Quelle  super.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * bcachefs setup/teardown code, and some metadata io - read a superblock and
 * figure out what to do with it.
 *
 * Copyright 2010, 2011 Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
 * Copyright 2012 Google, Inc.
 */

#include "bcachefs.h"
#include "alloc_background.h"
#include "alloc_foreground.h"
#include "async_objs.h"
#include "backpointers.h"
#include "bkey_sort.h"
#include "btree_cache.h"
#include "btree_gc.h"
#include "btree_journal_iter.h"
#include "btree_key_cache.h"
#include "btree_node_scan.h"
#include "btree_update_interior.h"
#include "btree_io.h"
#include "btree_write_buffer.h"
#include "buckets_waiting_for_journal.h"
#include "chardev.h"
#include "checksum.h"
#include "clock.h"
#include "compress.h"
#include "debug.h"
#include "disk_accounting.h"
#include "disk_groups.h"
#include "ec.h"
#include "enumerated_ref.h"
#include "errcode.h"
#include "error.h"
#include "fs.h"
#include "fs-io.h"
#include "fs-io-buffered.h"
#include "fs-io-direct.h"
#include "fsck.h"
#include "inode.h"
#include "io_read.h"
#include "io_write.h"
#include "journal.h"
#include "journal_reclaim.h"
#include "journal_seq_blacklist.h"
#include "move.h"
#include "migrate.h"
#include "movinggc.h"
#include "nocow_locking.h"
#include "quota.h"
#include "rebalance.h"
#include "recovery.h"
#include "recovery_passes.h"
#include "replicas.h"
#include "sb-clean.h"
#include "sb-counters.h"
#include "sb-errors.h"
#include "sb-members.h"
#include "snapshot.h"
#include "subvolume.h"
#include "super.h"
#include "super-io.h"
#include "sysfs.h"
#include "thread_with_file.h"
#include "trace.h"

#include <linux/backing-dev.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/idr.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/percpu.h>
#include <linux/random.h>
#include <linux/sysfs.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Kent Overstreet ");
MODULE_DESCRIPTION("bcachefs filesystem");

typedef DARRAY(struct bch_sb_handle) bch_sb_handles;

#define x(n)  #n,
const char * const bch2_fs_flag_strs[] = {
 BCH_FS_FLAGS()
 NULL
};

const char * const bch2_write_refs[] = {
 BCH_WRITE_REFS()
 NULL
};

const char * const bch2_dev_read_refs[] = {
 BCH_DEV_READ_REFS()
 NULL
};

const char * const bch2_dev_write_refs[] = {
 BCH_DEV_WRITE_REFS()
 NULL
};
#undef x

static void __bch2_print_str(struct bch_fs *c, const char *prefix,
        const char *str)
{
#ifdef __KERNEL__
 struct stdio_redirect *stdio = bch2_fs_stdio_redirect(c);

 if (unlikely(stdio)) {
  bch2_stdio_redirect_printf(stdio, true, "%s", str);
  return;
 }
#endif
 bch2_print_string_as_lines(KERN_ERR, str);
}

void bch2_print_str(struct bch_fs *c, const char *prefix, const char *str)
{
 __bch2_print_str(c, prefix, str);
}

__printf(2, 0)
static void bch2_print_maybe_redirect(struct stdio_redirect *stdio, const char *fmt, va_list args)
{
#ifdef __KERNEL__
 if (unlikely(stdio)) {
  if (fmt[0] == KERN_SOH[0])
   fmt += 2;

  bch2_stdio_redirect_vprintf(stdio, true, fmt, args);
  return;
 }
#endif
 vprintk(fmt, args);
}

void bch2_print_opts(struct bch_opts *opts, const char *fmt, ...)
{
 struct stdio_redirect *stdio = (void *)(unsigned long)opts->stdio;

 va_list args;
 va_start(args, fmt);
 bch2_print_maybe_redirect(stdio, fmt, args);
 va_end(args);
}

void __bch2_print(struct bch_fs *c, const char *fmt, ...)
{
 struct stdio_redirect *stdio = bch2_fs_stdio_redirect(c);

 va_list args;
 va_start(args, fmt);
 bch2_print_maybe_redirect(stdio, fmt, args);
 va_end(args);
}

