, so that they span
  # several leaves of metadata, even if the node/page size is 64K. Use
  # direct IO and not fsync/O_SYNC because it's both faster and it avoids
  # clearing the full sync flag from the inode - we want the fsync below
  # to trigger the slow full sync code path.
  $ xfs_io -f -d -c "pwrite -b 4K 0 16M" /mnt/foo

  # Now add two preallocated extents to our file without extending the
  # file's size. One right at i_size, and another further beyond, leaving
  # a gap between the two prealloc extents.
  $ xfs_io -c "falloc -k 16M 1M" /mnt/foo
  $ xfs_io -c "falloc -k 20M 1M" /mnt/foo

  # Make sure everything is durably persisted and the transaction is
  # committed. This makes all created extents to have a generation lower
  # than the generation of the transaction used by the next write and
  # fsync.
  sync

  # Now overwrite only the first extent, which will result in modifying
  # only the first leaf of metadata for our inode. Then fsync it. This
  # fsync will use the slow code path (inode full sync bit is set) because
  # it's the first fsync since the inode was created/loaded.
  $ xfs_io -c "pwrite 0 4K" -c "fsync" /mnt/foo

  # Extent list before power failure.
  $ xfs_io -c "fiemap -v" /mnt/foo
  /mnt/foo:
   EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
     0: [0..7]:          2178048..2178055     8   0x0
     1: [8..16383]:      26632..43007     16376   0x0
     2: [16384..32767]:  2156544..2172927 16384   0x0
     3: [32768..34815]:  2172928..2174975  2048 0x800
     4: [34816..40959]:  hole              6144
     5: [40960..43007]:  2174976..2177023  2048 0x801

  <power fail>

  # Mount fs again, trigger log replay.
  $ mount /dev/sdc /mnt

  # Extent list after power failure and log replay.
  $ xfs_io -c "fiemap -v" /mnt/foo
  /mnt/foo:
   EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
     0: [0..7]:          2178048..2178055     8   0x0
     1: [8..16383]:      26632..43007     16376   0x0
     2: [16384..32767]:  2156544..2172927 16384   0x1

  # The prealloc extents at file offsets 16M and 20M are missing.

So fix this by calling btrfs_log_prealloc_extents() when we are doing a
full fsync, so that we always log all prealloc extents beyond eof.

A test case for fstests will follow soon.

CC: stable@vger.kernel.org # 4.19+
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: subpage: fix a wrong check on subpage->writers
Qu Wenruo [Fri, 18 Feb 2022 02:13:00 +0000 (10:13 +0800)]
btrfs: subpage: fix a wrong check on subpage->writers

[BUG]
When looping btrfs/074 with 64K page size and 4K sectorsize, there is a
low chance (1/50~1/100) to crash with the following ASSERT() triggered
in btrfs_subpage_start_writer():

ret = atomic_add_return(nbits, &subpage->writers);
ASSERT(ret == nbits); <<< This one <<<

[CAUSE]
With more debugging output on the parameters of
btrfs_subpage_start_writer(), it shows a very concerning error:

  ret=29 nbits=13 start=393216 len=53248

For @nbits it's correct, but @ret which is the returned value from
atomic_add_return(), it's not only larger than nbits, but also larger
than max sectors per page value (for 64K page size and 4K sector size,
it's 16).

This indicates that some call sites are not properly decreasing the value.

And that's exactly the case, in btrfs_page_unlock_writer(), due to the
fact that we can have page locked either by lock_page() or
process_one_page(), we have to check if the subpage has any writer.

If no writers, it's locked by lock_page() and we only need to unlock it.

But unfortunately the check for the writers are completely opposite:

if (atomic_read(&subpage->writers))
/* No writers, locked by plain lock_page() */
return unlock_page(page);

We directly unlock the page if it has writers, which is the completely
opposite what we want.

Thankfully the affected call site is only limited to
extent_write_locked_range(), so it's mostly affecting compressed write.

[FIX]
Just fix the wrong check condition to fix the bug.

Fixes: 0545bbd48a11 ("btrfs: rework page locking in __extent_writepage()")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: reduce extent threshold for autodefrag
Qu Wenruo [Sun, 13 Feb 2022 07:42:33 +0000 (15:42 +0800)]
btrfs: reduce extent threshold for autodefrag

There is a big gap between inode_should_defrag() and autodefrag extent
size threshold.  For inode_should_defrag() it has a flexible
@small_write value. For compressed extent is 16K, and for non-compressed
extent it's 64K.

However for autodefrag extent size threshold, it's always fixed to the
default value (256K).

This means, the following write sequence will trigger autodefrag to
defrag ranges which didn't trigger autodefrag:

  pwrite 0 8k
  sync
  pwrite 8k 128K
  sync

The latter 128K write will also be considered as a defrag target (if
other conditions are met). While only that 8K write is really
triggering autodefrag.

Such behavior can cause extra IO for autodefrag.

Close the gap, by copying the @small_write value into inode_defrag, so
that later autodefrag can use the same @small_write value which
triggered autodefrag.

With the existing transid value, this allows autodefrag really to scan
the ranges which triggered autodefrag.

Although this behavior change is mostly reducing the extent_thresh value
for autodefrag, I believe in the future we should allow users to specify
the autodefrag extent threshold through mount options, but that's an
other problem to consider in the future.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16+
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: autodefrag: only scan one inode once
Qu Wenruo [Tue, 22 Feb 2022 17:20:59 +0000 (18:20 +0100)]
btrfs: autodefrag: only scan one inode once

Although we have btrfs_requeue_inode_defrag(), for autodefrag we are
still just exhausting all inode_defrag items in the tree.

This means, it doesn't make much difference to requeue an inode_defrag,
other than scan the inode from the beginning till its end.

Change the behaviour to always scan from offset 0 of an inode, and till
the end.

By this we get the following benefit:

- Straight-forward code

- No more re-queue related check

- Fewer members in inode_defrag

We still keep the same btrfs_get_fs_root() and btrfs_iget() check for
each loop, and added extra should_auto_defrag() check per-loop.

Note: the patch needs to be backported and is intentionally written
to minimize the diff size, code will be cleaned up later.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: don't use merged extent map for their generation check
Qu Wenruo [Fri, 11 Feb 2022 06:46:13 +0000 (14:46 +0800)]
btrfs: defrag: don't use merged extent map for their generation check

For extent maps, if they are not compressed extents and are adjacent by
logical addresses and file offsets, they can be merged into one larger
extent map.

Such merged extent map will have the higher generation of all the
original ones.

But this brings a problem for autodefrag, as it relies on accurate
extent_map::generation to determine if one extent should be defragged.

For merged extent maps, their higher generation can mark some older
extents to be defragged while the original extent map doesn't meet the
minimal generation threshold.

Thus this will cause extra IO.

So solve the problem, here we introduce a new flag, EXTENT_FLAG_MERGED,
to indicate if the extent map is merged from one or more ems.

And for autodefrag, if we find a merged extent map, and its generation
meets the generation requirement, we just don't use this one, and go
back to defrag_get_extent() to read extent maps from subvolume trees.

This could cause more read IO, but should result less defrag data write,
so in the long run it should be a win for autodefrag.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: bring back the old file extent search behavior
Qu Wenruo [Fri, 11 Feb 2022 06:46:12 +0000 (14:46 +0800)]
btrfs: defrag: bring back the old file extent search behavior

For defrag, we don't really want to use btrfs_get_extent() to iterate
all extent maps of an inode.

The reasons are:

- btrfs_get_extent() can merge extent maps
  And the result em has the higher generation of the two, causing defrag
  to mark unnecessary part of such merged large extent map.

  This in fact can result extra IO for autodefrag in v5.16+ kernels.

  However this patch is not going to completely solve the problem, as
  one can still using read() to trigger extent map reading, and got
  them merged.

  The completely solution for the extent map merging generation problem
  will come as an standalone fix.

- btrfs_get_extent() caches the extent map result
  Normally it's fine, but for defrag the target range may not get
  another read/write for a long long time.
  Such cache would only increase the memory usage.

- btrfs_get_extent() doesn't skip older extent map
  Unlike the old find_new_extent() which uses btrfs_search_forward() to
  skip the older subtree, thus it will pick up unnecessary extent maps.

This patch will fix the regression by introducing defrag_get_extent() to
replace the btrfs_get_extent() call.

This helper will:

- Not cache the file extent we found
  It will search the file extent and manually convert it to em.

- Use btrfs_search_forward() to skip entire ranges which is modified in
  the past

This should reduce the IO for autodefrag.

Reported-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Fixes: 2caa54427157 ("btrfs: defrag: use defrag_one_cluster() to implement btrfs_defrag_file()")
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: remove an ambiguous condition for rejection
Qu Wenruo [Fri, 28 Jan 2022 07:21:22 +0000 (15:21 +0800)]
btrfs: defrag: remove an ambiguous condition for rejection

From the very beginning of btrfs defrag, there is a check to reject
extents which meet both conditions:

- Physically adjacent

  We may want to defrag physically adjacent extents to reduce the number
  of extents or the size of subvolume tree.

- Larger than 128K

  This may be there for compressed extents, but unfortunately 128K is
  exactly the max capacity for compressed extents.
  And the check is > 128K, thus it never rejects compressed extents.

  Furthermore, the compressed extent capacity bug is fixed by previous
  patch, there is no reason for that check anymore.

The original check has a very small ranges to reject (the target extent
size is > 128K, and default extent threshold is 256K), and for
compressed extent it doesn't work at all.

So it's better just to remove the rejection, and allow us to defrag
physically adjacent extents.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: don't defrag extents which are already at max capacity
Qu Wenruo [Fri, 28 Jan 2022 07:21:21 +0000 (15:21 +0800)]
btrfs: defrag: don't defrag extents which are already at max capacity

[BUG]
For compressed extents, defrag ioctl will always try to defrag any
compressed extents, wasting not only IO but also CPU time to
compress/decompress:

   mkfs.btrfs -f $DEV
   mount -o compress $DEV $MNT
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab 0 128K" $MNT/foobar
   sync
   xfs_io -f -c "pwrite -S 0xcd 128K 128K" $MNT/foobar
   sync
   echo "=== before ==="
   xfs_io -c "fiemap -v" $MNT/foobar
   btrfs filesystem defrag $MNT/foobar
   sync
   echo "=== after ==="
   xfs_io -c "fiemap -v" $MNT/foobar

Then it shows the 2 128K extents just get COW for no extra benefit, with
extra IO/CPU spent:

    === before ===
    /mnt/btrfs/file1:
     EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
       0: [0..255]:        26624..26879       256   0x8
       1: [256..511]:      26632..26887       256   0x9
    === after ===
    /mnt/btrfs/file1:
     EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
       0: [0..255]:        26640..26895       256   0x8
       1: [256..511]:      26648..26903       256   0x9

This affects not only v5.16 (after the defrag rework), but also v5.15
(before the defrag rework).

[CAUSE]
From the very beginning, btrfs defrag never checks if one extent is
already at its max capacity (128K for compressed extents, 128M
otherwise).

And the default extent size threshold is 256K, which is already beyond
the compressed extent max size.

This means, by default btrfs defrag ioctl will mark all compressed
extent which is not adjacent to a hole/preallocated range for defrag.

[FIX]
Introduce a helper to grab the maximum extent size, and then in
defrag_collect_targets() and defrag_check_next_extent(), reject extents
which are already at their max capacity.

Reported-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: don't try to merge regular extents with preallocated extents
Qu Wenruo [Fri, 28 Jan 2022 07:21:20 +0000 (15:21 +0800)]
btrfs: defrag: don't try to merge regular extents with preallocated extents

[BUG]
With older kernels (before v5.16), btrfs will defrag preallocated extents.
While with newer kernels (v5.16 and newer) btrfs will not defrag
preallocated extents, but it will defrag the extent just before the
preallocated extent, even it's just a single sector.

This can be exposed by the following small script:

mkfs.btrfs -f $dev > /dev/null

mount $dev $mnt
xfs_io -f -c "pwrite 0 4k" -c sync -c "falloc 4k 16K" $mnt/file
xfs_io -c "fiemap -v" $mnt/file
btrfs fi defrag $mnt/file
sync
xfs_io -c "fiemap -v" $mnt/file

The output looks like this on older kernels:

/mnt/btrfs/file:
 EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
   0: [0..7]:          26624..26631         8   0x0
   1: [8..39]:         26632..26663        32 0x801
/mnt/btrfs/file:
 EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
   0: [0..39]:         26664..26703        40   0x1

Which defrags the single sector along with the preallocated extent, and
replace them with an regular extent into a new location (caused by data
COW).
This wastes most of the data IO just for the preallocated range.

On the other hand, v5.16 is slightly better:

/mnt/btrfs/file:
 EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
   0: [0..7]:          26624..26631         8   0x0
   1: [8..39]:         26632..26663        32 0x801
/mnt/btrfs/file:
 EXT: FILE-OFFSET      BLOCK-RANGE      TOTAL FLAGS
   0: [0..7]:          26664..26671         8   0x0
   1: [8..39]:         26632..26663        32 0x801

The preallocated range is not defragged, but the sector before it still
gets defragged, which has no need for it.

[CAUSE]
One of the function reused by the old and new behavior is
defrag_check_next_extent(), it will determine if we should defrag
current extent by checking the next one.

It only checks if the next extent is a hole or inlined, but it doesn't
check if it's preallocated.

On the other hand, out of the function, both old and new kernel will
reject preallocated extents.

Such inconsistent behavior causes above behavior.

[FIX]
- Also check if next extent is preallocated
  If so, don't defrag current extent.

- Add comments for each branch why we reject the extent

This will reduce the IO caused by defrag ioctl and autodefrag.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: allow defrag_one_cluster() to skip large extent which is not a target
Qu Wenruo [Fri, 11 Feb 2022 06:41:39 +0000 (14:41 +0800)]
btrfs: defrag: allow defrag_one_cluster() to skip large extent which is not a target

In the rework of btrfs_defrag_file(), we always call
defrag_one_cluster() and increase the offset by cluster size, which is
only 256K.

But there are cases where we have a large extent (e.g. 128M) which
doesn't need to be defragged at all.

Before the refactor, we can directly skip the range, but now we have to
scan that extent map again and again until the cluster moves after the
non-target extent.

Fix the problem by allow defrag_one_cluster() to increase
btrfs_defrag_ctrl::last_scanned to the end of an extent, if and only if
the last extent of the cluster is not a target.

The test script looks like this:

mkfs.btrfs -f $dev > /dev/null

mount $dev $mnt

# As btrfs ioctl uses 32M as extent_threshold
xfs_io -f -c "pwrite 0 64M" $mnt/file1
sync
# Some fragemented range to defrag
xfs_io -s -c "pwrite 65548k 4k" \
  -c "pwrite 65544k 4k" \
  -c "pwrite 65540k 4k" \
  -c "pwrite 65536k 4k" \
  $mnt/file1
sync

echo "=== before ==="
xfs_io -c "fiemap -v" $mnt/file1
echo "=== after ==="
btrfs fi defrag $mnt/file1
sync
xfs_io -c "fiemap -v" $mnt/file1
umount $mnt

With extra ftrace put into defrag_one_cluster(), before the patch it
would result tons of loops:

(As defrag_one_cluster() is inlined, the function name is its caller)

  btrfs-126062  [005] .....  4682.816026: btrfs_defrag_file: r/i=5/257 start=0 len=262144
  btrfs-126062  [005] .....  4682.816027: btrfs_defrag_file: r/i=5/257 start=262144 len=262144
  btrfs-126062  [005] .....  4682.816028: btrfs_defrag_file: r/i=5/257 start=524288 len=262144
  btrfs-126062  [005] .....  4682.816028: btrfs_defrag_file: r/i=5/257 start=786432 len=262144
  btrfs-126062  [005] .....  4682.816028: btrfs_defrag_file: r/i=5/257 start=1048576 len=262144
  ...
  btrfs-126062  [005] .....  4682.816043: btrfs_defrag_file: r/i=5/257 start=67108864 len=262144

But with this patch there will be just one loop, then directly to the
end of the extent:

  btrfs-130471  [014] .....  5434.029558: defrag_one_cluster: r/i=5/257 start=0 len=262144
  btrfs-130471  [014] .....  5434.029559: defrag_one_cluster: r/i=5/257 start=67108864 len=16384

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: prevent copying too big compressed lzo segment
Dāvis Mosāns [Wed, 2 Feb 2022 21:44:55 +0000 (23:44 +0200)]
btrfs: prevent copying too big compressed lzo segment

Compressed length can be corrupted to be a lot larger than memory
we have allocated for buffer.
This will cause memcpy in copy_compressed_segment to write outside
of allocated memory.

