xfs: add block headers to realtime summary blocks

Upgrade rtsummary blocks to have self describing metadata like most
every other thing in XFS.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: encode the rtbitmap in big endian format

Currently, the ondisk realtime bitmap file is accessed in units of
32-bit words.  There's no endian translation of the contents of this
file, which means that the Bad Things Happen(tm) if you go from (say)
x86 to powerpc.  Since we have a new feature flag, let's take the
opportunity to enforce an endianness on the file.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: add block headers to realtime bitmap blocks

Upgrade rtbitmap blocks to have self describing metadata like most every
other thing in XFS.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: export the geometry of realtime groups to userspace

Create an ioctl so that the kernel can report the status of realtime
groups to userspace.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: define locking primitives for realtime groups

Define helper functions to lock all metadata inodes related to a
realtime group.  There's not much to look at now, but this will become
important when we add per-rtgroup metadata files and online fsck code
for them.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: record rt group superblock errors in the health system

Record the state of per-rtgroup metadata sickness in the rtgroup
structure for later reporting.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: add frextents to the lazysbcounters when rtgroups enabled

Make the free rt extent count a part of the lazy sb counters when the
realtime groups feature is enabled.  This is possible because the patch
to recompute frextents from the rtbitmap during log recovery predates
the code adding rtgroup support, hence we know that the value will
always be correct during runtime.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: add a helper to prevent bmap merges across rtgroup boundaries

Except for the rt superblock, realtime groups do not store any metadata
at the start (or end) of the group.  There is nothing to prevent the
bmap code from merging allocations from multiple groups into a single
bmap record.  Add a helper to check for this case.

Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
[djwong: massage the commit message after pulling this into rtgroups]
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: check that rtblock extents do not break rtsupers or rtgroups

Check that rt block pointers do not point to the realtime superblock and
that allocated rt space extents do not cross rtgroup boundaries.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: create a separate helper to validate rt freespace extents

Realtime allocation groups are not like AGs on the data device which
have a superblock to ensure that a space extent cannot ever cross an AG
boundary.  To make sharding and fsck easier, we would like for allocated
space extents in the realtime volume never to cross an rtgroup boundary.

Therefore, we need two rtblock/rtextent predicates here.  In the next
patch, the xfs_verify_rtbext helper will check that the arguments do not
cross an rtgroup boundary.

However, the rtbitmap/summary files can describe free space extents that
/do/ cross rtgroup boundaries.  For them, create a xfs_verify_rt_freesp
helper that doesn't care about rtgroup boundaries.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: export realtime group geometry via XFS_FSOP_GEOM

Export the realtime geometry information so that userspace can query it.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: grow the realtime section when realtime groups are enabled

Enable growing the rt section when realtime groups are enabled.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: update primary realtime super every time we update the primary fs super

Every time we update parts of the primary filesystem superblock that are
echoed in the primary rt super, we should update that primary realtime
super.  Avoid an ondisk log format change by using ordered buffers to
write the primary rt super.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: define the format of rt groups

Define the ondisk format of realtime group metadata, and a superblock
for realtime volumes.  rt supers are protected by a separate rocompat
bit so that we can leave them off if the rt device is zoned.

Add a xfs_sb_version_hasrtgroups so that xfs_repair knows how to zero
the tail of superblocks.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: create incore realtime group structures

Create an incore object that will contain information about a realtime
allocation group.  This will eventually enable us to shard the realtime
section in a similar manner to how we shard the data section.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_logprint: report realtime EFIs

Decode the EFI format just enough to report if an EFI targets the
realtime device or not.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: support error injection when freeing rt extents

A handful of fstests expect to be able to test what happens when extent
free intents fail to actually free the extent.  Now that we're
supporting EFIs for realtime extents, add to xfs_rtfree_extent the same
injection point that exists in the regular extent freeing code.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: support logging EFIs for realtime extents

Teach the EFI mechanism how to free realtime extents.  We're going to
need this to enforce proper ordering of operations when we enable
realtime rmap.

Declare a new log intent item type (XFS_LI_EFI_RT) and a separate defer
ops for rt extents.  This keeps the ondisk artifacts and processing code
completely separate between the rt and non-rt cases.  Hopefully this
will make it easier to debug filesystem problems.

Previous versions of this patch accomplished this by setting the high
bit in each rt EFI extent.  This was found to be less transparent by
reviewers.