#define KTYPE(type)       \
static const struct attribute_group type ## _group = {   \
 .attrs = type ## _files      \
};         \
         \
static const struct attribute_group *type ## _groups[] = {  \
 &type ## _group,      \
 NULL        \
};         \
         \
static const struct kobj_type type ## _ktype = {   \
 .release = type ## _release,    \
 .sysfs_ops = &type ## _sysfs_ops,    \
 .default_groups = type ## _groups    \
}

static void bch2_fs_release(struct kobject *);
static void bch2_dev_release(struct kobject *);
static void bch2_fs_counters_release(struct kobject *k)
{
}

static void bch2_fs_internal_release(struct kobject *k)
{
}

static void bch2_fs_opts_dir_release(struct kobject *k)
{
}

static void bch2_fs_time_stats_release(struct kobject *k)
{
}

KTYPE(bch2_fs);
KTYPE(bch2_fs_counters);
KTYPE(bch2_fs_internal);
KTYPE(bch2_fs_opts_dir);
KTYPE(bch2_fs_time_stats);
KTYPE(bch2_dev);

static struct kset *bcachefs_kset;
static LIST_HEAD(bch_fs_list);
static DEFINE_MUTEX(bch_fs_list_lock);

DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(bch2_read_only_wait);

static void bch2_dev_unlink(struct bch_dev *);
static void bch2_dev_free(struct bch_dev *);
static int bch2_dev_alloc(struct bch_fs *, unsigned);
static int bch2_dev_sysfs_online(struct bch_fs *, struct bch_dev *);
static void bch2_dev_io_ref_stop(struct bch_dev *, int);
static void __bch2_dev_read_only(struct bch_fs *, struct bch_dev *);

struct bch_fs *bch2_dev_to_fs(dev_t dev)
{
 guard(mutex)(&bch_fs_list_lock);
 guard(rcu)();

 struct bch_fs *c;
 list_for_each_entry(c, &bch_fs_list, list)
  for_each_member_device_rcu(c, ca, NULL)
   if (ca->disk_sb.bdev && ca->disk_sb.bdev->bd_dev == dev) {
    closure_get(&c->cl);
    return c;
   }
 return NULL;
}

static struct bch_fs *__bch2_uuid_to_fs(__uuid_t uuid)
{
 struct bch_fs *c;

 lockdep_assert_held(&bch_fs_list_lock);

 list_for_each_entry(c, &bch_fs_list, list)
  if (!memcmp(&c->disk_sb.sb->uuid, &uuid, sizeof(uuid)))
   return c;

 return NULL;
}

struct bch_fs *bch2_uuid_to_fs(__uuid_t uuid)
{
 struct bch_fs *c;

 mutex_lock(&bch_fs_list_lock);
 c = __bch2_uuid_to_fs(uuid);
 if (c)
  closure_get(&c->cl);
 mutex_unlock(&bch_fs_list_lock);

 return c;
}

/* Filesystem RO/RW: */

/*
 * For startup/shutdown of RW stuff, the dependencies are:
 *
 * - foreground writes depend on copygc and rebalance (to free up space)
 *
 * - copygc and rebalance depend on mark and sweep gc (they actually probably
 *   don't because they either reserve ahead of time or don't block if
 *   allocations fail, but allocations can require mark and sweep gc to run
 *   because of generation number wraparound)
 *
 * - all of the above depends on the allocator threads
 *
 * - allocator depends on the journal (when it rewrites prios and gens)
 */

static void __bch2_fs_read_only(struct bch_fs *c)
{
 unsigned clean_passes = 0;
 u64 seq = 0;

 bch2_fs_ec_stop(c);
 bch2_open_buckets_stop(c, NULL, true);
 bch2_rebalance_stop(c);
 bch2_copygc_stop(c);
 bch2_fs_ec_flush(c);

 bch_verbose(c, "flushing journal and stopping allocators, journal seq %llu",
      journal_cur_seq(&c->journal));