This mostly results in stuck read syscall but sometimes when using
btrfs send can get #GP

  kernel: general protection fault, probably for non-canonical address 0x841551d5c1000: 0000 [#1] PREEMPT SMP NOPTI
  kernel: CPU: 17 PID: 264 Comm: kworker/u256:7 Tainted: P           OE     5.17.0-rc2-1 #12
  kernel: Workqueue: btrfs-endio btrfs_work_helper [btrfs]
  kernel: RIP: 0010:lzo_decompress_bio (./include/linux/fortify-string.h:225 fs/btrfs/lzo.c:322 fs/btrfs/lzo.c:394) btrfs
  Code starting with the faulting instruction
  ===========================================
     0:*  48 8b 06                mov    (%rsi),%rax              <-- trapping instruction
     3:   48 8d 79 08             lea    0x8(%rcx),%rdi
     7:   48 83 e7 f8             and    $0xfffffffffffffff8,%rdi
     b:   48 89 01                mov    %rax,(%rcx)
     e:   44 89 f0                mov    %r14d,%eax
    11:   48 8b 54 06 f8          mov    -0x8(%rsi,%rax,1),%rdx
  kernel: RSP: 0018:ffffb110812efd50 EFLAGS: 00010212
  kernel: RAX: 0000000000001000 RBX: 000000009ca264c8 RCX: ffff98996e6d8ff8
  kernel: RDX: 0000000000000064 RSI: 000841551d5c1000 RDI: ffffffff9500435d
  kernel: RBP: ffff989a3be856c0 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  kernel: R10: 0000000000000000 R11: 0000000000001000 R12: ffff98996e6d8000
  kernel: R13: 0000000000000008 R14: 0000000000001000 R15: 000841551d5c1000
  kernel: FS:  0000000000000000(0000) GS:ffff98a09d640000(0000) knlGS:0000000000000000
  kernel: CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  kernel: CR2: 00001e9f984d9ea8 CR3: 000000014971a000 CR4: 00000000003506e0
  kernel: Call Trace:
  kernel:  <TASK>
  kernel: end_compressed_bio_read (fs/btrfs/compression.c:104 fs/btrfs/compression.c:1363 fs/btrfs/compression.c:323) btrfs
  kernel: end_workqueue_fn (fs/btrfs/disk-io.c:1923) btrfs
  kernel: btrfs_work_helper (fs/btrfs/async-thread.c:326) btrfs
  kernel: process_one_work (./arch/x86/include/asm/jump_label.h:27 ./include/linux/jump_label.h:212 ./include/trace/events/workqueue.h:108 kernel/workqueue.c:2312)
  kernel: worker_thread (./include/linux/list.h:292 kernel/workqueue.c:2455)
  kernel: ? process_one_work (kernel/workqueue.c:2397)
  kernel: kthread (kernel/kthread.c:377)
  kernel: ? kthread_complete_and_exit (kernel/kthread.c:332)
  kernel: ret_from_fork (arch/x86/entry/entry_64.S:301)
  kernel:  </TASK>

CC: stable@vger.kernel.org # 4.9+
Signed-off-by: Dāvis Mosāns <davispuh@gmail.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: send: in case of IO error log it
Dāvis Mosāns [Sat, 5 Feb 2022 18:48:23 +0000 (20:48 +0200)]
btrfs: send: in case of IO error log it

Currently if we get IO error while doing send then we abort without
logging information about which file caused issue.  So log it to help
with debugging.

CC: stable@vger.kernel.org # 4.9+
Signed-off-by: Dāvis Mosāns <davispuh@gmail.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: get rid of warning on transaction commit when using flushoncommit
Filipe Manana [Wed, 2 Feb 2022 15:26:09 +0000 (15:26 +0000)]
btrfs: get rid of warning on transaction commit when using flushoncommit

When using the flushoncommit mount option, during almost every transaction
commit we trigger a warning from __writeback_inodes_sb_nr():

  $ cat fs/fs-writeback.c:
  (...)
  static void __writeback_inodes_sb_nr(struct super_block *sb, ...
  {
        (...)
        WARN_ON(!rwsem_is_locked(&sb->s_umount));
        (...)
  }
  (...)

The trace produced in dmesg looks like the following:

  [947.473890] WARNING: CPU: 5 PID: 930 at fs/fs-writeback.c:2610 __writeback_inodes_sb_nr+0x7e/0xb3
  [947.481623] Modules linked in: nfsd nls_cp437 cifs asn1_decoder cifs_arc4 fscache cifs_md4 ipmi_ssif
  [947.489571] CPU: 5 PID: 930 Comm: btrfs-transacti Not tainted 95.16.3-srb-asrock-00001-g36437ad63879 #186
  [947.497969] RIP: 0010:__writeback_inodes_sb_nr+0x7e/0xb3
  [947.502097] Code: 24 10 4c 89 44 24 18 c6 (...)
  [947.519760] RSP: 0018:ffffc90000777e10 EFLAGS: 00010246
  [947.523818] RAX: 0000000000000000 RBX: 0000000000963300 RCX: 0000000000000000
  [947.529765] RDX: 0000000000000000 RSI: 000000000000fa51 RDI: ffffc90000777e50
  [947.535740] RBP: ffff888101628a90 R08: ffff888100955800 R09: ffff888100956000
  [947.541701] R10: 0000000000000002 R11: 0000000000000001 R12: ffff888100963488
  [947.547645] R13: ffff888100963000 R14: ffff888112fb7200 R15: ffff888100963460
  [947.553621] FS:  0000000000000000(0000) GS:ffff88841fd40000(0000) knlGS:0000000000000000
  [947.560537] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  [947.565122] CR2: 0000000008be50c4 CR3: 000000000220c000 CR4: 00000000001006e0
  [947.571072] Call Trace:
  [947.572354]  <TASK>
  [947.573266]  btrfs_commit_transaction+0x1f1/0x998
  [947.576785]  ? start_transaction+0x3ab/0x44e
  [947.579867]  ? schedule_timeout+0x8a/0xdd
  [947.582716]  transaction_kthread+0xe9/0x156
  [947.585721]  ? btrfs_cleanup_transaction.isra.0+0x407/0x407
  [947.590104]  kthread+0x131/0x139
  [947.592168]  ? set_kthread_struct+0x32/0x32
  [947.595174]  ret_from_fork+0x22/0x30
  [947.597561]  </TASK>
  [947.598553] ---[ end trace 644721052755541c ]---

This is because we started using writeback_inodes_sb() to flush delalloc
when committing a transaction (when using -o flushoncommit), in order to
avoid deadlocks with filesystem freeze operations. This change was made
by commit ae4ea1c5c0186b ("btrfs: don't call btrfs_start_delalloc_roots
in flushoncommit"). After that change we started producing that warning,
and every now and then a user reports this since the warning happens too
often, it spams dmesg/syslog, and a user is unsure if this reflects any
problem that might compromise the filesystem's reliability.

We can not just lock the sb->s_umount semaphore before calling
writeback_inodes_sb(), because that would at least deadlock with
filesystem freezing, since at fs/super.c:freeze_super() sync_filesystem()
is called while we are holding that semaphore in write mode, and that can
trigger a transaction commit, resulting in a deadlock. It would also
trigger the same type of deadlock in the unmount path. Possibly, it could
also introduce some other locking dependencies that lockdep would report.

To fix this call try_to_writeback_inodes_sb() instead of
writeback_inodes_sb(), because that will try to read lock sb->s_umount
and then will only call writeback_inodes_sb() if it was able to lock it.
This is fine because the cases where it can't read lock sb->s_umount
are during a filesystem unmount or during a filesystem freeze - in those
cases sb->s_umount is write locked and sync_filesystem() is called, which
calls writeback_inodes_sb(). In other words, in all cases where we can't
take a read lock on sb->s_umount, writeback is already being triggered
elsewhere.

An alternative would be to call btrfs_start_delalloc_roots() with a
number of pages different from LONG_MAX, for example matching the number
of delalloc bytes we currently have, in which case we would end up
starting all delalloc with filemap_fdatawrite_wbc() and not with an
async flush via filemap_flush() - that is only possible after the rather
recent commit edba1d5c5e0eaa ("btrfs: shrink delalloc pages instead of
full inodes"). However that creates a whole new can of worms due to new
lock dependencies, which lockdep complains, like for example:

[ 8948.247280] ======================================================
[ 8948.247823] WARNING: possible circular locking dependency detected
[ 8948.248353] 5.17.0-rc1-btrfs-next-111 #1 Not tainted
[ 8948.248786] ------------------------------------------------------
[ 8948.249320] kworker/u16:18/933570 is trying to acquire lock:
[ 8948.249812] ffff9b3de1591690 (sb_internal#2){.+.+}-{0:0}, at: find_free_extent+0x141e/0x1590 [btrfs]
[ 8948.250638]
               but task is already holding lock:
[ 8948.251140] ffff9b3e09c717d8 (&root->delalloc_mutex){+.+.}-{3:3}, at: start_delalloc_inodes+0x78/0x400 [btrfs]
[ 8948.252018]
               which lock already depends on the new lock.

[ 8948.252710]
               the existing dependency chain (in reverse order) is:
[ 8948.253343]
               -> #2 (&root->delalloc_mutex){+.+.}-{3:3}:
[ 8948.253950]        __mutex_lock+0x90/0x900
[ 8948.254354]        start_delalloc_inodes+0x78/0x400 [btrfs]
[ 8948.254859]        btrfs_start_delalloc_roots+0x194/0x2a0 [btrfs]
[ 8948.255408]        btrfs_commit_transaction+0x32f/0xc00 [btrfs]
[ 8948.255942]        btrfs_mksubvol+0x380/0x570 [btrfs]
[ 8948.256406]        btrfs_mksnapshot+0x81/0xb0 [btrfs]
[ 8948.256870]        __btrfs_ioctl_snap_create+0x17f/0x190 [btrfs]
[ 8948.257413]        btrfs_ioctl_snap_create_v2+0xbb/0x140 [btrfs]
[ 8948.257961]        btrfs_ioctl+0x1196/0x3630 [btrfs]
[ 8948.258418]        __x64_sys_ioctl+0x83/0xb0
[ 8948.258793]        do_syscall_64+0x3b/0xc0
[ 8948.259146]        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
[ 8948.259709]
               -> #1 (&fs_info->delalloc_root_mutex){+.+.}-{3:3}:
[ 8948.260330]        __mutex_lock+0x90/0x900
[ 8948.260692]        btrfs_start_delalloc_roots+0x97/0x2a0 [btrfs]
[ 8948.261234]        btrfs_commit_transaction+0x32f/0xc00 [btrfs]
[ 8948.261766]        btrfs_set_free_space_cache_v1_active+0x38/0x60 [btrfs]
[ 8948.262379]        btrfs_start_pre_rw_mount+0x119/0x180 [btrfs]
[ 8948.262909]        open_ctree+0x1511/0x171e [btrfs]
[ 8948.263359]        btrfs_mount_root.cold+0x12/0xde [btrfs]
[ 8948.263863]        legacy_get_tree+0x30/0x50
[ 8948.264242]        vfs_get_tree+0x28/0xc0
[ 8948.264594]        vfs_kern_mount.part.0+0x71/0xb0
[ 8948.265017]        btrfs_mount+0x11d/0x3a0 [btrfs]
[ 8948.265462]        legacy_get_tree+0x30/0x50
[ 8948.265851]        vfs_get_tree+0x28/0xc0
[ 8948.266203]        path_mount+0x2d4/0xbe0
[ 8948.266554]        __x64_sys_mount+0x103/0x140
[ 8948.266940]        do_syscall_64+0x3b/0xc0
[ 8948.267300]        entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
[ 8948.267790]
               -> #0 (sb_internal#2){.+.+}-{0:0}:
[ 8948.268322]        __lock_acquire+0x12e8/0x2260
[ 8948.268733]        lock_acquire+0xd7/0x310
[ 8948.269092]        start_transaction+0x44c/0x6e0 [btrfs]
[ 8948.269591]        find_free_extent+0x141e/0x1590 [btrfs]
[ 8948.270087]        btrfs_reserve_extent+0x14b/0x280 [btrfs]
[ 8948.270588]        cow_file_range+0x17e/0x490 [btrfs]
[ 8948.271051]        btrfs_run_delalloc_range+0x345/0x7a0 [btrfs]
[ 8948.271586]        writepage_delalloc+0xb5/0x170 [btrfs]
[ 8948.272071]        __extent_writepage+0x156/0x3c0 [btrfs]
[ 8948.272579]        extent_write_cache_pages+0x263/0x460 [btrfs]
[ 8948.273113]        extent_writepages+0x76/0x130 [btrfs]
[ 8948.273573]        do_writepages+0xd2/0x1c0
[ 8948.273942]        filemap_fdatawrite_wbc+0x68/0x90
[ 8948.274371]        start_delalloc_inodes+0x17f/0x400 [btrfs]
[ 8948.274876]        btrfs_start_delalloc_roots+0x194/0x2a0 [btrfs]
[ 8948.275417]        flush_space+0x1f2/0x630 [btrfs]
[ 8948.275863]        btrfs_async_reclaim_data_space+0x108/0x1b0 [btrfs]
[ 8948.276438]        process_one_work+0x252/0x5a0
[ 8948.276829]        worker_thread+0x55/0x3b0
[ 8948.277189]        kthread+0xf2/0x120
[ 8948.277506]        ret_from_fork+0x22/0x30
[ 8948.277868]
               other info that might help us debug this:

[ 8948.278548] Chain exists of:
                 sb_internal#2 --> &fs_info->delalloc_root_mutex --> &root->delalloc_mutex

[ 8948.279601]  Possible unsafe locking scenario:

[ 8948.280102]        CPU0                    CPU1
[ 8948.280508]        ----                    ----
[ 8948.280915]   lock(&root->delalloc_mutex);
[ 8948.281271]                                lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
[ 8948.281915]                                lock(&root->delalloc_mutex);
[ 8948.282487]   lock(sb_internal#2);
[ 8948.282800]
                *** DEADLOCK ***