[Contains a bug fix and cleanups from hch]

Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: simplify xfs_rtalloc_query_range

There isn't much of a good reason to pass the xfs_rtalloc_rec structures
that describe extents to xfs_rtalloc_query_range as we really just want
a lower and upper bound xfs_rtxnum_t.  Pass the rtxnum directly and
simply the interface.

Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: remove xfs_rtb_to_rtxrem

Simplify the number of block number conversion helpers by removing
xfs_rtb_to_rtxrem.  Any recent compiler is smart enough to eliminate
the double divisions if using separate xfs_rtb_to_rtx and
xfs_rtb_to_rtxoff calls.

Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

libxfs: remove duplicate rtalloc declarations in libxfs.h

These already come from xfs_rtbitmap.h.

Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
[djwong: libxfs, not xfs]
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: remove XFS_ILOCK_RT*

Now that we've centralized the realtime metadata locking routines, get
rid of the ILOCK subclasses since we now use explicit lockdep classes.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: allow setting current address to log blocks

Add commands so that users can target blocks on an external log device.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: convert rtsummary geometry

Teach the rtconvert command to be able to convert realtime blocks and
extents to locations within the rt summary.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: convert rtbitmap geometry

Teach the rtconvert command to be able to convert realtime blocks and
extents to locations within the rt bitmap.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: enable conversion of rt space units

Teach the xfs_db convert function about rt extents, rt block numbers,
and how to compute offsets within the rt bitmap and summary files.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: access arbitrary realtime blocks and extents

Add two commands to xfs_db so that we can point ourselves at any
arbitrary realtime block or extent.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: access realtime file blocks

Now that we have the ability to point the io cursor at the realtime
device, let's make it so that the "dblock" command can walk the contents
of realtime files.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: make the daddr command target the realtime device

Make it so that users can issue the command "daddr -r XXX" to select
disk block XXX on the realtime device.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: report the realtime device when associated with each io cursor

When db is reporting on an io cursor and the cursor points to the
realtime device, print that fact.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: support passing the realtime device to the debugger

Create a new -R flag so that sysadmins can pass the realtime device to
the xfs debugger.  Since we can now have superblocks on the rt device,
we need this to be able to inspect/dump/etc.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

mkfs: add a utility to generate protofiles

Add a new utility to generate mkfs protofiles from a directory tree.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

mkfs.xfs: enable metadata directories

Enable formatting filesystems with metadata directories.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: allow sysadmins to add metadata directories

Allow the sysadmin to use xfs_repair to upgrade an existing filesystem
to support metadata directories.  This will be needed to upgrade
filesystems to support realtime rmap and reflink.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: do not count metadata directory files when doing quotacheck

Previously, we stated that files in the metadata directory tree are not
counted in the dquot information.  Fix the offline quotacheck code in
xfs_repair and xfs_check to reflect this.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: truncate and unmark orphaned metadata inodes

If an inode claims to be a metadata inode but wasn't linked in either
directory tree, remove the attr fork and reset the data fork if the
contents weren't regular extent mappings before moving the inode to the
lost+found.

We don't ifree the inode, because it's possible that the inode was not
actually a metadata inode but simply got corrupted due to bitflips or
something, and we'd rather let the sysadmin examine what's left of the
file instead of photorec'ing it.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: drop all the metadata directory files during pass 4

Drop the entire metadata directory tree during pass 4 so that we can
reinitialize the entire tree in phase 6.  The existing metadata files
(rtbitmap, rtsummary, quotas) will be reattached to the newly rebuilt
directory tree.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: metadata dirs are never plausible root dirs

Metadata directories are never candidates to be the root of the
user-accessible directory tree.  Update has_plausible_rootdir to ignore
them all, as well as detecting the case where the superblock incorrectly
thinks both trees have the same root.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: adjust keep_fsinos to handle metadata directories

In keep_fsinos, mark the root of the metadata directory tree as inuse.
The realtime bitmap and summary files still come after the root
directories, so this is a fairly simple change to the loop test.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: mark space used by metadata files

Track space used by metadata files as a separate incore extent type.
This ensures that we can warn about cross-linked metadata files, even
though we are going to rebuild the entire metadata directory tree in the
end.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: pass private data pointer to scan_lbtree

Pass a private data pointer through scan_lbtree.  We'll use this
later when scanning the rtrmapbt to keep track of scan state.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: update incore metadata state whenever we create new files

Make sure that we update our incore metadata inode bookkeepping whenever
we create new metadata files.  There will be many more of these later.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: don't let metadata and regular files mix

Track whether or not inodes thought they were metadata inodes.  We
cannot allow metadata inodes to appear in the regular directory tree,
and we cannot allow regular inodes to appear in the metadata directory
tree.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: rebuild the metadata directory

Check the dirents in metadata directories for problems and repair them
if necessary.  Also make sure that the sb-rooted inodes (root, metadir
root, rt bitmap, rt summary) are always allocated in that order.