 do {
  clean_passes++;

  if (bch2_btree_interior_updates_flush(c) ||
      bch2_btree_write_buffer_flush_going_ro(c) ||
      bch2_journal_flush_all_pins(&c->journal) ||
      bch2_btree_flush_all_writes(c) ||
      seq != atomic64_read(&c->journal.seq)) {
   seq = atomic64_read(&c->journal.seq);
   clean_passes = 0;
  }
 } while (clean_passes < 2);

 bch_verbose(c, "flushing journal and stopping allocators complete, journal seq %llu",
      journal_cur_seq(&c->journal));

 if (test_bit(JOURNAL_replay_done, &c->journal.flags) &&
     !test_bit(BCH_FS_emergency_ro, &c->flags))
  set_bit(BCH_FS_clean_shutdown, &c->flags);

 bch2_fs_journal_stop(&c->journal);

 bch_info(c, "%sclean shutdown complete, journal seq %llu",
   test_bit(BCH_FS_clean_shutdown, &c->flags) ? "" : "un",
   c->journal.seq_ondisk);

 /*
 * After stopping journal:
 */
 for_each_member_device(c, ca) {
  bch2_dev_io_ref_stop(ca, WRITE);
  bch2_dev_allocator_remove(c, ca);
 }
}

static void bch2_writes_disabled(struct enumerated_ref *writes)
{
 struct bch_fs *c = container_of(writes, struct bch_fs, writes);

 set_bit(BCH_FS_write_disable_complete, &c->flags);
 wake_up(&bch2_read_only_wait);
}

void bch2_fs_read_only(struct bch_fs *c)
{
 if (!test_bit(BCH_FS_rw, &c->flags)) {
  bch2_journal_reclaim_stop(&c->journal);
  return;
 }

 BUG_ON(test_bit(BCH_FS_write_disable_complete, &c->flags));

 bch_verbose(c, "going read-only");

 /*
 * Block new foreground-end write operations from starting - any new
 * writes will return -EROFS:
 */
 set_bit(BCH_FS_going_ro, &c->flags);
 enumerated_ref_stop_async(&c->writes);

 /*
 * If we're not doing an emergency shutdown, we want to wait on
 * outstanding writes to complete so they don't see spurious errors due
 * to shutting down the allocator:
 *
 * If we are doing an emergency shutdown outstanding writes may
 * hang until we shutdown the allocator so we don't want to wait
 * on outstanding writes before shutting everything down - but
 * we do need to wait on them before returning and signalling
 * that going RO is complete:
 */
 wait_event(bch2_read_only_wait,
     test_bit(BCH_FS_write_disable_complete, &c->flags) ||
     test_bit(BCH_FS_emergency_ro, &c->flags));

 bool writes_disabled = test_bit(BCH_FS_write_disable_complete, &c->flags);
 if (writes_disabled)
  bch_verbose(c, "finished waiting for writes to stop");

 __bch2_fs_read_only(c);

 wait_event(bch2_read_only_wait,
     test_bit(BCH_FS_write_disable_complete, &c->flags));

 if (!writes_disabled)
  bch_verbose(c, "finished waiting for writes to stop");

 clear_bit(BCH_FS_write_disable_complete, &c->flags);
 clear_bit(BCH_FS_going_ro, &c->flags);
 clear_bit(BCH_FS_rw, &c->flags);

 if (!bch2_journal_error(&c->journal) &&
     !test_bit(BCH_FS_error, &c->flags) &&
     !test_bit(BCH_FS_emergency_ro, &c->flags) &&
     test_bit(BCH_FS_started, &c->flags) &&
     test_bit(BCH_FS_clean_shutdown, &c->flags) &&
     c->recovery.pass_done >= BCH_RECOVERY_PASS_journal_replay) {
  BUG_ON(c->journal.last_empty_seq != journal_cur_seq(&c->journal));
  BUG_ON(atomic_long_read(&c->btree_cache.nr_dirty));
  BUG_ON(atomic_long_read(&c->btree_key_cache.nr_dirty));
  BUG_ON(c->btree_write_buffer.inc.keys.nr);
  BUG_ON(c->btree_write_buffer.flushing.keys.nr);
  bch2_verify_accounting_clean(c);