[ 8948.283333] 4 locks held by kworker/u16:18/933570:
[ 8948.283750]  #0: ffff9b3dc00a9d48 ((wq_completion)events_unbound){+.+.}-{0:0}, at: process_one_work+0x1d2/0x5a0
[ 8948.284609]  #1: ffffa90349dafe70 ((work_completion)(&fs_info->async_data_reclaim_work)){+.+.}-{0:0}, at: process_one_work+0x1d2/0x5a0
[ 8948.285637]  #2: ffff9b3e14db5040 (&fs_info->delalloc_root_mutex){+.+.}-{3:3}, at: btrfs_start_delalloc_roots+0x97/0x2a0 [btrfs]
[ 8948.286674]  #3: ffff9b3e09c717d8 (&root->delalloc_mutex){+.+.}-{3:3}, at: start_delalloc_inodes+0x78/0x400 [btrfs]
[ 8948.287596]
              stack backtrace:
[ 8948.287975] CPU: 3 PID: 933570 Comm: kworker/u16:18 Not tainted 5.17.0-rc1-btrfs-next-111 #1
[ 8948.288677] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.14.0-0-g155821a1990b-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
[ 8948.289649] Workqueue: events_unbound btrfs_async_reclaim_data_space [btrfs]
[ 8948.290298] Call Trace:
[ 8948.290517]  <TASK>
[ 8948.290700]  dump_stack_lvl+0x59/0x73
[ 8948.291026]  check_noncircular+0xf3/0x110
[ 8948.291375]  ? start_transaction+0x228/0x6e0 [btrfs]
[ 8948.291826]  __lock_acquire+0x12e8/0x2260
[ 8948.292241]  lock_acquire+0xd7/0x310
[ 8948.292714]  ? find_free_extent+0x141e/0x1590 [btrfs]
[ 8948.293241]  ? lock_is_held_type+0xea/0x140
[ 8948.293601]  start_transaction+0x44c/0x6e0 [btrfs]
[ 8948.294055]  ? find_free_extent+0x141e/0x1590 [btrfs]
[ 8948.294518]  find_free_extent+0x141e/0x1590 [btrfs]
[ 8948.294957]  ? _raw_spin_unlock+0x29/0x40
[ 8948.295312]  ? btrfs_get_alloc_profile+0x124/0x290 [btrfs]
[ 8948.295813]  btrfs_reserve_extent+0x14b/0x280 [btrfs]
[ 8948.296270]  cow_file_range+0x17e/0x490 [btrfs]
[ 8948.296691]  btrfs_run_delalloc_range+0x345/0x7a0 [btrfs]
[ 8948.297175]  ? find_lock_delalloc_range+0x247/0x270 [btrfs]
[ 8948.297678]  writepage_delalloc+0xb5/0x170 [btrfs]
[ 8948.298123]  __extent_writepage+0x156/0x3c0 [btrfs]
[ 8948.298570]  extent_write_cache_pages+0x263/0x460 [btrfs]
[ 8948.299061]  extent_writepages+0x76/0x130 [btrfs]
[ 8948.299495]  do_writepages+0xd2/0x1c0
[ 8948.299817]  ? sched_clock_cpu+0xd/0x110
[ 8948.300160]  ? lock_release+0x155/0x4a0
[ 8948.300494]  filemap_fdatawrite_wbc+0x68/0x90
[ 8948.300874]  ? do_raw_spin_unlock+0x4b/0xa0
[ 8948.301243]  start_delalloc_inodes+0x17f/0x400 [btrfs]
[ 8948.301706]  ? lock_release+0x155/0x4a0
[ 8948.302055]  btrfs_start_delalloc_roots+0x194/0x2a0 [btrfs]
[ 8948.302564]  flush_space+0x1f2/0x630 [btrfs]
[ 8948.302970]  btrfs_async_reclaim_data_space+0x108/0x1b0 [btrfs]
[ 8948.303510]  process_one_work+0x252/0x5a0
[ 8948.303860]  ? process_one_work+0x5a0/0x5a0
[ 8948.304221]  worker_thread+0x55/0x3b0
[ 8948.304543]  ? process_one_work+0x5a0/0x5a0
[ 8948.304904]  kthread+0xf2/0x120
[ 8948.305184]  ? kthread_complete_and_exit+0x20/0x20
[ 8948.305598]  ret_from_fork+0x22/0x30
[ 8948.305921]  </TASK>

It all comes from the fact that btrfs_start_delalloc_roots() takes the
delalloc_root_mutex, in the transaction commit path we are holding a
read lock on one of the superblock's freeze semaphores (via
sb_start_intwrite()), the async reclaim task can also do a call to
btrfs_start_delalloc_roots(), which ends up triggering writeback with
calls to filemap_fdatawrite_wbc(), resulting in extent allocation which
in turn can call btrfs_start_transaction(), which will result in taking
the freeze semaphore via sb_start_intwrite(), forming a nasty dependency
on all those locks which can be taken in different orders by different
code paths.

So just adopt the simple approach of calling try_to_writeback_inodes_sb()
at btrfs_start_delalloc_flush().

Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/20220130005258.GA7465@cuci.nl/
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/43acc426-d683-d1b6-729d-c6bc4a2fff4d@gmail.com/
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/6833930a-08d7-6fbc-0141-eb9cdfd6bb4d@gmail.com/
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/20190322041731.GF16651@hungrycats.org/
Reviewed-by: Omar Sandoval <osandov@fb.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
[ add more link reports ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: don't try to defrag extents which are under writeback
Qu Wenruo [Tue, 8 Feb 2022 06:54:05 +0000 (14:54 +0800)]
btrfs: defrag: don't try to defrag extents which are under writeback

Once we start writeback (have called btrfs_run_delalloc_range()), we
allocate an extent, create an extent map point to that extent, with a
generation of (u64)-1, created the ordered extent and then clear the
DELALLOC bit from the range in the inode's io tree.

Such extent map can pass the first call of defrag_collect_targets(), as
its generation is (u64)-1, meets any possible minimal generation check.
And the range will not have DELALLOC bit, also passing the DELALLOC bit
check.

It will only be re-checked in the second call of
defrag_collect_targets(), which will wait for writeback.

But at that stage we have already spent our time waiting for some IO we
may or may not want to defrag.

Let's reject such extents early so we won't waste our time.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: don't hold CPU for too long when defragging a file
Qu Wenruo [Sun, 30 Jan 2022 12:53:15 +0000 (20:53 +0800)]
btrfs: don't hold CPU for too long when defragging a file

There is a user report about "btrfs filesystem defrag" causing 120s
timeout problem.

For btrfs_defrag_file() it will iterate all file extents if called from
defrag ioctl, thus it can take a long time.

There is no reason not to release the CPU during such a long operation.

Add cond_resched() after defragged one cluster.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/10e51417-2203-f0a4-2021-86c8511cc367@gmx.com
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: skip reserved bytes warning on unmount after log cleanup failure
Filipe Manana [Tue, 18 Jan 2022 13:39:34 +0000 (13:39 +0000)]
btrfs: skip reserved bytes warning on unmount after log cleanup failure

After the recent changes made by commit 8b05d353b9057b ("btrfs: clear
extent buffer uptodate when we fail to write it") and its followup fix,
commit 39f8b4bbd23c13 ("btrfs: check WRITE_ERR when trying to read an
extent buffer"), we can now end up not cleaning up space reservations of
log tree extent buffers after a transaction abort happens, as well as not
cleaning up still dirty extent buffers.

This happens because if writeback for a log tree extent buffer failed,
then we have cleared the bit EXTENT_BUFFER_UPTODATE from the extent buffer
and we have also set the bit EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR on it. Later on,
when trying to free the log tree with free_log_tree(), which iterates
over the tree, we can end up getting an -EIO error when trying to read
a node or a leaf, since read_extent_buffer_pages() returns -EIO if an
extent buffer does not have EXTENT_BUFFER_UPTODATE set and has the
EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR bit set. Getting that -EIO means that we return
immediately as we can not iterate over the entire tree.

In that case we never update the reserved space for an extent buffer in
the respective block group and space_info object.

When this happens we get the following traces when unmounting the fs:

[174957.284509] BTRFS: error (device dm-0) in cleanup_transaction:1913: errno=-5 IO failure
[174957.286497] BTRFS: error (device dm-0) in free_log_tree:3420: errno=-5 IO failure
[174957.399379] ------------[ cut here ]------------
[174957.402497] WARNING: CPU: 2 PID: 3206883 at fs/btrfs/block-group.c:127 btrfs_put_block_group+0x77/0xb0 [btrfs]
[174957.407523] Modules linked in: btrfs overlay dm_zero (...)
[174957.424917] CPU: 2 PID: 3206883 Comm: umount Tainted: G        W         5.16.0-rc5-btrfs-next-109 #1
[174957.426689] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.14.0-0-g155821a1990b-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
[174957.428716] RIP: 0010:btrfs_put_block_group+0x77/0xb0 [btrfs]
[174957.429717] Code: 21 48 8b bd (...)
[174957.432867] RSP: 0018:ffffb70d41cffdd0 EFLAGS: 00010206
[174957.433632] RAX: 0000000000000001 RBX: ffff8b09c3848000 RCX: ffff8b0758edd1c8
[174957.434689] RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffffc0b467e7 RDI: ffff8b0758edd000
[174957.436068] RBP: ffff8b0758edd000 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
[174957.437114] R10: 0000000000000246 R11: 0000000000000000 R12: ffff8b09c3848148
[174957.438140] R13: ffff8b09c3848198 R14: ffff8b0758edd188 R15: dead000000000100
[174957.439317] FS:  00007f328fb82800(0000) GS:ffff8b0a2d200000(0000) knlGS:0000000000000000
[174957.440402] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[174957.441164] CR2: 00007fff13563e98 CR3: 0000000404f4e005 CR4: 0000000000370ee0
[174957.442117] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
[174957.443076] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
[174957.443948] Call Trace:
[174957.444264]  <TASK>
[174957.444538]  btrfs_free_block_groups+0x255/0x3c0 [btrfs]
[174957.445238]  close_ctree+0x301/0x357 [btrfs]
[174957.445803]  ? call_rcu+0x16c/0x290
[174957.446250]  generic_shutdown_super+0x74/0x120
[174957.446832]  kill_anon_super+0x14/0x30
[174957.447305]  btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
[174957.447890]  deactivate_locked_super+0x31/0xa0
[174957.448440]  cleanup_mnt+0x147/0x1c0
[174957.448888]  task_work_run+0x5c/0xa0
[174957.449336]  exit_to_user_mode_prepare+0x1e5/0x1f0
[174957.449934]  syscall_exit_to_user_mode+0x16/0x40
[174957.450512]  do_syscall_64+0x48/0xc0
[174957.450980]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
[174957.451605] RIP: 0033:0x7f328fdc4a97
[174957.452059] Code: 03 0c 00 f7 (...)
[174957.454320] RSP: 002b:00007fff13564ec8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
[174957.455262] RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f328feea264 RCX: 00007f328fdc4a97
[174957.456131] RDX: 0000000000000000 RSI: 0000000000000000 RDI: 0000560b8ae51dd0
[174957.457118] RBP: 0000560b8ae51ba0 R08: 0000000000000000 R09: 00007fff13563c40
[174957.458005] R10: 00007f328fe49fc0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
[174957.459113] R13: 0000560b8ae51dd0 R14: 0000560b8ae51cb0 R15: 0000000000000000
[174957.460193]  </TASK>
[174957.460534] irq event stamp: 0
[174957.461003] hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
[174957.461947] hardirqs last disabled at (0): [<ffffffffb0e94214>] copy_process+0x934/0x2040
[174957.463147] softirqs last  enabled at (0): [<ffffffffb0e94214>] copy_process+0x934/0x2040
[174957.465116] softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
[174957.466323] ---[ end trace bc7ee0c490bce3af ]---
[174957.467282] ------------[ cut here ]------------
[174957.468184] WARNING: CPU: 2 PID: 3206883 at fs/btrfs/block-group.c:3976 btrfs_free_block_groups+0x330/0x3c0 [btrfs]
[174957.470066] Modules linked in: btrfs overlay dm_zero (...)
[174957.483137] CPU: 2 PID: 3206883 Comm: umount Tainted: G        W         5.16.0-rc5-btrfs-next-109 #1
[174957.484691] Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.14.0-0-g155821a1990b-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
[174957.486853] RIP: 0010:btrfs_free_block_groups+0x330/0x3c0 [btrfs]
[174957.488050] Code: 00 00 00 ad de (...)
[174957.491479] RSP: 0018:ffffb70d41cffde0 EFLAGS: 00010206
[174957.492520] RAX: ffff8b08d79310b0 RBX: ffff8b09c3848000 RCX: 0000000000000000
[174957.493868] RDX: 0000000000000001 RSI: fffff443055ee600 RDI: ffffffffb1131846
[174957.495183] RBP: ffff8b08d79310b0 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
[174957.496580] R10: 0000000000000001 R11: 0000000000000000 R12: ffff8b08d7931000
[174957.498027] R13: ffff8b09c38492b0 R14: dead000000000122 R15: dead000000000100
[174957.499438] FS:  00007f328fb82800(0000) GS:ffff8b0a2d200000(0000) knlGS:0000000000000000
[174957.500990] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[174957.502117] CR2: 00007fff13563e98 CR3: 0000000404f4e005 CR4: 0000000000370ee0
[174957.503513] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
[174957.504864] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
[174957.506167] Call Trace:
[174957.506654]  <TASK>
[174957.507047]  close_ctree+0x301/0x357 [btrfs]
[174957.507867]  ? call_rcu+0x16c/0x290
[174957.508567]  generic_shutdown_super+0x74/0x120
[174957.509447]  kill_anon_super+0x14/0x30
[174957.510194]  btrfs_kill_super+0x12/0x20 [btrfs]
[174957.511123]  deactivate_locked_super+0x31/0xa0
[174957.511976]  cleanup_mnt+0x147/0x1c0
[174957.512610]  task_work_run+0x5c/0xa0
[174957.513309]  exit_to_user_mode_prepare+0x1e5/0x1f0
[174957.514231]  syscall_exit_to_user_mode+0x16/0x40
[174957.515069]  do_syscall_64+0x48/0xc0
[174957.515718]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
[174957.516688] RIP: 0033:0x7f328fdc4a97
[174957.517413] Code: 03 0c 00 f7 d8 (...)
[174957.521052] RSP: 002b:00007fff13564ec8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
[174957.522514] RAX: 0000000000000000 RBX: 00007f328feea264 RCX: 00007f328fdc4a97
[174957.523950] RDX: 0000000000000000 RSI: 0000000000000000 RDI: 0000560b8ae51dd0
[174957.525375] RBP: 0000560b8ae51ba0 R08: 0000000000000000 R09: 00007fff13563c40
[174957.526763] R10: 00007f328fe49fc0 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000000
[174957.528058] R13: 0000560b8ae51dd0 R14: 0000560b8ae51cb0 R15: 0000000000000000
[174957.529404]  </TASK>
[174957.529843] irq event stamp: 0
[174957.530256] hardirqs last  enabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
[174957.531061] hardirqs last disabled at (0): [<ffffffffb0e94214>] copy_process+0x934/0x2040
[174957.532075] softirqs last  enabled at (0): [<ffffffffb0e94214>] copy_process+0x934/0x2040
[174957.533083] softirqs last disabled at (0): [<0000000000000000>] 0x0
[174957.533865] ---[ end trace bc7ee0c490bce3b0 ]---
[174957.534452] BTRFS info (device dm-0): space_info 4 has 1070841856 free, is not full
[174957.535404] BTRFS info (device dm-0): space_info total=1073741824, used=2785280, pinned=0, reserved=49152, may_use=0, readonly=65536 zone_unusable=0
[174957.537029] BTRFS info (device dm-0): global_block_rsv: size 0 reserved 0
[174957.537859] BTRFS info (device dm-0): trans_block_rsv: size 0 reserved 0
[174957.538697] BTRFS info (device dm-0): chunk_block_rsv: size 0 reserved 0
[174957.539552] BTRFS info (device dm-0): delayed_block_rsv: size 0 reserved 0
[174957.540403] BTRFS info (device dm-0): delayed_refs_rsv: size 0 reserved 0

This also means that in case we have log tree extent buffers that are
still dirty, we can end up not cleaning them up in case we find an
extent buffer with EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR set on it, as in that case
we have no way for iterating over the rest of the tree.

This issue is very often triggered with test cases generic/475 and
generic/648 from fstests.

The issue could almost be fixed by iterating over the io tree attached to
each log root which keeps tracks of the range of allocated extent buffers,
log_root->dirty_log_pages, however that does not work and has some
inconveniences:

1) After we sync the log, we clear the range of the extent buffers from
   the io tree, so we can't find them after writeback. We could keep the
   ranges in the io tree, with a separate bit to signal they represent
   extent buffers already written, but that means we need to hold into
   more memory until the transaction commits.

   How much more memory is used depends a lot on whether we are able to
   allocate contiguous extent buffers on disk (and how often) for a log
   tree - if we are able to, then a single extent state record can
   represent multiple extent buffers, otherwise we need multiple extent
   state record structures to track each extent buffer.
   In fact, my earlier approach did that:

   https://lore.kernel.org/linux-btrfs/3aae7c6728257c7ce2279d6660ee2797e5e34bbd.1641300250.git.fdmanana@suse.com/

   However that can cause a very significant negative impact on
   performance, not only due to the extra memory usage but also because
   we get a larger and deeper dirty_log_pages io tree.
   We got a report that, on beefy machines at least, we can get such
   performance drop with fsmark for example:

   https://lore.kernel.org/linux-btrfs/20220117082426.GE32491@xsang-OptiPlex-9020/

2) We would be doing it only to deal with an unexpected and exceptional
   case, which is basically failure to read an extent buffer from disk
   due to IO failures. On a healthy system we don't expect transaction
   aborts to happen after all;

3) Instead of relying on iterating the log tree or tracking the ranges
   of extent buffers in the dirty_log_pages io tree, using the radix
   tree that tracks extent buffers (fs_info->buffer_radix) to find all
   log tree extent buffers is not reliable either, because after writeback
   of an extent buffer it can be evicted from memory by the release page
   callback of the btree inode (btree_releasepage()).