Note that xfs_repair will always rebuild the metadata directory tree
itself, so we only need to report problems, not fix them.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: check metadata inode flag

Check whether or not the metadata inode flag is set appropriately.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: refactor grabbing realtime metadata inodes

Create a helper function to grab a realtime metadata inode.  When
metadir arrives, the bitmap and summary inodes can float, so we'll
turn this function into a "load or allocate" function.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: refactor root directory initialization

Refactor root directory initialization into a separate function we can
call for both the root dir and the metadir.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: refactor marking of metadata inodes

Refactor the mechanics of marking a metadata inode into a helper
function so that we don't have to open-code that for every single
metadata inode.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: refactor fixing dotdot

Pull the code that fixes a directory's dot-dot entry into a separate
helper function so that we can call it on the rootdir and (later) the
metadir.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: dont check metadata directory dirent inumbers

Phase 6 always rebuilds the entire metadata directory tree, and repair
quietly ignores all the DIFLAG2_METADATA directory inodes that it finds.
As a result, none of the metadata directories are marked inuse in the
incore data.  Therefore, the is_inode_free checks are not valid for
anything we find in a metadata directory.

Therefore, avoid checking is_inode_free when scanning metadata directory
dirents.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: preserve the metadirino field when zeroing supers

The metadata directory root inumber is now the last field in the
superblock, so extend the zeroing code to know about that.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_scrub: re-run metafile scrubbers during phase 5

For metadata files on a metadir filesystem, re-run the scrubbers during
phase 5 to ensure that the metadata files are still connected.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_scrub: scan metadata directories during phase 3

Scan metadata directories for correctness during phase 3.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_spaceman: report health of metadir inodes too

If the filesystem has a metadata directory tree, we should include those
inodes in the health report.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_io: support scrubbing metadata directory paths

Support invoking the metadata directory path scrubber from xfs_io for
testing.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_io: support the bulkstat metadata directory flag

Support the new XFS_BULK_IREQ_METADIR flag for bulkstat commands.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: show the metadata root directory when dumping superblocks

Show the metadirino field when appropriate.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: support metadata directories in the path command

Teach the path command to traverse the metadata directory tree by
passing a '\' as the first letter in the path.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: don't obfuscate metadata directories and attributes

Don't obfuscate the directory and attribute names of metadata inodes.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: report metadir support for version command

Report metadir support if we have it enabled.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_db: basic xfs_check support for metadir

Support metadata directories in xfs_check.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_io: support scrubbing metadata directory paths

Support invoking the metadata directory path scrubber from xfs_io for
testing.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

libfrog: allow METADIR in xfrog_bulkstat_single5

This is a valid flag for a single-file bulkstat, so add that to the
filter.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

libfrog: report metadata directories in the geometry report

Report the presence of a metadata directory tree in the geometry report.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: enable metadata directory feature

Enable the metadata directory feature.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: check metadata directory file path connectivity

Create a new scrubber type that checks that well known metadata
directory paths are connected to the metadata inode that the incore
structures think is in use.  IOWs, check that "/quota/user" in the
metadata directory tree actually points to
mp->m_quotainfo->qi_uquotaip->i_ino.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: record health problems with the metadata directory

Make a report to the health monitoring subsystem any time we encounter
something in the metadata directory tree that looks like corruption.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: adjust xfs_bmap_add_attrfork for metadir

Online repair might use the xfs_bmap_add_attrfork to repair a file in
the metadata directory tree if (say) the metadata file lacks the correct
parent pointers.  In that case, it is not correct to check that the file
is dqattached -- metadata files must be not have /any/ dquot attached at
all.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: enable creation of dynamically allocated metadir path structures

Add a few helper functions so that it's possible to allocate
xfs_imeta_path objects dynamically, along with dynamically allocated
path components.  Eventually we're going to want to support paths of the
form "/realtime/$rtgroup.rmap", and this is necessary for that.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: allow bulkstat to return metadata directories

Allow the V5 bulkstat ioctl to return information about metadata
directory files so that xfs_scrub can find and scrub them, since they
are otherwise ordinary directories.