  bch_verbose(c, "marking filesystem clean");
  bch2_fs_mark_clean(c);
 } else {
  /* Make sure error counts/counters are persisted */
  mutex_lock(&c->sb_lock);
  bch2_write_super(c);
  mutex_unlock(&c->sb_lock);

  bch_verbose(c, "done going read-only, filesystem not clean");
 }
}

static void bch2_fs_read_only_work(struct work_struct *work)
{
 struct bch_fs *c =
  container_of(work, struct bch_fs, read_only_work);

 down_write(&c->state_lock);
 bch2_fs_read_only(c);
 up_write(&c->state_lock);
}

static void bch2_fs_read_only_async(struct bch_fs *c)
{
 queue_work(system_long_wq, &c->read_only_work);
}

bool bch2_fs_emergency_read_only(struct bch_fs *c)
{
 bool ret = !test_and_set_bit(BCH_FS_emergency_ro, &c->flags);

 bch2_journal_halt(&c->journal);
 bch2_fs_read_only_async(c);

 wake_up(&bch2_read_only_wait);
 return ret;
}

static bool __bch2_fs_emergency_read_only2(struct bch_fs *c, struct printbuf *out,
        bool locked)
{
 bool ret = !test_and_set_bit(BCH_FS_emergency_ro, &c->flags);

 if (!locked)
  bch2_journal_halt(&c->journal);
 else
  bch2_journal_halt_locked(&c->journal);
 bch2_fs_read_only_async(c);
 wake_up(&bch2_read_only_wait);

 if (ret)
  prt_printf(out, "emergency read only at seq %llu\n",
      journal_cur_seq(&c->journal));

 return ret;
}

bool bch2_fs_emergency_read_only2(struct bch_fs *c, struct printbuf *out)
{
 return __bch2_fs_emergency_read_only2(c, out, false);
}

bool bch2_fs_emergency_read_only_locked(struct bch_fs *c)
{
 bool ret = !test_and_set_bit(BCH_FS_emergency_ro, &c->flags);

 bch2_journal_halt_locked(&c->journal);
 bch2_fs_read_only_async(c);

 wake_up(&bch2_read_only_wait);
 return ret;
}

static int __bch2_fs_read_write(struct bch_fs *c, bool early)
{
 int ret;

 BUG_ON(!test_bit(BCH_FS_may_go_rw, &c->flags));

 if (WARN_ON(c->sb.features & BIT_ULL(BCH_FEATURE_no_alloc_info)))
  return bch_err_throw(c, erofs_no_alloc_info);

 if (test_bit(BCH_FS_initial_gc_unfixed, &c->flags)) {
  bch_err(c, "cannot go rw, unfixed btree errors");
  return bch_err_throw(c, erofs_unfixed_errors);
 }

 if (c->sb.features & BIT_ULL(BCH_FEATURE_small_image)) {
  bch_err(c, "cannot go rw, filesystem is an unresized image file");
  return bch_err_throw(c, erofs_filesystem_full);
 }

 if (test_bit(BCH_FS_rw, &c->flags))
  return 0;

 bch_info(c, "going read-write");

 ret = bch2_fs_init_rw(c);
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_sb_members_v2_init(c);
 if (ret)
  goto err;

 clear_bit(BCH_FS_clean_shutdown, &c->flags);

 scoped_guard(rcu)
  for_each_online_member_rcu(c, ca)
   if (ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_rw) {
    bch2_dev_allocator_add(c, ca);
    enumerated_ref_start(&ca->io_ref[WRITE]);
   }

 bch2_recalc_capacity(c);