Since there's no way to be able to properly cleanup a log tree without
being able to read its extent buffers from disk and without using more
memory to track the logical ranges of the allocated extent buffers do
the following:

1) When we fail to cleanup a log tree, setup a flag that indicates that
   failure;

2) Trigger writeback of all log tree extent buffers that are still dirty,
   and wait for the writeback to complete. This is just to cleanup their
   state, page states, page leaks, etc;

3) When unmounting the fs, ignore if the number of bytes reserved in a
   block group and in a space_info is not 0 if, and only if, we failed to
   cleanup a log tree. Also ignore only for metadata block groups and the
   metadata space_info object.

This is far from a perfect solution, but it serves to silence test
failures such as those from generic/475 and generic/648. However having
a non-zero value for the reserved bytes counters on unmount after a
transaction abort, is not such a terrible thing and it's completely
harmless, it does not affect the filesystem integrity in any way.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix use of uninitialized variable at rm device ioctl
Tom Rix [Fri, 21 Jan 2022 13:45:22 +0000 (05:45 -0800)]
btrfs: fix use of uninitialized variable at rm device ioctl

Clang static analysis reports this problem
ioctl.c:3333:8: warning: 3rd function call argument is an
  uninitialized value
    ret = exclop_start_or_cancel_reloc(fs_info,

cancel is only set in one branch of an if-check and is always used.  So
initialize to false.

Fixes: 9417d7f2fb0e ("btrfs: use btrfs_get_dev_args_from_path in dev removal ioctls")
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Signed-off-by: Tom Rix <trix@redhat.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix use-after-free after failure to create a snapshot
Filipe Manana [Fri, 21 Jan 2022 15:44:39 +0000 (15:44 +0000)]
btrfs: fix use-after-free after failure to create a snapshot

At ioctl.c:create_snapshot(), we allocate a pending snapshot structure and
then attach it to the transaction's list of pending snapshots. After that
we call btrfs_commit_transaction(), and if that returns an error we jump
to 'fail' label, where we kfree() the pending snapshot structure. This can
result in a later use-after-free of the pending snapshot:

1) We allocated the pending snapshot and added it to the transaction's
   list of pending snapshots;

2) We call btrfs_commit_transaction(), and it fails either at the first
   call to btrfs_run_delayed_refs() or btrfs_start_dirty_block_groups().
   In both cases, we don't abort the transaction and we release our
   transaction handle. We jump to the 'fail' label and free the pending
   snapshot structure. We return with the pending snapshot still in the
   transaction's list;

3) Another task commits the transaction. This time there's no error at
   all, and then during the transaction commit it accesses a pointer
   to the pending snapshot structure that the snapshot creation task
   has already freed, resulting in a user-after-free.

This issue could actually be detected by smatch, which produced the
following warning:

  fs/btrfs/ioctl.c:843 create_snapshot() warn: '&pending_snapshot->list' not removed from list

So fix this by not having the snapshot creation ioctl directly add the
pending snapshot to the transaction's list. Instead add the pending
snapshot to the transaction handle, and then at btrfs_commit_transaction()
we add the snapshot to the list only when we can guarantee that any error
returned after that point will result in a transaction abort, in which
case the ioctl code can safely free the pending snapshot and no one can
access it anymore.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.10+
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: tree-checker: check item_size for dev_item
Su Yue [Fri, 21 Jan 2022 09:33:35 +0000 (17:33 +0800)]
btrfs: tree-checker: check item_size for dev_item

Check item size before accessing the device item to avoid out of bound
access, similar to inode_item check.

Signed-off-by: Su Yue <l@damenly.su>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: tree-checker: check item_size for inode_item
Su Yue [Fri, 21 Jan 2022 09:33:34 +0000 (17:33 +0800)]
btrfs: tree-checker: check item_size for inode_item

while mounting the crafted image, out-of-bounds access happens:

  [350.429619] UBSAN: array-index-out-of-bounds in fs/btrfs/struct-funcs.c:161:1
  [350.429636] index 1048096 is out of range for type 'page *[16]'
  [350.429650] CPU: 0 PID: 9 Comm: kworker/u8:1 Not tainted 5.16.0-rc4 #1
  [350.429652] Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 1.13.0-1ubuntu1.1 04/01/2014
  [350.429653] Workqueue: btrfs-endio-meta btrfs_work_helper [btrfs]
  [350.429772] Call Trace:
  [350.429774]  <TASK>
  [350.429776]  dump_stack_lvl+0x47/0x5c
  [350.429780]  ubsan_epilogue+0x5/0x50
  [350.429786]  __ubsan_handle_out_of_bounds+0x66/0x70
  [350.429791]  btrfs_get_16+0xfd/0x120 [btrfs]
  [350.429832]  check_leaf+0x754/0x1a40 [btrfs]
  [350.429874]  ? filemap_read+0x34a/0x390
  [350.429878]  ? load_balance+0x175/0xfc0
  [350.429881]  validate_extent_buffer+0x244/0x310 [btrfs]
  [350.429911]  btrfs_validate_metadata_buffer+0xf8/0x100 [btrfs]
  [350.429935]  end_bio_extent_readpage+0x3af/0x850 [btrfs]
  [350.429969]  ? newidle_balance+0x259/0x480
  [350.429972]  end_workqueue_fn+0x29/0x40 [btrfs]
  [350.429995]  btrfs_work_helper+0x71/0x330 [btrfs]
  [350.430030]  ? __schedule+0x2fb/0xa40
  [350.430033]  process_one_work+0x1f6/0x400
  [350.430035]  ? process_one_work+0x400/0x400
  [350.430036]  worker_thread+0x2d/0x3d0
  [350.430037]  ? process_one_work+0x400/0x400
  [350.430038]  kthread+0x165/0x190
  [350.430041]  ? set_kthread_struct+0x40/0x40
  [350.430043]  ret_from_fork+0x1f/0x30
  [350.430047]  </TASK>
  [350.430077] BTRFS warning (device loop0): bad eb member start: ptr 0xffe20f4e start 20975616 member offset 4293005178 size 2

check_leaf() is checking the leaf:

  corrupt leaf: root=4 block=29396992 slot=1, bad key order, prev (16140901064495857664 1 0) current (1 204 12582912)
  leaf 29396992 items 6 free space 3565 generation 6 owner DEV_TREE
  leaf 29396992 flags 0x1(WRITTEN) backref revision 1
  fs uuid a62e00e8-e94e-4200-8217-12444de93c2e
  chunk uuid cecbd0f7-9ca0-441e-ae9f-f782f9732bd8
  item 0 key (16140901064495857664 INODE_ITEM 0) itemoff 3955 itemsize 40
  generation 0 transid 0 size 0 nbytes 17592186044416
  block group 0 mode 52667 links 33 uid 0 gid 2104132511 rdev 94223634821136
  sequence 100305 flags 0x2409000(none)
  atime 0.0 (1970-01-01 08:00:00)
  ctime 2973280098083405823.4294967295 (-269783007-01-01 21:37:03)
  mtime 18446744071572723616.4026825121 (1902-04-16 12:40:00)
  otime 9249929404488876031.4294967295 (622322949-04-16 04:25:58)
  item 1 key (1 DEV_EXTENT 12582912) itemoff 3907 itemsize 48
  dev extent chunk_tree 3
  chunk_objectid 256 chunk_offset 12582912 length 8388608
  chunk_tree_uuid cecbd0f7-9ca0-441e-ae9f-f782f9732bd8

The corrupted leaf of device tree has an inode item. The leaf passed
checksum and others checks in validate_extent_buffer until check_leaf_item().
Because of the key type BTRFS_INODE_ITEM, check_inode_item() is called even we
are in the device tree. Since the
item offset + sizeof(struct btrfs_inode_item) > eb->len, out-of-bounds access
is triggered.

The item end vs leaf boundary check has been done before
check_leaf_item(), so fix it by checking item size in check_inode_item()
before access of the inode item in extent buffer.

Other check functions except check_dev_item() in check_leaf_item()
have their item size checks.
The commit for check_dev_item() is followed.

No regression observed during running fstests.

Bugzilla: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=215299
CC: stable@vger.kernel.org # 5.10+
CC: Wenqing Liu <wenqingliu0120@gmail.com>
Signed-off-by: Su Yue <l@damenly.su>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix deadlock between quota disable and qgroup rescan worker
Shin'ichiro Kawasaki [Thu, 20 Jan 2022 11:09:16 +0000 (20:09 +0900)]
btrfs: fix deadlock between quota disable and qgroup rescan worker

Quota disable ioctl starts a transaction before waiting for the qgroup
rescan worker completes. However, this wait can be infinite and results
in deadlock because of circular dependency among the quota disable
ioctl, the qgroup rescan worker and the other task with transaction such
as block group relocation task.

The deadlock happens with the steps following:

1) Task A calls ioctl to disable quota. It starts a transaction and
   waits for qgroup rescan worker completes.
2) Task B such as block group relocation task starts a transaction and
   joins to the transaction that task A started. Then task B commits to
   the transaction. In this commit, task B waits for a commit by task A.
3) Task C as the qgroup rescan worker starts its job and starts a
   transaction. In this transaction start, task C waits for completion
   of the transaction that task A started and task B committed.

This deadlock was found with fstests test case btrfs/115 and a zoned
null_blk device. The test case enables and disables quota, and the
block group reclaim was triggered during the quota disable by chance.
The deadlock was also observed by running quota enable and disable in
parallel with 'btrfs balance' command on regular null_blk devices.

An example report of the deadlock:

  [372.469894] INFO: task kworker/u16:6:103 blocked for more than 122 seconds.
  [372.479944]       Not tainted 5.16.0-rc8 #7
  [372.485067] "echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_timeout_secs" disables this message.
  [372.493898] task:kworker/u16:6   state:D stack:    0 pid:  103 ppid:     2 flags:0x00004000
  [372.503285] Workqueue: btrfs-qgroup-rescan btrfs_work_helper [btrfs]
  [372.510782] Call Trace:
  [372.514092]  <TASK>
  [372.521684]  __schedule+0xb56/0x4850
  [372.530104]  ? io_schedule_timeout+0x190/0x190
  [372.538842]  ? lockdep_hardirqs_on+0x7e/0x100
  [372.547092]  ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3e/0x60
  [372.555591]  schedule+0xe0/0x270
  [372.561894]  btrfs_commit_transaction+0x18bb/0x2610 [btrfs]
  [372.570506]  ? btrfs_apply_pending_changes+0x50/0x50 [btrfs]
  [372.578875]  ? free_unref_page+0x3f2/0x650
  [372.585484]  ? finish_wait+0x270/0x270
  [372.591594]  ? release_extent_buffer+0x224/0x420 [btrfs]
  [372.599264]  btrfs_qgroup_rescan_worker+0xc13/0x10c0 [btrfs]
  [372.607157]  ? lock_release+0x3a9/0x6d0
  [372.613054]  ? btrfs_qgroup_account_extent+0xda0/0xda0 [btrfs]
  [372.620960]  ? do_raw_spin_lock+0x11e/0x250
  [372.627137]  ? rwlock_bug.part.0+0x90/0x90
  [372.633215]  ? lock_is_held_type+0xe4/0x140
  [372.639404]  btrfs_work_helper+0x1ae/0xa90 [btrfs]
  [372.646268]  process_one_work+0x7e9/0x1320
  [372.652321]  ? lock_release+0x6d0/0x6d0
  [372.658081]  ? pwq_dec_nr_in_flight+0x230/0x230
  [372.664513]  ? rwlock_bug.part.0+0x90/0x90
  [372.670529]  worker_thread+0x59e/0xf90
  [372.676172]  ? process_one_work+0x1320/0x1320
  [372.682440]  kthread+0x3b9/0x490
  [372.687550]  ? _raw_spin_unlock_irq+0x24/0x50
  [372.693811]  ? set_kthread_struct+0x100/0x100
  [372.700052]  ret_from_fork+0x22/0x30
  [372.705517]  </TASK>
  [372.709747] INFO: task btrfs-transacti:2347 blocked for more than 123 seconds.
  [372.729827]       Not tainted 5.16.0-rc8 #7
  [372.745907] "echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_timeout_secs" disables this message.
  [372.767106] task:btrfs-transacti state:D stack:    0 pid: 2347 ppid:     2 flags:0x00004000
  [372.787776] Call Trace:
  [372.801652]  <TASK>
  [372.812961]  __schedule+0xb56/0x4850
  [372.830011]  ? io_schedule_timeout+0x190/0x190
  [372.852547]  ? lockdep_hardirqs_on+0x7e/0x100
  [372.871761]  ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3e/0x60
  [372.886792]  schedule+0xe0/0x270
  [372.901685]  wait_current_trans+0x22c/0x310 [btrfs]
  [372.919743]  ? btrfs_put_transaction+0x3d0/0x3d0 [btrfs]
  [372.938923]  ? finish_wait+0x270/0x270
  [372.959085]  ? join_transaction+0xc75/0xe30 [btrfs]
  [372.977706]  start_transaction+0x938/0x10a0 [btrfs]
  [372.997168]  transaction_kthread+0x19d/0x3c0 [btrfs]
  [373.013021]  ? btrfs_cleanup_transaction.isra.0+0xfc0/0xfc0 [btrfs]
  [373.031678]  kthread+0x3b9/0x490
  [373.047420]  ? _raw_spin_unlock_irq+0x24/0x50
  [373.064645]  ? set_kthread_struct+0x100/0x100
  [373.078571]  ret_from_fork+0x22/0x30
  [373.091197]  </TASK>
  [373.105611] INFO: task btrfs:3145 blocked for more than 123 seconds.
  [373.114147]       Not tainted 5.16.0-rc8 #7
  [373.120401] "echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_timeout_secs" disables this message.
  [373.130393] task:btrfs           state:D stack:    0 pid: 3145 ppid:  3141 flags:0x00004000
  [373.140998] Call Trace:
  [373.145501]  <TASK>
  [373.149654]  __schedule+0xb56/0x4850
  [373.155306]  ? io_schedule_timeout+0x190/0x190
  [373.161965]  ? lockdep_hardirqs_on+0x7e/0x100
  [373.168469]  ? _raw_spin_unlock_irqrestore+0x3e/0x60
  [373.175468]  schedule+0xe0/0x270
  [373.180814]  wait_for_commit+0x104/0x150 [btrfs]
  [373.187643]  ? test_and_set_bit+0x20/0x20 [btrfs]
  [373.194772]  ? kmem_cache_free+0x124/0x550
  [373.201191]  ? btrfs_put_transaction+0x69/0x3d0 [btrfs]
  [373.208738]  ? finish_wait+0x270/0x270
  [373.214704]  ? __btrfs_end_transaction+0x347/0x7b0 [btrfs]
  [373.222342]  btrfs_commit_transaction+0x44d/0x2610 [btrfs]
  [373.230233]  ? join_transaction+0x255/0xe30 [btrfs]
  [373.237334]  ? btrfs_record_root_in_trans+0x4d/0x170 [btrfs]
  [373.245251]  ? btrfs_apply_pending_changes+0x50/0x50 [btrfs]
  [373.253296]  relocate_block_group+0x105/0xc20 [btrfs]
  [373.260533]  ? mutex_lock_io_nested+0x1270/0x1270
  [373.267516]  ? btrfs_wait_nocow_writers+0x85/0x180 [btrfs]
  [373.275155]  ? merge_reloc_roots+0x710/0x710 [btrfs]
  [373.283602]  ? btrfs_wait_ordered_extents+0xd30/0xd30 [btrfs]
  [373.291934]  ? kmem_cache_free+0x124/0x550
  [373.298180]  btrfs_relocate_block_group+0x35c/0x930 [btrfs]
  [373.306047]  btrfs_relocate_chunk+0x85/0x210 [btrfs]
  [373.313229]  btrfs_balance+0x12f4/0x2d20 [btrfs]
  [373.320227]  ? lock_release+0x3a9/0x6d0
  [373.326206]  ? btrfs_relocate_chunk+0x210/0x210 [btrfs]
  [373.333591]  ? lock_is_held_type+0xe4/0x140
  [373.340031]  ? rcu_read_lock_sched_held+0x3f/0x70
  [373.346910]  btrfs_ioctl_balance+0x548/0x700 [btrfs]
  [373.354207]  btrfs_ioctl+0x7f2/0x71b0 [btrfs]
  [373.360774]  ? lockdep_hardirqs_on_prepare+0x410/0x410
  [373.367957]  ? lockdep_hardirqs_on_prepare+0x410/0x410
  [373.375327]  ? btrfs_ioctl_get_supported_features+0x20/0x20 [btrfs]
  [373.383841]  ? find_held_lock+0x2c/0x110
  [373.389993]  ? lock_release+0x3a9/0x6d0
  [373.395828]  ? mntput_no_expire+0xf7/0xad0
  [373.402083]  ? lock_is_held_type+0xe4/0x140
  [373.408249]  ? vfs_fileattr_set+0x9f0/0x9f0
  [373.414486]  ? selinux_file_ioctl+0x349/0x4e0
  [373.420938]  ? trace_raw_output_lock+0xb4/0xe0
  [373.427442]  ? selinux_inode_getsecctx+0x80/0x80
  [373.434224]  ? lockdep_hardirqs_on+0x7e/0x100
  [373.440660]  ? force_qs_rnp+0x2a0/0x6b0
  [373.446534]  ? lock_is_held_type+0x9b/0x140
  [373.452763]  ? __blkcg_punt_bio_submit+0x1b0/0x1b0
  [373.459732]  ? security_file_ioctl+0x50/0x90
  [373.466089]  __x64_sys_ioctl+0x127/0x190
  [373.472022]  do_syscall_64+0x3b/0x90
  [373.477513]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
  [373.484823] RIP: 0033:0x7f8f4af7e2bb
  [373.490493] RSP: 002b:00007ffcbf936178 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 0000000000000010
  [373.500197] RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000000000000003 RCX: 00007f8f4af7e2bb
  [373.509451] RDX: 00007ffcbf936220 RSI: 00000000c4009420 RDI: 0000000000000003
  [373.518659] RBP: 00007ffcbf93774a R08: 0000000000000013 R09: 00007f8f4b02d4e0
  [373.527872] R10: 00007f8f4ae87740 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000001
  [373.537222] R13: 00007ffcbf936220 R14: 0000000000000000 R15: 0000000000000002
  [373.546506]  </TASK>
  [373.550878] INFO: task btrfs:3146 blocked for more than 123 seconds.
  [373.559383]       Not tainted 5.16.0-rc8 #7
  [373.565748] "echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_timeout_secs" disables this message.
  [373.575748] task:btrfs           state:D stack:    0 pid: 3146 ppid:  2168 flags:0x00000000
  [373.586314] Call Trace:
  [373.590846]  <TASK>
  [373.595121]  __schedule+0xb56/0x4850
  [373.600901]  ? __lock_acquire+0x23db/0x5030
  [373.607176]  ? io_schedule_timeout+0x190/0x190
  [373.613954]  schedule+0xe0/0x270
  [373.619157]  schedule_timeout+0x168/0x220
  [373.625170]  ? usleep_range_state+0x150/0x150
  [373.631653]  ? mark_held_locks+0x9e/0xe0
  [373.637767]  ? do_raw_spin_lock+0x11e/0x250
  [373.643993]  ? lockdep_hardirqs_on_prepare+0x17b/0x410
  [373.651267]  ? _raw_spin_unlock_irq+0x24/0x50
  [373.657677]  ? lockdep_hardirqs_on+0x7e/0x100
  [373.664103]  wait_for_completion+0x163/0x250
  [373.670437]  ? bit_wait_timeout+0x160/0x160
  [373.676585]  btrfs_quota_disable+0x176/0x9a0 [btrfs]
  [373.683979]  ? btrfs_quota_enable+0x12f0/0x12f0 [btrfs]
  [373.691340]  ? down_write+0xd0/0x130
  [373.696880]  ? down_write_killable+0x150/0x150
  [373.703352]  btrfs_ioctl+0x3945/0x71b0 [btrfs]
  [373.710061]  ? find_held_lock+0x2c/0x110
  [373.716192]  ? lock_release+0x3a9/0x6d0
  [373.722047]  ? __handle_mm_fault+0x23cd/0x3050
  [373.728486]  ? btrfs_ioctl_get_supported_features+0x20/0x20 [btrfs]
  [373.737032]  ? set_pte+0x6a/0x90
  [373.742271]  ? do_raw_spin_unlock+0x55/0x1f0
  [373.748506]  ? lock_is_held_type+0xe4/0x140
  [373.754792]  ? vfs_fileattr_set+0x9f0/0x9f0
  [373.761083]  ? selinux_file_ioctl+0x349/0x4e0
  [373.767521]  ? selinux_inode_getsecctx+0x80/0x80
  [373.774247]  ? __up_read+0x182/0x6e0
  [373.780026]  ? count_memcg_events.constprop.0+0x46/0x60
  [373.787281]  ? up_write+0x460/0x460
  [373.792932]  ? security_file_ioctl+0x50/0x90
  [373.799232]  __x64_sys_ioctl+0x127/0x190
  [373.805237]  do_syscall_64+0x3b/0x90
  [373.810947]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
  [373.818102] RIP: 0033:0x7f1383ea02bb
  [373.823847] RSP: 002b:00007fffeb4d71f8 EFLAGS: 00000202 ORIG_RAX: 0000000000000010
  [373.833641] RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000000000000000 RCX: 00007f1383ea02bb
  [373.842961] RDX: 00007fffeb4d7210 RSI: 00000000c0109428 RDI: 0000000000000003
  [373.852179] RBP: 0000000000000003 R08: 0000000000000003 R09: 0000000000000078
  [373.861408] R10: 00007f1383daec78 R11: 0000000000000202 R12: 00007fffeb4d874a
  [373.870647] R13: 0000000000493099 R14: 0000000000000001 R15: 0000000000000000
  [373.879838]  </TASK>
  [373.884018]
               Showing all locks held in the system:
  [373.894250] 3 locks held by kworker/4:1/58:
  [373.900356] 1 lock held by khungtaskd/63:
  [373.906333]  #0: ffffffff8945ff60 (rcu_read_lock){....}-{1:2}, at: debug_show_all_locks+0x53/0x260
  [373.917307] 3 locks held by kworker/u16:6/103:
  [373.923938]  #0: ffff888127b4f138 ((wq_completion)btrfs-qgroup-rescan){+.+.}-{0:0}, at: process_one_work+0x712/0x1320
  [373.936555]  #1: ffff88810b817dd8 ((work_completion)(&work->normal_work)){+.+.}-{0:0}, at: process_one_work+0x73f/0x1320
  [373.951109]  #2: ffff888102dd4650 (sb_internal#2){.+.+}-{0:0}, at: btrfs_qgroup_rescan_worker+0x1f6/0x10c0 [btrfs]
  [373.964027] 2 locks held by less/1803:
  [373.969982]  #0: ffff88813ed56098 (&tty->ldisc_sem){++++}-{0:0}, at: tty_ldisc_ref_wait+0x24/0x80
  [373.981295]  #1: ffffc90000b3b2e8 (&ldata->atomic_read_lock){+.+.}-{3:3}, at: n_tty_read+0x9e2/0x1060
  [373.992969] 1 lock held by btrfs-transacti/2347:
  [373.999893]  #0: ffff88813d4887a8 (&fs_info->transaction_kthread_mutex){+.+.}-{3:3}, at: transaction_kthread+0xe3/0x3c0 [btrfs]
  [374.015872] 3 locks held by btrfs/3145:
  [374.022298]  #0: ffff888102dd4460 (sb_writers#18){.+.+}-{0:0}, at: btrfs_ioctl_balance+0xc3/0x700 [btrfs]
  [374.034456]  #1: ffff88813d48a0a0 (&fs_info->reclaim_bgs_lock){+.+.}-{3:3}, at: btrfs_balance+0xfe5/0x2d20 [btrfs]
  [374.047646]  #2: ffff88813d488838 (&fs_info->cleaner_mutex){+.+.}-{3:3}, at: btrfs_relocate_block_group+0x354/0x930 [btrfs]
  [374.063295] 4 locks held by btrfs/3146:
  [374.069647]  #0: ffff888102dd4460 (sb_writers#18){.+.+}-{0:0}, at: btrfs_ioctl+0x38b1/0x71b0 [btrfs]
  [374.081601]  #1: ffff88813d488bb8 (&fs_info->subvol_sem){+.+.}-{3:3}, at: btrfs_ioctl+0x38fd/0x71b0 [btrfs]
  [374.094283]  #2: ffff888102dd4650 (sb_internal#2){.+.+}-{0:0}, at: btrfs_quota_disable+0xc8/0x9a0 [btrfs]
  [374.106885]  #3: ffff88813d489800 (&fs_info->qgroup_ioctl_lock){+.+.}-{3:3}, at: btrfs_quota_disable+0xd5/0x9a0 [btrfs]

  [374.126780] =============================================

To avoid the deadlock, wait for the qgroup rescan worker to complete
before starting the transaction for the quota disable ioctl. Clear
BTRFS_FS_QUOTA_ENABLE flag before the wait and the transaction to
request the worker to complete. On transaction start failure, set the
BTRFS_FS_QUOTA_ENABLE flag again. These BTRFS_FS_QUOTA_ENABLE flag
changes can be done safely since the function btrfs_quota_disable is not
called concurrently because of fs_info->subvol_sem.

Also check the BTRFS_FS_QUOTA_ENABLE flag in qgroup_rescan_init to avoid
another qgroup rescan worker to start after the previous qgroup worker
completed.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.4+
Suggested-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Shin'ichiro Kawasaki <shinichiro.kawasaki@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: don't start transaction for scrub if the fs is mounted read-only
Qu Wenruo [Thu, 16 Dec 2021 11:47:35 +0000 (19:47 +0800)]
btrfs: don't start transaction for scrub if the fs is mounted read-only

[BUG]
The following super simple script would crash btrfs at unmount time, if
CONFIG_BTRFS_ASSERT() is set.

 mkfs.btrfs -f $dev
 mount $dev $mnt
 xfs_io -f -c "pwrite 0 4k" $mnt/file
 umount $mnt
 mount -r ro $dev $mnt
 btrfs scrub start -Br $mnt
 umount $mnt

This will trigger the following ASSERT() introduced by commit
94f4b72b8063 ("btrfs: add assertion for empty list of transactions at
late stage of umount").

That patch is definitely not the cause, it just makes enough noise for
developers.

[CAUSE]
We will start transaction for the following call chain during scrub:

  scrub_enumerate_chunks()
  |- btrfs_inc_block_group_ro()
     |- btrfs_join_transaction()

However for RO mount, there is no running transaction at all, thus
btrfs_join_transaction() will start a new transaction.

Furthermore, since it's read-only mount, btrfs_sync_fs() will not call
btrfs_commit_super() to commit the new but empty transaction.

And leads to the ASSERT().

The bug has been there for a long time. Only the new ASSERT() makes it
noisy enough to be noticed.

[FIX]
For read-only scrub on read-only mount, there is no need to start a
transaction nor to allocate new chunks in btrfs_inc_block_group_ro().

Just do extra read-only mount check in btrfs_inc_block_group_ro(), and
if it's read-only, skip all chunk allocation and go inc_block_group_ro()
directly.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.4+
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: update writeback index when starting defrag
Filipe Manana [Thu, 20 Jan 2022 17:41:17 +0000 (17:41 +0000)]
btrfs: update writeback index when starting defrag

When starting a defrag, we should update the writeback index of the
inode's mapping in case it currently has a value beyond the start of the
range we are defragging. This can help performance and often result in
getting less extents after writeback - for e.g., if the current value
of the writeback index sits somewhere in the middle of a range that
gets dirty by the defrag, then after writeback we can get two smaller
extents instead of a single, larger extent.

We used to have this before the refactoring in 5.16, but it was removed
without any reason to do so. Originally it was added in kernel 3.1, by
commit f553b0c880394d ("Btrfs: fix recursive auto-defrag"), in order to
fix a loop with autodefrag resulting in dirtying and writing pages over
and over, but some testing on current code did not show that happening,
at least with the test described in that commit.

So add back the behaviour, as at the very least it is a nice to have
optimization.

Fixes: 2caa54427157a6 ("btrfs: defrag: use defrag_one_cluster() to implement btrfs_defrag_file()")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: add back missing dirty page rate limiting to defrag
Filipe Manana [Thu, 20 Jan 2022 17:11:52 +0000 (17:11 +0000)]
btrfs: add back missing dirty page rate limiting to defrag

A defrag operation can dirty a lot of pages, specially if operating on
the entire file or a large file range. Any task dirtying pages should
periodically call balance_dirty_pages_ratelimited(), as stated in that
function's comments, otherwise they can leave too many dirty pages in
the system. This is what we did before the refactoring in 5.16, and
it should have remained, just like in the buffered write path and
relocation. So restore that behaviour.

Fixes: 2caa54427157a6 ("btrfs: defrag: use defrag_one_cluster() to implement btrfs_defrag_file()")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix deadlock when reserving space during defrag
Filipe Manana [Thu, 20 Jan 2022 14:27:56 +0000 (14:27 +0000)]
btrfs: fix deadlock when reserving space during defrag

When defragging we can end up collecting a range for defrag that has
already pages under delalloc (dirty), as long as the respective extent
map for their range is not mapped to a hole, a prealloc extent or
the extent map is from an old generation.

Most of the time that is harmless from a functional perspective at
least, however it can result in a deadlock:

1) At defrag_collect_targets() we find an extent map that meets all
   requirements but there's delalloc for the range it covers, and we add
   its range to list of ranges to defrag;

2) The defrag_collect_targets() function is called at defrag_one_range(),
   after it locked a range that overlaps the range of the extent map;

3) At defrag_one_range(), while the range is still locked, we call
   defrag_one_locked_target() for the range associated to the extent
   map we collected at step 1);

4) Then finally at defrag_one_locked_target() we do a call to
   btrfs_delalloc_reserve_space(), which will reserve data and metadata
   space. If the space reservations can not be satisfied right away, the
   flusher might be kicked in and start flushing delalloc and wait for
   the respective ordered extents to complete. If this happens we will
   deadlock, because both flushing delalloc and finishing an ordered
   extent, requires locking the range in the inode's io tree, which was
   already locked at defrag_collect_targets().

So fix this by skipping extent maps for which there's already delalloc.

Fixes: 5a3849d08c2d0d ("btrfs: defrag: introduce helper to collect target file extents")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: properly update range->start for autodefrag
Qu Wenruo [Tue, 18 Jan 2022 11:53:52 +0000 (19:53 +0800)]
btrfs: defrag: properly update range->start for autodefrag

[BUG]
After commit 2caa54427157 ("btrfs: defrag: use defrag_one_cluster() to
implement btrfs_defrag_file()") autodefrag no longer properly re-defrag
the file from previously finished location.

[CAUSE]
The recent refactoring of defrag only focuses on defrag ioctl subpage
support, doesn't take autodefrag into consideration.

There are two problems involved which prevents autodefrag to restart its
scan:

- No range.start update
  Previously when one defrag target is found, range->start will be
  updated to indicate where next search should start from.

  But now btrfs_defrag_file() doesn't update it anymore, making all
  autodefrag to rescan from file offset 0.

  This would also make autodefrag to mark the same range dirty again and
  again, causing extra IO.

- No proper quick exit for defrag_one_cluster()
  Currently if we reached or exceed @max_sectors limit, we just exit
  defrag_one_cluster(), and let next defrag_one_cluster() call to do a
  quick exit.
  This makes @cur increase, thus no way to properly know which range is
  defragged and which range is skipped.

[FIX]
The fix involves two modifications:

- Update range->start to next cluster start
  This is a little different from the old behavior.
  Previously range->start is updated to the next defrag target.

  But in the end, the behavior should still be pretty much the same,
  as now we skip to next defrag target inside btrfs_defrag_file().

  Thus if auto-defrag determines to re-scan, then we still do the skip,
  just at a different timing.

- Make defrag_one_cluster() to return >0 to indicate a quick exit
  So that btrfs_defrag_file() can also do a quick exit, without
  increasing @cur to the range end, and re-use @cur to update
  @range->start.

- Add comment for btrfs_defrag_file() to mention the range->start update
  Currently only autodefrag utilize this behavior, as defrag ioctl won't
  set @max_to_defrag parameter, thus unless interrupted it will always
  try to defrag the whole range.