(Metadata files of course require per-file scrub code and hence do not
need exposure.)

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: advertise metadata directory feature

Advertise the existence of the metadata directory feature; this will be
used by scrub to decide if it needs to scan the metadir too.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: disable the agi rotor for metadata inodes

Ideally, we'd put all the metadata inodes in one place if we could, so
that the metadata all stay reasonably close together instead of
spreading out over the disk.  Furthermore, if the log is internal we'd
probably prefer to keep the metadata near the log.  Therefore, disable
AGI rotoring for metadata inode allocations.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: ensure metadata directory paths exist before creating files

Since xfs_imeta_create can create new metadata files arbitrarily deep in
the metadata directory tree, add a helper function that can ensure that
all directories in a path exist.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: read and write metadata inode directory

Plumb in the bits we need to look up metadata inode numbers from the
metadata inode directory and save them back.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: enforce metadata inode flag

Add checks for the metadata inode flag so that we don't ever leak
metadata inodes out to userspace, and we don't ever try to read a
regular inode as metadata.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: load metadata directory root at mount time

Load the metadata directory root inode into memory at mount time and
release it at unmount time.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: define the on-disk format for the metadir feature

Define the on-disk layout and feature flags for the metadata inode
directory feature.  Add a xfs_sb_version_hasmetadir for benefit of
xfs_repair, which needs to know where the new end of the superblock
lies.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: iget for metadata inodes

Create a xfs_imeta_iget function for metadata inodes to ensure that when
we try to iget a metadata file, the inobt thinks a metadata inode is in
use and that the file type matches what we are expecting.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: pass the icreate args object to xfs_dialloc

Pass the xfs_icreate_args object to xfs_dialloc since we can extract the
relevant mode (really just the file type) and parent inumber from there.
This simplifies the calling convention in preparation for the next
patch.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: upgrade an existing filesystem to have parent pointers

Upgrade an existing filesystem to have parent pointers.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: allow sysadmins to add reverse mapping indexes

Allow the sysadmin to use xfs_repair to upgrade an existing filesystem
to support the reverse mapping btree index.  This is needed for online
fsck.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: allow sysadmins to add reflink

Allow the sysadmin to use xfs_repair to upgrade an existing filesystem
to support the reference count btree, and therefore reflink.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_repair: allow sysadmins to add free inode btree indexes

Allow the sysadmin to use xfs_repair to upgrade an existing filesystem
to support the free inode btree.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: validate inumber in xfs_iget

Actually use the inumber validator to check the argument passed in here.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_io: add atomic file update commands to exercise file commit range

Add three commands to xfs_io so that we can exercise atomic file updates
as provided by reflink and the start-commit / commit-range functionality.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_io: add a commitrange option to the exchangerange command

Teach the xfs_io exchangerange command to be able to use the commit
range functionality so that we can test it piece by piece.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs_fsr: port to new file exchange library function

Port fsr to use the new libfrog library functions to handle exchanging
mappings between the target and donor files.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

libfrog: add support for commit range ioctl family

Add some library code to support the new file range commit ioctls.  This
will be used to test the atomic file commit functionality in fstests.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

man: document file range commit ioctls

Document the two new ioctls to support committing arbitrary dirty data
ranges of two files.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: introduce new file range commit ioctls

This patch introduces two more new ioctls to manage atomic updates to
file contents -- XFS_IOC_START_COMMIT and XFS_IOC_COMMIT_RANGE.  The
commit mechanism here is exactly the same as what XFS_IOC_EXCHANGE_RANGE
does, but with the additional requirement that file2 cannot have changed
since some sampling point.  The start-commit ioctl performs the sampling
of file attributes.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

mkfs: break up the rest of the rtinit() function

Break up this really long function into smaller functions that each do
one thing.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

mkfs: clean up the rtinit() function

Clean up some of the warts in this function, like the inconsistent use
of @i for @error, missing comments, and make this more visually pleasing
by adding some whitespace between major sections.  Some things are left
untouched for the next patch.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: get rid of xfs_ag_resv_rmapbt_alloc

Source kernel commit: 49cdc4e834e46d7c11a91d7adcfa04f56d19efaf

The pag in xfs_ag_resv_rmapbt_alloc() is already held when the struct
xfs_btree_cur is initialized in xfs_rmapbt_init_cursor(), so there is no
need to get pag again.