 /*
 * First journal write must be a flush write: after a clean shutdown we
 * don't read the journal, so the first journal write may end up
 * overwriting whatever was there previously, and there must always be
 * at least one non-flush write in the journal or recovery will fail:
 */
 spin_lock(&c->journal.lock);
 set_bit(JOURNAL_need_flush_write, &c->journal.flags);
 set_bit(JOURNAL_running, &c->journal.flags);
 bch2_journal_space_available(&c->journal);
 spin_unlock(&c->journal.lock);

 ret = bch2_fs_mark_dirty(c);
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_journal_reclaim_start(&c->journal);
 if (ret)
  goto err;

 set_bit(BCH_FS_rw, &c->flags);
 set_bit(BCH_FS_was_rw, &c->flags);

 enumerated_ref_start(&c->writes);

 ret = bch2_copygc_start(c);
 if (ret) {
  bch_err_msg(c, ret, "error starting copygc thread");
  goto err;
 }

 ret = bch2_rebalance_start(c);
 if (ret) {
  bch_err_msg(c, ret, "error starting rebalance thread");
  goto err;
 }

 bch2_do_discards(c);
 bch2_do_invalidates(c);
 bch2_do_stripe_deletes(c);
 bch2_do_pending_node_rewrites(c);
 return 0;
err:
 if (test_bit(BCH_FS_rw, &c->flags))
  bch2_fs_read_only(c);
 else
  __bch2_fs_read_only(c);
 return ret;
}

int bch2_fs_read_write(struct bch_fs *c)
{
 if (c->opts.recovery_pass_last &&
     c->opts.recovery_pass_last < BCH_RECOVERY_PASS_journal_replay)
  return bch_err_throw(c, erofs_norecovery);

 if (c->opts.nochanges)
  return bch_err_throw(c, erofs_nochanges);

 if (c->sb.features & BIT_ULL(BCH_FEATURE_no_alloc_info))
  return bch_err_throw(c, erofs_no_alloc_info);

 return __bch2_fs_read_write(c, false);
}

int bch2_fs_read_write_early(struct bch_fs *c)
{
 down_write(&c->state_lock);
 int ret = __bch2_fs_read_write(c, true);
 up_write(&c->state_lock);

 return ret;
}

/* Filesystem startup/shutdown: */

static void __bch2_fs_free(struct bch_fs *c)
{
 for (unsigned i = 0; i < BCH_TIME_STAT_NR; i++)
  bch2_time_stats_exit(&c->times[i]);

#ifdef CONFIG_UNICODE
 utf8_unload(c->cf_encoding);
#endif

 bch2_find_btree_nodes_exit(&c->found_btree_nodes);
 bch2_free_pending_node_rewrites(c);
 bch2_free_fsck_errs(c);
 bch2_fs_vfs_exit(c);
 bch2_fs_snapshots_exit(c);
 bch2_fs_sb_errors_exit(c);
 bch2_fs_replicas_exit(c);
 bch2_fs_rebalance_exit(c);
 bch2_fs_quota_exit(c);
 bch2_fs_nocow_locking_exit(c);
 bch2_fs_journal_exit(&c->journal);
 bch2_fs_fs_io_direct_exit(c);
 bch2_fs_fs_io_buffered_exit(c);
 bch2_fs_fsio_exit(c);
 bch2_fs_io_write_exit(c);
 bch2_fs_io_read_exit(c);
 bch2_fs_encryption_exit(c);
 bch2_fs_ec_exit(c);
 bch2_fs_counters_exit(c);
 bch2_fs_compress_exit(c);
 bch2_io_clock_exit(&c->io_clock[WRITE]);
 bch2_io_clock_exit(&c->io_clock[READ]);
 bch2_fs_buckets_waiting_for_journal_exit(c);
 bch2_fs_btree_write_buffer_exit(c);
 bch2_fs_btree_key_cache_exit(&c->btree_key_cache);
 bch2_fs_btree_iter_exit(c);
 bch2_fs_btree_interior_update_exit(c);
 bch2_fs_btree_cache_exit(c);
 bch2_fs_accounting_exit(c);
 bch2_fs_async_obj_exit(c);
 bch2_journal_keys_put_initial(c);
 bch2_find_btree_nodes_exit(&c->found_btree_nodes);