Reported-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Fixes: 2caa54427157 ("btrfs: defrag: use defrag_one_cluster() to implement btrfs_defrag_file()")
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/0a269612-e43f-da22-c5bc-b34b1b56ebe8@mailbox.org/
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: defrag: fix wrong number of defragged sectors
Qu Wenruo [Tue, 18 Jan 2022 07:19:04 +0000 (15:19 +0800)]
btrfs: defrag: fix wrong number of defragged sectors

[BUG]
There are users using autodefrag mount option reporting obvious increase
in IO:

> If I compare the write average (in total, I don't have it per process)
> when taking idle periods on the same machine:
>     Linux 5.16:
>         without autodefrag: ~ 10KiB/s
>         with autodefrag: between 1 and 2MiB/s.
>
>     Linux 5.15:
>         with autodefrag:~ 10KiB/s (around the same as without
> autodefrag on 5.16)

[CAUSE]
When autodefrag mount option is enabled, btrfs_defrag_file() will be
called with @max_sectors = BTRFS_DEFRAG_BATCH (1024) to limit how many
sectors we can defrag in one try.

And then use the number of sectors defragged to determine if we need to
re-defrag.

But commit 6d9df1cab7d6 ("btrfs: defrag: introduce helper to defrag one
cluster") uses wrong unit to increase @sectors_defragged, which should
be in unit of sector, not byte.

This means, if we have defragged any sector, then @sectors_defragged
will be >= sectorsize (normally 4096), which is larger than
BTRFS_DEFRAG_BATCH.

This makes the @max_sectors check in defrag_one_cluster() to underflow,
rendering the whole @max_sectors check useless.

Thus causing way more IO for autodefrag mount options, as now there is
no limit on how many sectors can really be defragged.

[FIX]
Fix the problems by:

- Use sector as unit when increasing @sectors_defragged

- Include @sectors_defragged > @max_sectors case to break the loop

- Add extra comment on the return value of btrfs_defrag_file()

Reported-by: Anthony Ruhier <aruhier@mailbox.org>
Fixes: 6d9df1cab7d6 ("btrfs: defrag: introduce helper to defrag one cluster")
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/0a269612-e43f-da22-c5bc-b34b1b56ebe8@mailbox.org/
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: allow defrag to be interruptible
Filipe Manana [Tue, 18 Jan 2022 13:43:31 +0000 (13:43 +0000)]
btrfs: allow defrag to be interruptible

During defrag, at btrfs_defrag_file(), we have this loop that iterates
over a file range in steps no larger than 256K subranges. If the range
is too long, there's no way to interrupt it. So make the loop check in
each iteration if there's signal pending, and if there is, break and
return -AGAIN to userspace.

Before kernel 5.16, we used to allow defrag to be cancelled through a
signal, but that was lost with commit 2caa54427157a6 ("btrfs: defrag:
use defrag_one_cluster() to implement btrfs_defrag_file()").

This change adds back the possibility to cancel a defrag with a signal
and keeps the same semantics, returning -EAGAIN to user space (and not
the usually more expected -EINTR).

This is also motivated by a recent bug on 5.16 where defragging a 1 byte
file resulted in iterating from file range 0 to (u64)-1, as hitting the
bug triggered a too long loop, basically requiring one to reboot the
machine, as it was not possible to cancel defrag.

Fixes: 2caa54427157a6 ("btrfs: defrag: use defrag_one_cluster() to implement btrfs_defrag_file()")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix too long loop when defragging a 1 byte file
Filipe Manana [Mon, 17 Jan 2022 16:28:29 +0000 (16:28 +0000)]
btrfs: fix too long loop when defragging a 1 byte file

When attempting to defrag a file with a single byte, we can end up in a
too long loop, which is nearly infinite because at btrfs_defrag_file()
we end up with the variable last_byte assigned with a value of
18446744073709551615 (which is (u64)-1). The problem comes from the fact
we end up doing:

    last_byte = round_up(last_byte, fs_info->sectorsize) - 1;

So if last_byte was assigned 0, which is i_size - 1, we underflow and
end up with the value 18446744073709551615.

This is trivial to reproduce and the following script triggers it:

  $ cat test.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/sdj
  MNT=/mnt/sdj

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

  echo -n "X" > $MNT/foobar

  btrfs filesystem defragment $MNT/foobar

  umount $MNT

So fix this by not decrementing last_byte by 1 before doing the sector
size round up. Also, to make it easier to follow, make the round up right
after computing last_byte.

Reported-by: Anthony Ruhier <aruhier@mailbox.org>
Fixes: 2caa54427157a6 ("btrfs: defrag: use defrag_one_cluster() to implement btrfs_defrag_file()")
Link: https://lore.kernel.org/linux-btrfs/0a269612-e43f-da22-c5bc-b34b1b56ebe8@mailbox.org/
CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: output more debug messages for uncommitted transaction
Qu Wenruo [Thu, 16 Dec 2021 11:47:36 +0000 (19:47 +0800)]
btrfs: output more debug messages for uncommitted transaction

Print extra information about how many dirty bytes an uncommitted
has at the end of mount.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: respect the max size in the header when activating swap file
Filipe Manana [Thu, 16 Dec 2021 15:00:32 +0000 (15:00 +0000)]
btrfs: respect the max size in the header when activating swap file

If we extended the size of a swapfile after its header was created (by the
mkswap utility) and then try to activate it, we will map the entire file
when activating the swap file, instead of limiting to the max size defined
in the swap file's header.

Currently test case generic/643 from fstests fails because we do not
respect that size limit defined in the swap file's header.

So fix this by not mapping file ranges beyond the max size defined in the
swap header.

This is the same type of bug that iomap used to have, and was fixed in
commit 93df3f13db382d ("mm/swap: consider max pages in
iomap_swapfile_add_extent").

Fixes: 5a4f56d05eabb7 ("Btrfs: support swap files")
CC: stable@vger.kernel.org # 5.4+
Reviewed-and-tested-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix argument list that the kdoc format and script verified
Yang Li [Mon, 20 Dec 2021 07:23:06 +0000 (15:23 +0800)]
btrfs: fix argument list that the kdoc format and script verified

The warnings were found by running scripts/kernel-doc, which is
caused by using 'make W=1'.

fs/btrfs/extent_io.c:3210: warning: Function parameter or member
'bio_ctrl' not described in 'btrfs_bio_add_page'
fs/btrfs/extent_io.c:3210: warning: Excess function parameter 'bio'
description in 'btrfs_bio_add_page'
fs/btrfs/extent_io.c:3210: warning: Excess function parameter
'prev_bio_flags' description in 'btrfs_bio_add_page'
fs/btrfs/space-info.c:1602: warning: Excess function parameter 'root'
description in 'btrfs_reserve_metadata_bytes'
fs/btrfs/space-info.c:1602: warning: Function parameter or member
'fs_info' not described in 'btrfs_reserve_metadata_bytes'

Note: this is fixing only the warnings regarding parameter list, the
first line is not strictly conforming to the kdoc format as the btrfs
codebase does not stick to that and keeps the first line more free form
(because it's only for internal use).

Reported-by: Abaci Robot <abaci@linux.alibaba.com>
Signed-off-by: Yang Li <yang.lee@linux.alibaba.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
[ add note ]
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove unnecessary parameter type from compression_decompress_bio
Su Yue [Mon, 27 Dec 2021 10:18:39 +0000 (18:18 +0800)]
btrfs: remove unnecessary parameter type from compression_decompress_bio

btrfs_decompress_bio, the only caller of compression_decompress_bio gets
type from @cb and passes it to compression_decompress_bio.
However, compression_decompress_bio can get compression type directly
from @cb.

So remove the parameter and access it through @cb.  No functional
change.

Reviewed-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: Su Yue <l@damenly.su>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: selftests: dump extent io tree if extent-io-tree test failed
Qu Wenruo [Thu, 30 Dec 2021 08:45:13 +0000 (16:45 +0800)]
btrfs: selftests: dump extent io tree if extent-io-tree test failed

When code modifying extent-io-tree get modified and got that selftest
failed, it can take some time to pin down the cause.

To make it easier to expose the problem, dump the extent io tree if the
selftest failed.

This can save developers debug time, especially since the selftest we
can not use the trace events, thus have to manually add debug trace
points.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: scrub: cleanup the argument list of scrub_stripe()
Qu Wenruo [Wed, 15 Dec 2021 06:59:42 +0000 (14:59 +0800)]
btrfs: scrub: cleanup the argument list of scrub_stripe()

The argument list of btrfs_stripe() has similar problems of
scrub_chunk():

- Duplicated and ambiguous @base argument
  Can be fetched from btrfs_block_group::bg.

- Ambiguous argument @length
  It's again device extent length

- Ambiguous argument @num
  The instinctive guess would be mirror number, but in fact it's stripe
  index.

Fix it by:

- Remove @base parameter

- Rename @length to @dev_extent_len

- Rename @num to @stripe_index

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: scrub: cleanup the argument list of scrub_chunk()
Qu Wenruo [Wed, 15 Dec 2021 06:59:41 +0000 (14:59 +0800)]
btrfs: scrub: cleanup the argument list of scrub_chunk()

The argument list of scrub_chunk() has the following problems:

- Duplicated @chunk_offset
  It is the same as btrfs_block_group::start.

- Confusing @length
  The most instinctive guess is chunk length, and one may want to delete
  it, but the truth is, it's the device extent length.

Fix this by:

- Remove @chunk_offset
  Use btrfs_block_group::start instead.

- Rename @length to @dev_extent_len
  Also rename the caller to remove the ambiguous naming.

- Rename @cache to @bg
  The "_cache" suffix for btrfs_block_group has been removed for a while.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove reada infrastructure
Qu Wenruo [Tue, 14 Dec 2021 13:01:45 +0000 (21:01 +0800)]
btrfs: remove reada infrastructure

Currently there is only one user for btrfs metadata readahead, and
that's scrub.

But even for the single user, it's not providing the correct
functionality it needs, as scrub needs reada for commit root, which
current readahead can't provide. (Although it's pretty easy to add such
feature).

Despite this, there are some extra problems related to metadata
readahead:

- Duplicated feature with btrfs_path::reada

- Partly duplicated feature of btrfs_fs_info::buffer_radix
  Btrfs already caches its metadata in buffer_radix, while readahead
  tries to read the tree block no matter if it's already cached.

- Poor layer separation
  Metadata readahead works kinda at device level.
  This is definitely not the correct layer it should be, since metadata
  is at btrfs logical address space, it should not bother device at all.

  This brings extra chance for bugs to sneak in, while brings
  unnecessary complexity.

- Dead code
  In the very beginning of scrub.c we have #undef DEBUG, rendering all
  the debug related code useless and unable to test.

Thus here I purpose to remove the metadata readahead mechanism
completely.

[BENCHMARK]
There is a full benchmark for the scrub performance difference using the
old btrfs_reada_add() and btrfs_path::reada.

For the worst case (no dirty metadata, slow HDD), there could be a 5%
performance drop for scrub.
For other cases (even SATA SSD), there is no distinguishable performance
difference.

The number is reported scrub speed, in MiB/s.
The resolution is limited by the reported duration, which only has a
resolution of 1 second.

Old New Diff
SSD 455.3 466.332 +2.42%
HDD 103.927  98.012 -5.69%

Comprehensive test methodology is in the cover letter of the patch.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: scrub: use btrfs_path::reada for extent tree readahead
Qu Wenruo [Tue, 14 Dec 2021 13:01:44 +0000 (21:01 +0800)]
btrfs: scrub: use btrfs_path::reada for extent tree readahead

For scrub, we trigger two readaheads for two trees, extent tree to get
where to scrub, and csum tree to get the data checksum.

For csum tree we already trigger readahead in
btrfs_lookup_csums_range(), by setting path->reada.
But for extent tree we don't have any path based readahead.

Add the readahead for extent tree as well, so we can later remove the
btrfs_reada_add() based readahead.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: scrub: remove the unnecessary path parameter for scrub_raid56_parity()
Qu Wenruo [Tue, 14 Dec 2021 13:01:43 +0000 (21:01 +0800)]
btrfs: scrub: remove the unnecessary path parameter for scrub_raid56_parity()

In function scrub_stripe() we allocated two btrfs_path's, one @path for
extent tree search and another @ppath for full stripe extent tree search
for RAID56.

This is totally umncessary, as the @ppath usage is completely inside
scrub_raid56_parity(), thus we can move the path allocation into
scrub_raid56_parity() completely.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: refactor unlock_up
Nikolay Borisov [Tue, 14 Dec 2021 13:39:39 +0000 (15:39 +0200)]
btrfs: refactor unlock_up

The purpose of this function is to unlock all nodes in a btrfs path
which are above 'lowest_unlock' and whose slot used is different than 0.
As such it used slightly awkward structure of 'if' as well as somewhat
cryptic "no_skip" control variable which denotes whether we should
check the current level of skipability or no.

This patch does the following (cosmetic) refactorings:

* Renames 'no_skip' to 'check_skip' and makes it a boolean. This
  variable controls whether we are below the lowest_unlock/skip_level
  levels.

* Consolidates the 2 conditions which warrant checking whether the
  current level should be skipped under 1 common if (check_skip) branch,
  this increase indentation level but is not critical.

* Consolidates the 'skip_level < i && i >= lowest_unlock' and
  'i >= lowest_unlock && i > skip_level' condition into a common branch
  since those are identical.

* Eliminates the local extent_buffer variable as in this case it doesn't
  bring anything to function readability.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: skip transaction commit after failure to create subvolume
Filipe Manana [Mon, 13 Dec 2021 08:45:14 +0000 (08:45 +0000)]
btrfs: skip transaction commit after failure to create subvolume

At ioctl.c:create_subvol(), when we fail to create a subvolume we always
commit the transaction. In most cases this is a no-op, since all the error
paths, except for one, abort the transaction - the only exception is when
we fail to insert the new root item into the root tree, in that case we
don't abort the transaction because we didn't do anything that is
irreversible - however we end up committing the transaction which although
is not a functional problem, it adds unnecessary rotation of the backup
roots in the superblock and unnecessary work.

So change that to commit a transaction only when no error happened,
otherwise just call btrfs_end_transaction() to release our reference on
the transaction.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: zoned: fix chunk allocation condition for zoned allocator
Naohiro Aota [Tue, 7 Dec 2021 15:35:49 +0000 (00:35 +0900)]
btrfs: zoned: fix chunk allocation condition for zoned allocator

The ZNS specification defines a limit on the number of "active"
zones. That limit impose us to limit the number of block groups which
can be used for an allocation at the same time. Not to exceed the
limit, we reuse the existing active block groups as much as possible
when we can't activate any other zones without sacrificing an already
activated block group in commit e6485799d7ec ("btrfs: zoned: avoid
chunk allocation if active block group has enough space").

However, the check is wrong in two ways. First, it checks the
condition for every raid index (ffe_ctl->index). Even if it reaches
the condition and "ffe_ctl->max_extent_size >=
ffe_ctl->min_alloc_size" is met, there can be other block groups
having enough space to hold ffe_ctl->num_bytes. (Actually, this won't
happen in the current zoned code as it only supports SINGLE
profile. But, it can happen once it enables other RAID types.)

Second, it checks the active zone availability depending on the
raid index. The raid index is just an index for
space_info->block_groups, so it has nothing to do with chunk allocation.

These mistakes are causing a faulty allocation in a certain
situation. Consider we are running zoned btrfs on a device whose
max_active_zone == 0 (no limit). And, suppose no block group have a
room to fit ffe_ctl->num_bytes but some room to meet
ffe_ctl->min_alloc_size (i.e. max_extent_size > num_bytes >=
min_alloc_size).

In this situation, the following occur:

- With SINGLE raid_index, it reaches the chunk allocation checking
  code
- The check returns true because we can activate a new zone (no limit)
- But, before allocating the chunk, it iterates to the next raid index
  (RAID5)
- Since there are no RAID5 block groups on zoned mode, it again
  reaches the check code
- The check returns false because of btrfs_can_activate_zone()'s "if
  (raid_index != BTRFS_RAID_SINGLE)" part
- That results in returning -ENOSPC without allocating a new chunk

As a result, we end up hitting -ENOSPC too early.

Move the check to the right place in the can_allocate_chunk() hook,
and do the active zone check depending on the allocation flag, not on
the raid index.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: add extent allocator hook to decide to allocate chunk or not
Naohiro Aota [Tue, 7 Dec 2021 15:35:48 +0000 (00:35 +0900)]
btrfs: add extent allocator hook to decide to allocate chunk or not

Introduce a new hook for an extent allocator policy. With the new
hook, a policy can decide to allocate a new block group or not. If
not, it will return -ENOSPC, so btrfs_reserve_extent() will cut the
allocation size in half and retry the allocation if min_alloc_size is
large enough.