On the other hand, in xfs_rmapbt_free_block(), the similar function
xfs_ag_resv_rmapbt_free() was removed in commit 92a005448f6f ("xfs: get
rid of unnecessary xfs_perag_{get,put} pairs"), xfs_ag_resv_rmapbt_alloc()
was left because scrub used it, but now scrub has removed it. Therefore,
we could get rid of xfs_ag_resv_rmapbt_alloc() just like the rmap free
block, make the code cleaner.

Signed-off-by: Long Li <leo.lilong@huawei.com>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Signed-off-by: Chandan Babu R <chandanbabu@kernel.org>

xfs: background AIL push should target physical space

Source kernel commit: b50b4c49d8d79af05ac3bb3587f58589713139cc

Currently the AIL attempts to keep 25% of the "log space" free,
where the current used space is tracked by the reserve grant head.
That is, it tracks both physical space used plus the amount reserved
by transactions in progress.

When we start tail pushing, we are trying to make space for new
reservations by writing back older metadata and the log is generally
physically full of dirty metadata, and reservations for modifications
in flight take up whatever space the AIL can physically free up.

Hence we don't really need to take into account the reservation
space that has been used - we just need to keep the log tail moving
as fast as we can to free up space for more reservations to be made.
We know exactly how much physical space the journal is consuming in
the AIL (i.e. max LSN - min LSN) so we can base push thresholds
directly on this state rather than have to look at grant head
reservations to determine how much to physically push out of the
log.

This also allows code that needs to know if log items in the current
transaction need to be pushed or re-logged to simply sample the
current target - they don't need to calculate the current target
themselves. This avoids the need for any locking when doing such
checks.

Further, moving to a physical target means we don't need "push all
until empty semantics" like were introduced in the previous patch.
We can now test and clear the "push all" as a one-shot command to
set the target to the current head of the AIL. This allows the
xfsaild to maximise the use of log space right up to the point where
conditions indicate that the xfsaild is not keeping up with load and
it needs to work harder, and as soon as those constraints go away
(i.e. external code no longer needs everything pushed) the xfsaild
will return to maintaining the normal 25% free space thresholds.

Signed-off-by: Dave Chinner <dchinner@redhat.com>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Signed-off-by: Chandan Babu R <chandanbabu@kernel.org>

xfs: AIL doesn't need manual pushing

Source kernel commit: 9adf40249e6cfd7231c2973bb305f6c20902bfd9

We have a mechanism that checks the amount of log space remaining
available every time we make a transaction reservation. If the
amount of space is below a threshold (25% free) we push on the AIL
to tell it to do more work. To do this, we end up calculating the
LSN that the AIL needs to push to on every reservation and updating
the push target for the AIL with that new target LSN.

This is silly and expensive. The AIL is perfectly capable of
calculating the push target itself, and it will always be running
when the AIL contains objects.

What the target does is determine if the AIL needs to do
any work before it goes back to sleep. If we haven't run out of
reservation space or memory (or some other push all trigger), it
will simply go back to sleep for a while if there is more than 25%
of the journal space free without doing anything.

If there are items in the AIL at a lower LSN than the target, it
will try to push up to the target or to the point of getting stuck
before going back to sleep and trying again soon after.`

Hence we can modify the AIL to calculate it's own 25% push target
before it starts a push using the same reserve grant head based
calculation as is currently used, and remove all the places where we
ask the AIL to push to a new 25% free target. We can also drop the
minimum free space size of 256BBs from the calculation because the
25% of a minimum sized log is *always going to be larger than
256BBs.

This does still require a manual push in certain circumstances.
These circumstances arise when the AIL is not full, but the
reservation grants consume the entire of the free space in the log.
In this case, we still need to push on the AIL to free up space, so
when we hit this condition (i.e. reservation going to sleep to wait
on log space) we do a single push to tell the AIL it should empty
itself. This will keep the AIL moving as new reservations come in
and want more space, rather than keep queuing them and having to
push the AIL repeatedly.

The reason for using the "push all" when grant space runs out is
that we can run out of grant space when there is more than 25% of
the log free. Small logs are notorious for this, and we have a hack
in the log callback code (xlog_state_set_callback()) where we push
the AIL because the *head* moved) to ensure that we kick the AIL
when we consume space in it because that can push us over the "less
than 25% available" available that starts tail pushing back up
again.