 BUG_ON(atomic_read(&c->journal_keys.ref));
 percpu_free_rwsem(&c->mark_lock);
 if (c->online_reserved) {
  u64 v = percpu_u64_get(c->online_reserved);
  WARN(v, "online_reserved not 0 at shutdown: %lli", v);
  free_percpu(c->online_reserved);
 }

 darray_exit(&c->incompat_versions_requested);
 darray_exit(&c->btree_roots_extra);
 free_percpu(c->pcpu);
 free_percpu(c->usage);
 mempool_exit(&c->large_bkey_pool);
 mempool_exit(&c->btree_bounce_pool);
 bioset_exit(&c->btree_bio);
 mempool_exit(&c->fill_iter);
 enumerated_ref_exit(&c->writes);
 kfree(rcu_dereference_protected(c->disk_groups, 1));
 kfree(c->journal_seq_blacklist_table);

 if (c->write_ref_wq)
  destroy_workqueue(c->write_ref_wq);
 if (c->btree_write_submit_wq)
  destroy_workqueue(c->btree_write_submit_wq);
 if (c->btree_read_complete_wq)
  destroy_workqueue(c->btree_read_complete_wq);
 if (c->copygc_wq)
  destroy_workqueue(c->copygc_wq);
 if (c->btree_write_complete_wq)
  destroy_workqueue(c->btree_write_complete_wq);
 if (c->btree_update_wq)
  destroy_workqueue(c->btree_update_wq);

 bch2_free_super(&c->disk_sb);
 kvfree(c);
 module_put(THIS_MODULE);
}

static void bch2_fs_release(struct kobject *kobj)
{
 struct bch_fs *c = container_of(kobj, struct bch_fs, kobj);

 __bch2_fs_free(c);
}

void __bch2_fs_stop(struct bch_fs *c)
{
 bch_verbose(c, "shutting down");

 set_bit(BCH_FS_stopping, &c->flags);

 down_write(&c->state_lock);
 bch2_fs_read_only(c);
 up_write(&c->state_lock);

 for (unsigned i = 0; i < c->sb.nr_devices; i++) {
  struct bch_dev *ca = rcu_dereference_protected(c->devs[i], true);
  if (ca)
   bch2_dev_io_ref_stop(ca, READ);
 }

 for_each_member_device(c, ca)
  bch2_dev_unlink(ca);

 if (c->kobj.state_in_sysfs)
  kobject_del(&c->kobj);

 bch2_fs_debug_exit(c);
 bch2_fs_chardev_exit(c);

 bch2_ro_ref_put(c);
 wait_event(c->ro_ref_wait, !refcount_read(&c->ro_ref));

 kobject_put(&c->counters_kobj);
 kobject_put(&c->time_stats);
 kobject_put(&c->opts_dir);
 kobject_put(&c->internal);

 /* btree prefetch might have kicked off reads in the background: */
 bch2_btree_flush_all_reads(c);

 for_each_member_device(c, ca)
  cancel_work_sync(&ca->io_error_work);

 cancel_work_sync(&c->read_only_work);
}

void bch2_fs_free(struct bch_fs *c)
{
 mutex_lock(&bch_fs_list_lock);
 list_del(&c->list);
 mutex_unlock(&bch_fs_list_lock);

 closure_sync(&c->cl);
 closure_debug_destroy(&c->cl);

 for (unsigned i = 0; i < c->sb.nr_devices; i++) {
  struct bch_dev *ca = rcu_dereference_protected(c->devs[i], true);

  if (ca) {
   EBUG_ON(atomic_long_read(&ca->ref) != 1);
   bch2_dev_io_ref_stop(ca, READ);
   bch2_free_super(&ca->disk_sb);
   bch2_dev_free(ca);
  }
 }

 bch_verbose(c, "shutdown complete");

 kobject_put(&c->kobj);
}

void bch2_fs_stop(struct bch_fs *c)
{
 __bch2_fs_stop(c);
 bch2_fs_free(c);
}

static int bch2_fs_online(struct bch_fs *c)
{
 int ret = 0;

 lockdep_assert_held(&bch_fs_list_lock);

 if (c->sb.multi_device &&
     __bch2_uuid_to_fs(c->sb.uuid)) {
  bch_err(c, "filesystem UUID already open");
  return bch_err_throw(c, filesystem_uuid_already_open);
 }