The hook has a place holder and will be replaced with the real
implementation in the next patch.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: zoned: unset dedicated block group on allocation failure
Naohiro Aota [Tue, 7 Dec 2021 15:35:47 +0000 (00:35 +0900)]
btrfs: zoned: unset dedicated block group on allocation failure

Allocating an extent from a block group can fail for various reasons.
When an allocation from a dedicated block group (for tree-log or
relocation data) fails, we need to unregister it as a dedicated one so
that we can allocate a new block group for the dedicated one.

However, we are returning early when the block group in case it is
read-only, fully used, or not be able to activate the zone. As a result,
we keep the non-usable block group as a dedicated one, leading to
further allocation failure. With many block groups, the allocator will
iterate hopeless loop to find a free extent, results in a hung task.

Fix the issue by delaying the return and doing the proper cleanups.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.16
Signed-off-by: Naohiro Aota <naohiro.aota@wdc.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: zoned: drop redundant check for REQ_OP_ZONE_APPEND and btrfs_is_zoned
Johannes Thumshirn [Tue, 7 Dec 2021 14:28:37 +0000 (06:28 -0800)]
btrfs: zoned: drop redundant check for REQ_OP_ZONE_APPEND and btrfs_is_zoned

REQ_OP_ZONE_APPEND can only work on zoned devices, so it is redundant to
check if the filesystem is zoned when REQ_OP_ZONE_APPEND is set as the
bio's bio_op.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: zoned: sink zone check into btrfs_repair_one_zone
Johannes Thumshirn [Tue, 7 Dec 2021 14:28:36 +0000 (06:28 -0800)]
btrfs: zoned: sink zone check into btrfs_repair_one_zone

Sink zone check into btrfs_repair_one_zone() so we don't need to do it
in all callers.

Also as btrfs_repair_one_zone() doesn't return a sensible error, make it
a boolean function and return false in case it got called on a non-zoned
filesystem and true on a zoned filesystem.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: zoned: simplify btrfs_check_meta_write_pointer
Johannes Thumshirn [Tue, 7 Dec 2021 14:28:35 +0000 (06:28 -0800)]
btrfs: zoned: simplify btrfs_check_meta_write_pointer

btrfs_check_meta_write_pointer() will always be called with a NULL
'cache_ret' argument.

As there's no need to check if we have a valid block_group passed in
remove these checks.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: zoned: encapsulate inode locking for zoned relocation
Johannes Thumshirn [Tue, 7 Dec 2021 14:28:34 +0000 (06:28 -0800)]
btrfs: zoned: encapsulate inode locking for zoned relocation

Encapsulate the inode lock needed for serializing the data relocation
writes on a zoned filesystem into a helper.

This streamlines the code reading flow and hides special casing for
zoned filesystems.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Johannes Thumshirn <johannes.thumshirn@wdc.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: sysfs: add devinfo/fsid to retrieve actual fsid from the device
Anand Jain [Thu, 21 Oct 2021 15:31:17 +0000 (23:31 +0800)]
btrfs: sysfs: add devinfo/fsid to retrieve actual fsid from the device

In the case of the seed device, the fsid can be different from the mounted
sprout fsid.  The userland has to read the device superblock to know the
fsid but, that idea fails if the device is missing. So add a sysfs
interface devinfo/<devid>/fsid to show the fsid of the device.

For example:
  $ cd /sys/fs/btrfs/b10b02a5-f9de-4276-b9e8-2bfd09a578a8

  $ cat devinfo/1/fsid
  c44d771f-639d-4df3-99ec-5bc7ad2af93b
  $ cat  devinfo/3/fsid
  b10b02a5-f9de-4276-b9e8-2bfd09a578a8

Though it's related to seeding, the name of the sysfs file is plain fsid as it
matches what blkid says.  A path to the device's fsid will aid scripting.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Anand Jain <anand.jain@oracle.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: reserve extra space for the free space tree
Josef Bacik [Thu, 2 Dec 2021 20:34:32 +0000 (15:34 -0500)]
btrfs: reserve extra space for the free space tree

Filipe reported a problem where sometimes he'd get an ENOSPC abort when
running delayed refs with generic/619 and the free space tree enabled.
This is partly because we do not reserve space for modifying the free
space tree, nor do we have a block rsv associated with that tree.

The delayed_refs_rsv tracks the amount of space required to run delayed
refs.  This means 1 modification means 1 change to the extent root.
With the free space tree this turns into 2 changes, because modifying 1
extent means updating the extent tree and potentially updating the free
space tree to either remove that entry or add the free space.  Thus if
we have the FST enabled, simply double the reservation size for our
modification.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: include the free space tree in the global rsv minimum calculation
Josef Bacik [Thu, 2 Dec 2021 20:34:31 +0000 (15:34 -0500)]
btrfs: include the free space tree in the global rsv minimum calculation

Filipe reported a problem where generic/619 was failing with an ENOSPC
abort while running delayed refs, like the following

  BTRFS: Transaction aborted (error -28)
  WARNING: CPU: 3 PID: 522920 at fs/btrfs/free-space-tree.c:1049 add_to_free_space_tree+0xe5/0x110 [btrfs]
  CPU: 3 PID: 522920 Comm: kworker/u16:19 Tainted: G        W         5.16.0-rc2-btrfs-next-106 #1
  Hardware name: QEMU Standard PC (i440FX + PIIX, 1996), BIOS rel-1.14.0-0-g155821a1990b-prebuilt.qemu.org 04/01/2014
  Workqueue: events_unbound btrfs_async_reclaim_metadata_space [btrfs]
  RIP: 0010:add_to_free_space_tree+0xe5/0x110 [btrfs]
  RSP: 0000:ffffa65087fb7b20 EFLAGS: 00010282
  RAX: 0000000000000000 RBX: 0000000000001000 RCX: 0000000000000000
  RDX: 0000000000000001 RSI: ffffffff9131eeaa RDI: 00000000ffffffff
  RBP: ffff8d62e26481b8 R08: ffffffff9ad97ce0 R09: 0000000000000001
  R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000001 R12: 00000000ffffffe4
  R13: ffff8d61c25fe688 R14: ffff8d61ebd88800 R15: ffff8d61ebd88a90
  FS:  0000000000000000(0000) GS:ffff8d64ed400000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 00007fa46a8b1000 CR3: 0000000148d18003 CR4: 0000000000370ee0
  DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
  DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
  Call Trace:
   <TASK>
   __btrfs_free_extent+0x516/0x950 [btrfs]
   __btrfs_run_delayed_refs+0x2b1/0x1250 [btrfs]
   btrfs_run_delayed_refs+0x86/0x210 [btrfs]
   flush_space+0x403/0x630 [btrfs]
   ? call_rcu_tasks_generic+0x50/0x80
   ? lock_release+0x223/0x4a0
   ? btrfs_get_alloc_profile+0xb5/0x290 [btrfs]
   ? do_raw_spin_unlock+0x4b/0xa0
   btrfs_async_reclaim_metadata_space+0x139/0x320 [btrfs]
   process_one_work+0x24c/0x5b0
   worker_thread+0x55/0x3c0
   ? process_one_work+0x5b0/0x5b0
   kthread+0x17c/0x1a0
   ? set_kthread_struct+0x40/0x40
   ret_from_fork+0x22/0x30

There's a couple of reasons for this, but in generic/619's case the
largest reason is because it is a very small file system, ad we do not
reserve enough space for the global reserve.

With the free space tree we now have the free space tree that we need to
modify when running delayed refs.  This means we need the global reserve
to take this into account when it calculates the minimum size it needs
to be.  This is especially important for very small file systems.

Fix this by adjusting the minimum global block rsv size math to include
the size of the free space tree when calculating the size.

Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: scrub: merge SCRUB_PAGES_PER_RD_BIO and SCRUB_PAGES_PER_WR_BIO
Qu Wenruo [Mon, 6 Dec 2021 05:52:58 +0000 (13:52 +0800)]
btrfs: scrub: merge SCRUB_PAGES_PER_RD_BIO and SCRUB_PAGES_PER_WR_BIO

These two values were introduced in commit aca5df3e0ea8 ("Btrfs: add code
to scrub to copy read data to another disk") as an optimization.

But the truth is, block layer scheduler can do whatever it wants to
merge/split bios to improve performance.

Doing such "optimization" is not really going to affect much, especially
considering how good current block layer optimizations are doing.
Remove such old and immature optimization from our code.

Since we're here, also change BUG_ON()s using these two macros to use
ASSERT()s.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: update SCRUB_MAX_PAGES_PER_BLOCK
Qu Wenruo [Mon, 6 Dec 2021 05:52:57 +0000 (13:52 +0800)]
btrfs: update SCRUB_MAX_PAGES_PER_BLOCK

Use BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE and SZ_4K (minimal sectorsize) to
calculate this value.

And remove one stale comment on the value, in fact with recent subpage
support, BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE * PAGE_SIZE is already beyond
BTRFS_STRIPE_LEN, just we don't use the full page.

Also since we're here, update the BUG_ON() related to
SCRUB_MAX_PAGES_PER_BLOCK to ASSERT().

As those ASSERT() are really only for developers to catch early obvious
bugs, not to let end users suffer.

Signed-off-by: Qu Wenruo <wqu@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: do not check -EAGAIN when truncating inodes in the log root
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:20 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: do not check -EAGAIN when truncating inodes in the log root

We only throttle the btrfs_truncate_inode_items if the root is
SHAREABLE, which isn't set on the log root, which means this loop is
unnecessary.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: make should_throttle loop local in btrfs_truncate_inode_items
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:19 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: make should_throttle loop local in btrfs_truncate_inode_items

We reset this bool on every loop through the truncate loop, make this
variable local to the loop.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: combine extra if statements in btrfs_truncate_inode_items
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:18 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: combine extra if statements in btrfs_truncate_inode_items

We have

    if (del_item)
    // do something
    else
    // something else
    if (del_item)
    // do yet another thing
    else
    // something else entirely

back to back in btrfs_truncate_inode_items, collapse these two sets of
if statements into one.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: convert BUG() for pending_del_nr into an ASSERT
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:17 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: convert BUG() for pending_del_nr into an ASSERT

This is a logic correctness check, convert it into an ASSERT() instead
of a BUG().

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: convert BUG_ON() in btrfs_truncate_inode_items to ASSERT
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:16 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: convert BUG_ON() in btrfs_truncate_inode_items to ASSERT

We have a correctness BUG_ON() in btrfs_truncate_inode_items to make
sure that we're always using min_type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY if
new_size is > 0.  Convert this to an ASSERT.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: add inode to truncate control
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:15 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: add inode to truncate control

In the future we're going to want to use btrfs_truncate_inode_items
without looking up the associated inode.  In order to accommodate this
add the inode to btrfs_truncate_control and handle the case where
control->inode is NULL appropriately.  This is fairly straightforward,
we simply need to add a helper for the trace points, as the file extent
map update is controlled by a flag on btrfs_truncate_control.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: pass the ino via truncate control
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:14 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: pass the ino via truncate control

In the future we are going to want to truncate inode items without
needing to have an btrfs_inode to pass in, so add ino to the
btrfs_truncate_control and use that to look up the inode items to
truncate.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: use a flag to control when to clear the file extent range
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:13 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: use a flag to control when to clear the file extent range

We only care about updating the file extent range when we are doing a
normal truncation.  We skip this for tree logging currently, but we can
also skip this for eviction as well.  Using a flag makes it more
explicit when we want to do this work.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: control extent reference updates with a control flag for truncate
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:12 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: control extent reference updates with a control flag for truncate

We've had weird bugs in the past where we forgot to adjust the truncate
path to deal with the fact that we can be called by the tree log path.
Instead of checking if our root is a LOG_ROOT use a flag on the
btrfs_truncate_control to indicate that we don't want to do extent
reference updates during this truncate.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: only call inode_sub_bytes in truncate paths that care
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:11 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: only call inode_sub_bytes in truncate paths that care

We currently have a bunch of awkward checks to make sure we only update
the inode i_bytes if we're truncating the real inode.  Instead keep
track of the number of bytes we need to sub in the
btrfs_truncate_control, and then do the appropriate adjustment in the
truncate paths that care.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: only update i_size in truncate paths that care
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:10 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: only update i_size in truncate paths that care

We currently will update the i_size of the inode as we truncate it down,
however we skip this if we're calling btrfs_truncate_inode_items from
the tree log code.  However we also don't care about this in the case of
evict.  Instead keep track of this value in the btrfs_truncate_control
and then have btrfs_truncate() and the free space cache truncate path
both do the i_size update themselves.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: add truncate control struct
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:09 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: add truncate control struct

I'm going to be adding more arguments and counters to
btrfs_truncate_inode_items, so add a control struct to handle all of the
extra arguments to make it easier to follow.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove found_extent from btrfs_truncate_inode_items
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:08 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: remove found_extent from btrfs_truncate_inode_items

We only set this if we find a normal file extent, del_item == 1, and the
file extent points to a real extent and isn't a hole extent.  We can use
del_item == 1 && extent_start != 0 to get the same information that
found_extent provides, so remove this variable and use the other
variables instead.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: move btrfs_kill_delayed_inode_items into evict
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:07 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: move btrfs_kill_delayed_inode_items into evict

We have a special case in btrfs_truncate_inode_items() to call
btrfs_kill_delayed_inode_items() if min_type == 0, which is only called
during evict.

Instead move this out into evict proper, and add some comments because I
erroneously attempted to remove this code altogether without
understanding what we were doing.

Evict is updating the inode only because we only care about making sure
the i_nlink count has hit disk.  If we had pending deletions we don't
want to process those via the delayed inode updates, we simply want to
drop all of them and reclaim the reserved metadata space.  Then from
there the btrfs_truncate_inode_items() will do the work to remove all of
the items as appropriate.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove free space cache inode check in btrfs_truncate_inode_items
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:06 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: remove free space cache inode check in btrfs_truncate_inode_items

We no longer have inode cache feature, so this check is extraneous as
the only inode cache is in the tree_root, which is not marked as
SHAREABLE.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: move extent locking outside of btrfs_truncate_inode_items
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:05 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: move extent locking outside of btrfs_truncate_inode_items

Currently we are locking the extent and dropping the extent cache for
any inodes we truncate, unless they're in the tree log.  We call this
helper from:

- truncate
- evict
- tree log
- free space cache truncation

For evict we've already dropped all of the extent cache for this inode
once we've gotten here, and we're the only one accessing this inode, so
this step is unnecessary.

For the tree log code we already skip this part.

Pull this work into the truncate path and the free space cache
truncation path.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: move btrfs_truncate_inode_items to inode-item.c
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:04 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: move btrfs_truncate_inode_items to inode-item.c

This is an inode item related manipulation with a few vfs related
adjustments.  I'm going to remove the vfs related code from this helper
and simplify it a lot, but I want those changes to be easily seen via
git blame, so move this function now and then the simplification work
can be done.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: add an inode-item.h
Josef Bacik [Fri, 3 Dec 2021 22:18:03 +0000 (17:18 -0500)]
btrfs: add an inode-item.h

We have a few helpers in inode-item.c, and I'm going to make a few
changes to how we do truncate in the future, so break out these
definitions into their own header file to trim down ctree.h some and
make it easier to do the work on truncate in the future.

Reviewed-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove stale comment about locking at btrfs_search_slot()
Filipe Manana [Thu, 2 Dec 2021 10:30:40 +0000 (10:30 +0000)]
btrfs: remove stale comment about locking at btrfs_search_slot()

The comment refers to the old extent buffer locking code, where we used to
have custom locks that had blocking and spinning behaviour modes. That is
not the case anymore, since we have transitioned to rw semaphores, so the
comment does not offer any value anymore. Remove it.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove BUG_ON() after splitting leaf
Filipe Manana [Thu, 2 Dec 2021 10:30:39 +0000 (10:30 +0000)]
btrfs: remove BUG_ON() after splitting leaf

After calling split_leaf() we BUG_ON() if the returned value is greater
than zero. However split_leaf() only returns 0, in case of success, or a
negative value in case of an error.

The reason for the BUG_ON() is that if we ever get a positive return
value from split_leaf(), we can not simply propagate it to the callers
of btrfs_search_slot(), as that would be interpreted as "key not found"
and not as an error. That means it could result in callers ending up
causing some potential silent corruption.