Hence when we run out of grant space and are going to sleep, we have
to consider that the grant space may be consuming almost all the log
space and there is almost nothing in the AIL. In this situation, the
AIL pins the tail and moving the tail forwards is the only way the
grant space will come available, so we have to force the AIL to push
everything to guarantee grant space will eventually be returned.
Hence triggering a "push all" just before sleeping removes all the
nasty corner cases we have in other parts of the code that work
around the "we didn't ask the AIL to push enough to free grant
space" condition that leads to log space hangs...

Signed-off-by: Dave Chinner <dchinner@redhat.com>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Signed-off-by: Chandan Babu R <chandanbabu@kernel.org>

From 94a0333b9212a114d19096a77903f76d0d5bca26 Mon Sep 17 00:00:00 2001
Subject: xfs: Avoid races with cnt_btree lastrec updates

A concurrent file creation and little writing could unexpectedly return
-ENOSPC error since there is a race window that the allocator could get
the wrong agf->agf_longest.

Write file process steps:
1) Find the entry that best meets the conditions, then calculate the start
   address and length of the remaining part of the entry after allocation.
2) Delete this entry and update the -current- agf->agf_longest.
3) Insert the remaining unused parts of this entry based on the
   calculations in 1), and update the agf->agf_longest again if necessary.

Create file process steps:
1) Check whether there are free inodes in the inode chunk.
2) If there is no free inode, check whether there has space for creating
   inode chunks, perform the no-lock judgment first.
3) If the judgment succeeds, the judgment is performed again with agf lock
   held. Otherwire, an error is returned directly.

If the write process is in step 2) but not go to 3) yet, the create file
process goes to 2) at this time, it may be mistaken for no space,
resulting in the file system still has space but the file creation fails.

We have sent two different commits to the community in order to fix this
problem[1][2]. Unfortunately, both solutions have flaws. In [2], I
discussed with Dave and Darrick, realized that a better solution to this
problem requires the "last cnt record tracking" to be ripped out of the
generic btree code. And surprisingly, Dave directly provided his fix code.
This patch includes appropriate modifications based on his tmp-code to
address this issue.

The entire fix can be roughly divided into two parts:
1) Delete the code related to lastrec-update in the generic btree code.
2) Place the process of updating longest freespace with cntbt separately
   to the end of the cntbt modifications. Move the cursor to the rightmost
   firstly, and update the longest free extent based on the record.

Note that we can not update the longest with xfs_alloc_get_rec() after
find the longest record, as xfs_verify_agbno() may not pass because
pag->block_count is updated on the outside. Therefore, use
xfs_btree_get_rec() as a replacement.

[1] https://lore.kernel.org/all/20240419061848.1032366-2-yebin10@huawei.com
[2] https://lore.kernel.org/all/20240604071121.3981686-1-wozizhi@huawei.com

Reported by: Ye Bin <yebin10@huawei.com>

Signed-off-by: Zizhi Wo <wozizhi@huawei.com>
Reviewed-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Signed-off-by: Chandan Babu R <chandanbabu@kernel.org>

xfs: move xfs_refcount_update_defer_add to xfs_refcount_item.c

Move the code that adds the incore xfs_refcount_update_item deferred
work data to a transaction live with the CUI log item code.  This means
that the refcount code no longer has to know about the inner workings of
the CUI log items.

As a consequence, we can get rid of the _{get,put}_group helpers.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: simplify usage of the rcur local variable in xfs_refcount_finish_one

Only update rcur when we know the final *pcur value.

Inspired-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
[djwong: don't leave the caller with a dangling ref]
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: don't bother calling xfs_refcount_finish_one_cleanup in xfs_refcount_finish_one

In xfs_refcount_finish_one we know the cursor is non-zero when calling
xfs_refcount_finish_one_cleanup and we pass a 0 error variable.  This
means xfs_refcount_finish_one_cleanup is just doing a
xfs_btree_del_cursor.

Open code that and move xfs_refcount_finish_one_cleanup to
fs/xfs/xfs_refcount_item.c.

Inspired-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>

xfs: reuse xfs_refcount_update_cancel_item

Reuse xfs_refcount_update_cancel_item to put the AG/RTG and free the
item in a few places that currently open code the logic.

Inspired-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>