So change the BUG_ON() to an ASSERT(), and in case assertions are
disabled, produce a warning and set the return value to an error, to make
it not possible to get into a silent corruption and having the error not
noticed.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: move leaf search logic out of btrfs_search_slot()
Filipe Manana [Thu, 2 Dec 2021 10:30:38 +0000 (10:30 +0000)]
btrfs: move leaf search logic out of btrfs_search_slot()

There's quite a significant amount of code for doing the key search for a
leaf at btrfs_search_slot(), with a couple labels and gotos in it, plus
btrfs_search_slot() is already big enough.

So move the logic that does the key search on a leaf into a new helper
function. This makes it better organized, removing the need for the labels
and the gotos, as well as reducing the indentation level and the size of
btrfs_search_slot().

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove useless condition check before splitting leaf
Filipe Manana [Thu, 2 Dec 2021 10:30:37 +0000 (10:30 +0000)]
btrfs: remove useless condition check before splitting leaf

When inserting a key, we check if the write_lock_level is less than 1,
and if so we set it to 1, release the path and retry the tree traversal.

However that is unnecessary, because when ins_len is greater than 0, we
know that write_lock_level can never be less than 1.

The logic to retry is also buggy, because in case ins_len was decremented,
due to an exact key match and the search is not meant for item extension
(path->search_for_extension is 0), we retry without incrementing ins_len,
which would make the next retry decrement it again by the same amount.

So remove the check for write_lock_level being less than 1 and add an
assertion to assert it's always >= 1.

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: try to unlock parent nodes earlier when inserting a key
Filipe Manana [Thu, 2 Dec 2021 10:30:36 +0000 (10:30 +0000)]
btrfs: try to unlock parent nodes earlier when inserting a key

When inserting a new key, we release the write lock on the leaf's parent
only after doing the binary search on the leaf. This is because if the
key ends up at slot 0, we will have to update the key at slot 0 of the
parent node. The same reasoning applies to any other upper level nodes
when their slot is 0. We also need to keep the parent locked in case the
leaf does not have enough free space to insert the new key/item, because
in that case we will split the leaf and we will need to add a new key to
the parent due to a new leaf resulting from the split operation.

However if the leaf has enough space for the new key and the key does not
end up at slot 0 of the leaf we could release our write lock on the parent
before doing the binary search on the leaf to figure out the destination
slot. That leads to reducing the amount of time other tasks are blocked
waiting to lock the parent, therefore increasing parallelism when there
are other tasks that are trying to access other leaves accessible through
the same parent. This also applies to other upper nodes besides the
immediate parent, when their slot is 0, since we keep locks on them until
we figure out if the leaf slot is slot 0 or not.

In fact, having the key ending at up slot 0 when is rare. Typically it
only happens when the key is less than or equals to the smallest, the
"left most", key of the entire btree, during a split attempt when we try
to push to the right sibling leaf or when the caller just wants to update
the item of an existing key. It's also very common that a leaf has enough
space to insert a new key, since after a split we move about half of the
keys from one into the new leaf.

So unlock the parent, and any other upper level nodes, when during a key
insertion we notice the key is greater then the first key in the leaf and
the leaf has enough free space. After unlocking the upper level nodes, do
the binary search using a low boundary of slot 1 and not slot 0, to figure
out the slot where the key will be inserted (or where the key already is
in case it exists and the caller wants to modify its item data).
This extra comparison, with the first key, is cheap and the key is very
likely already in a cache line because it immediately follows the header
of the extent buffer and we have recently read the level field of the
header (which in fact is the last field of the header).

The following fs_mark test was run on a non-debug kernel (debian's default
kernel config), with a 12 cores intel CPU, and using a NVMe device:

  $ cat run-fsmark.sh
  #!/bin/bash

  DEV=/dev/nvme0n1
  MNT=/mnt/nvme0n1
  MOUNT_OPTIONS="-o ssd"
  MKFS_OPTIONS="-O no-holes -R free-space-tree"
  FILES=100000
  THREADS=$(nproc --all)
  FILE_SIZE=0

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

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

  OPTS="-S 0 -L 10 -n $FILES -s $FILE_SIZE -t $THREADS -k"
  for ((i = 1; i <= $THREADS; i++)); do
      OPTS="$OPTS -d $MNT/d$i"
  done

  fs_mark $OPTS

  umount $MNT

Before this change:

FSUse%        Count         Size    Files/sec     App Overhead
     0      1200000            0     165273.6          5958381
     0      2400000            0     190938.3          6284477
     0      3600000            0     181429.1          6044059
     0      4800000            0     173979.2          6223418
     0      6000000            0     139288.0          6384560
     0      7200000            0     163000.4          6520083
     1      8400000            0      57799.2          5388544
     1      9600000            0      66461.6          5552969
     2     10800000            0      49593.5          5163675
     2     12000000            0      57672.1          4889398

After this change:

FSUse%        Count         Size    Files/sec            App Overhead
     0      1200000            0     167987.3 (+1.6%)         6272730
     0      2400000            0     198563.9 (+4.0%)         6048847
     0      3600000            0     197436.6 (+8.8%)         6163637
     0      4800000            0     202880.7 (+16.6%)        6371771
     1      6000000            0     167275.9 (+20.1%)        6556733
     1      7200000            0     204051.2 (+25.2%)        6817091
     1      8400000            0      69622.8 (+20.5%)        5525675
     1      9600000            0      69384.5 (+4.4%)         5700723
     1     10800000            0      61454.1 (+23.9%)        5363754
     3     12000000            0      61908.7 (+7.3%)         5370196

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: allow generic_bin_search() to take low boundary as an argument
Filipe Manana [Thu, 2 Dec 2021 10:30:35 +0000 (10:30 +0000)]
btrfs: allow generic_bin_search() to take low boundary as an argument

Right now generic_bin_search() always uses a low boundary slot of 0, but
in the next patch we'll want to often skip slot 0 when searching for a
key. So make generic_bin_search() have the low boundary slot specified
as an argument, and move the check for the extent buffer level from
btrfs_bin_search() to generic_bin_search() to avoid adding another
wrapper around generic_bin_search().

Reviewed-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: check the root node for uptodate before returning it
Josef Bacik [Wed, 24 Nov 2021 19:14:24 +0000 (14:14 -0500)]
btrfs: check the root node for uptodate before returning it

Now that we clear the extent buffer uptodate if we fail to write it out
we need to check to see if our root node is uptodate before we search
down it.  Otherwise we could return stale data (or potentially corrupt
data that was caught by the write verification step) and think that the
path is OK to search down.

CC: stable@vger.kernel.org # 5.4+
Reviewed-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: allow device add if balance is paused
Nikolay Borisov [Thu, 25 Nov 2021 09:14:43 +0000 (11:14 +0200)]
btrfs: allow device add if balance is paused

Currently paused balance precludes adding a device since they are both
considered exclusive ops and we can have at most one running at a time.
This is problematic in case a filesystem encounters an ENOSPC situation
while balance is running, in this case the only thing the user can do
is mount the fs with "skip_balance" which pauses balance and delete some
data to free up space for balance. However, it should be possible to add
a new device when balance is paused.

Fix this by allowing device add to proceed when balance is paused.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: make device add compatible with paused balance in btrfs_exclop_start_try_lock
Nikolay Borisov [Thu, 25 Nov 2021 09:14:42 +0000 (11:14 +0200)]
btrfs: make device add compatible with paused balance in btrfs_exclop_start_try_lock

This is needed to enable device add to work in cases when a file system
has been mounted with 'skip_balance' mount option.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: introduce exclusive operation BALANCE_PAUSED state
Nikolay Borisov [Thu, 25 Nov 2021 09:14:41 +0000 (11:14 +0200)]
btrfs: introduce exclusive operation BALANCE_PAUSED state

Current set of exclusive operation states is not sufficient to handle
all practical use cases. In particular there is a need to be able to add
a device to a filesystem that have paused balance. Currently there is no
way to distinguish between a running and a paused balance. Fix this by
introducing BTRFS_EXCLOP_BALANCE_PAUSED which is going to be set in 2
occasions:

1. When a filesystem is mounted with skip_balance and there is an
   unfinished balance it will now be into BALANCE_PAUSED instead of
   simply BALANCE state.

2. When a running balance is paused.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: make send work with concurrent block group relocation
Filipe Manana [Mon, 22 Nov 2021 12:03:38 +0000 (12:03 +0000)]
btrfs: make send work with concurrent block group relocation

We don't allow send and balance/relocation to run in parallel in order
to prevent send failing or silently producing some bad stream. This is
because while send is using an extent (specially metadata) or about to
read a metadata extent and expecting it belongs to a specific parent
node, relocation can run, the transaction used for the relocation is
committed and the extent gets reallocated while send is still using the
extent, so it ends up with a different content than expected. This can
result in just failing to read a metadata extent due to failure of the
validation checks (parent transid, level, etc), failure to find a
backreference for a data extent, and other unexpected failures. Besides
reallocation, there's also a similar problem of an extent getting
discarded when it's unpinned after the transaction used for block group
relocation is committed.

The restriction between balance and send was added in commit 3e7659c05187
("Btrfs: prevent send failures and crashes due to concurrent relocation"),
kernel 5.3, while the more general restriction between send and relocation
was added in commit 7043d746a289 ("btrfs: ensure relocation never runs
while we have send operations running"), kernel 5.14.

Both send and relocation can be very long running operations. Relocation
because it has to do a lot of IO and expensive backreference lookups in
case there are many snapshots, and send due to read IO when operating on
very large trees. This makes it inconvenient for users and tools to deal
with scheduling both operations.

For zoned filesystem we also have automatic block group relocation, so
send can fail with -EAGAIN when users least expect it or send can end up
delaying the block group relocation for too long. In the future we might
also get the automatic block group relocation for non zoned filesystems.

This change makes it possible for send and relocation to run in parallel.
This is achieved the following way:

1) For all tree searches, send acquires a read lock on the commit root
   semaphore;

2) After each tree search, and before releasing the commit root semaphore,
   the leaf is cloned and placed in the search path (struct btrfs_path);

3) After releasing the commit root semaphore, the changed_cb() callback
   is invoked, which operates on the leaf and writes commands to the pipe
   (or file in case send/receive is not used with a pipe). It's important
   here to not hold a lock on the commit root semaphore, because if we did
   we could deadlock when sending and receiving to the same filesystem
   using a pipe - the send task blocks on the pipe because it's full, the
   receive task, which is the only consumer of the pipe, triggers a
   transaction commit when attempting to create a subvolume or reserve
   space for a write operation for example, but the transaction commit
   blocks trying to write lock the commit root semaphore, resulting in a
   deadlock;

4) Before moving to the next key, or advancing to the next change in case
   of an incremental send, check if a transaction used for relocation was
   committed (or is about to finish its commit). If so, release the search
   path(s) and restart the search, to where we were before, so that we
   don't operate on stale extent buffers. The search restarts are always
   possible because both the send and parent roots are RO, and no one can
   add, remove of update keys (change their offset) in RO trees - the
   only exception is deduplication, but that is still not allowed to run
   in parallel with send;

5) Periodically check if there is contention on the commit root semaphore,
   which means there is a transaction commit trying to write lock it, and
   release the semaphore and reschedule if there is contention, so as to
   avoid causing any significant delays to transaction commits.

This leaves some room for optimizations for send to have less path
releases and re searching the trees when there's relocation running, but
for now it's kept simple as it performs quite well (on very large trees
with resulting send streams in the order of a few hundred gigabytes).

Test case btrfs/187, from fstests, stresses relocation, send and
deduplication attempting to run in parallel, but without verifying if send
succeeds and if it produces correct streams. A new test case will be added
that exercises relocation happening in parallel with send and then checks
that send succeeds and the resulting streams are correct.

A final note is that for now this still leaves the mutual exclusion
between send operations and deduplication on files belonging to a root
used by send operations. A solution for that will be slightly more complex
but it will eventually be built on top of this change.

Signed-off-by: Filipe Manana <fdmanana@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: change name and type of private member of btrfs_free_space_ctl
Nikolay Borisov [Tue, 23 Nov 2021 12:44:22 +0000 (14:44 +0200)]
btrfs: change name and type of private member of btrfs_free_space_ctl

btrfs_free_space_ctl::private is either unset or it always points to
struct btrfs_block_group when it is set. So there's no point in keeping
the unhelpful 'private' name and keeping it an untyped pointer. Change
both the type and name to be self-describing. No functional changes.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: make __btrfs_add_free_space take just block group reference
Nikolay Borisov [Tue, 23 Nov 2021 12:44:21 +0000 (14:44 +0200)]
btrfs: make __btrfs_add_free_space take just block group reference

There is no point in the function taking an fs_info and a
btrfs_free_space because the ctl passed always belongs to the block
group. Furthermore fs_info can be referenced from the block group. No
functional changes.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: consolidate unlink_free_space/__unlink_free_space functions
Nikolay Borisov [Tue, 23 Nov 2021 12:44:20 +0000 (14:44 +0200)]
btrfs: consolidate unlink_free_space/__unlink_free_space functions

The only difference between the two is whether btrfs_free_space::bytes
is adjusted. Instead of having 2 separate functions control this
behavior via an additional parameter and make them one function instead.
No functional changes.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: consolidate bitmap_clear_bits/__bitmap_clear_bits
Nikolay Borisov [Tue, 23 Nov 2021 12:44:19 +0000 (14:44 +0200)]
btrfs: consolidate bitmap_clear_bits/__bitmap_clear_bits

The only difference is the former adjusts btrfs_free_space::bytes
member. Consolidate the two function into 1 and add a bool parameter
which controls whether the adjustment is made or not. No functional
changes.

Signed-off-by: Nikolay Borisov <nborisov@suse.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: track the csum, extent, and free space trees in a rb tree
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:51 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: track the csum, extent, and free space trees in a rb tree

In the future we are going to have multiple copies of these trees.  To
facilitate this we need a way to lookup the different roots we are
looking for.  Handle this by adding a global root rb tree that is
indexed on the root->root_key.  Then instead of loading the roots at
mount time with individually targeted keys, simply search the tree_root
for anything with the specific objectid we want.  This will make it
straightforward to support both old style and new style file systems.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: remove useless WARN_ON in record_root_in_trans
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:50 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: remove useless WARN_ON in record_root_in_trans

We don't set SHAREABLE on the extent root, we don't need to have this
safety check here.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: stop accessing ->free_space_root directly
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:49 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: stop accessing ->free_space_root directly

We're going to have multiple free space roots in the future, so adjust
all the users of the free space root to use a helper to access the root.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: stop accessing ->csum_root directly
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:48 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: stop accessing ->csum_root directly

We are going to have multiple csum roots in the future, so convert all
users of ->csum_root to btrfs_csum_root() and rename ->csum_root to
->_csum_root so we can easily find remaining users in the future.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: set BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS if we fail to load the csum root
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:47 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: set BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS if we fail to load the csum root

We have a few places where we skip doing csums if we mounted with one of
the rescue options that ignores bad csum roots.  In the future when
there are multiple csum roots it'll be costly to check and see if there
are any missing csum roots, so simply add a flag to indicate the fs
should skip loading csums in case of errors.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: fix csum assert to check objectid of the root
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:46 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: fix csum assert to check objectid of the root

In the future we may have multiple csum roots, so simply check the
objectid is for a csum root instead of checking against ->csum_root.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: stop accessing ->extent_root directly
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:45 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: stop accessing ->extent_root directly

When we start having multiple extent roots we'll need to use a helper to
get to the correct extent_root.  Rename fs_info->extent_root to
_extent_root and convert all of the users of the extent root to using
the btrfs_extent_root() helper.  This will allow us to easily clean up
the remaining direct accesses in the future.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: init root block_rsv at init root time
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:44 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: init root block_rsv at init root time

In the future we're going to have multiple csum and extent root trees,
so init the roots block_rsv at setup_root time based on their root key
objectid.

Signed-off-by: Josef Bacik <josef@toxicpanda.com>
Reviewed-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
Signed-off-by: David Sterba <dsterba@suse.com>
2 years agobtrfs: don't use the extent_root in flush_space
Josef Bacik [Fri, 5 Nov 2021 20:45:43 +0000 (16:45 -0400)]
btrfs: don't use the extent_root in flush_space

We only need the root to start a transaction, and since it's a global
root we can pick anything, change to the tree_root as we'll have a lot
of extent roots in the future.

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