 ret = bch2_fs_chardev_init(c);
 if (ret) {
  bch_err(c, "error creating character device");
  return ret;
 }

 bch2_fs_debug_init(c);

 ret = (c->sb.multi_device
        ? kobject_add(&c->kobj, NULL, "%pU", c->sb.user_uuid.b)
        : kobject_add(&c->kobj, NULL, "%s", c->name)) ?:
     kobject_add(&c->internal, &c->kobj, "internal") ?:
     kobject_add(&c->opts_dir, &c->kobj, "options") ?:
#ifndef CONFIG_BCACHEFS_NO_LATENCY_ACCT
     kobject_add(&c->time_stats, &c->kobj, "time_stats") ?:
#endif
     kobject_add(&c->counters_kobj, &c->kobj, "counters") ?:
     bch2_opts_create_sysfs_files(&c->opts_dir, OPT_FS);
 if (ret) {
  bch_err(c, "error creating sysfs objects");
  return ret;
 }

 down_write(&c->state_lock);

 for_each_member_device(c, ca) {
  ret = bch2_dev_sysfs_online(c, ca);
  if (ret) {
   bch_err(c, "error creating sysfs objects");
   bch2_dev_put(ca);
   goto err;
  }
 }

 BUG_ON(!list_empty(&c->list));
 list_add(&c->list, &bch_fs_list);
err:
 up_write(&c->state_lock);
 return ret;
}

int bch2_fs_init_rw(struct bch_fs *c)
{
 if (test_bit(BCH_FS_rw_init_done, &c->flags))
  return 0;

 if (!(c->btree_update_wq = alloc_workqueue("bcachefs",
    WQ_HIGHPRI|WQ_FREEZABLE|WQ_MEM_RECLAIM|WQ_UNBOUND, 512)) ||
     !(c->btree_write_complete_wq = alloc_workqueue("bcachefs_btree_write_complete",
    WQ_HIGHPRI|WQ_FREEZABLE|WQ_MEM_RECLAIM, 1)) ||
     !(c->copygc_wq = alloc_workqueue("bcachefs_copygc",
    WQ_HIGHPRI|WQ_FREEZABLE|WQ_MEM_RECLAIM|WQ_CPU_INTENSIVE, 1)) ||
     !(c->btree_write_submit_wq = alloc_workqueue("bcachefs_btree_write_sumit",
    WQ_HIGHPRI|WQ_FREEZABLE|WQ_MEM_RECLAIM, 1)) ||
     !(c->write_ref_wq = alloc_workqueue("bcachefs_write_ref",
    WQ_FREEZABLE, 0)))
  return bch_err_throw(c, ENOMEM_fs_other_alloc);

 int ret = bch2_fs_btree_interior_update_init(c) ?:
  bch2_fs_btree_write_buffer_init(c) ?:
  bch2_fs_fs_io_buffered_init(c) ?:
  bch2_fs_io_write_init(c) ?:
  bch2_fs_journal_init(&c->journal);
 if (ret)
  return ret;

 set_bit(BCH_FS_rw_init_done, &c->flags);
 return 0;
}

static struct bch_fs *bch2_fs_alloc(struct bch_sb *sb, struct bch_opts *opts,
        bch_sb_handles *sbs)
{
 struct bch_fs *c;
 struct printbuf name = PRINTBUF;
 unsigned i, iter_size;
 int ret = 0;

 c = kvmalloc(sizeof(struct bch_fs), GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
 if (!c) {
  c = ERR_PTR(-BCH_ERR_ENOMEM_fs_alloc);
  goto out;
 }

 c->stdio = (void *)(unsigned long) opts->stdio;

 __module_get(THIS_MODULE);

 closure_init(&c->cl, NULL);

 c->kobj.kset = bcachefs_kset;
 kobject_init(&c->kobj, &bch2_fs_ktype);
 kobject_init(&c->internal, &bch2_fs_internal_ktype);
 kobject_init(&c->opts_dir, &bch2_fs_opts_dir_ktype);
 kobject_init(&c->time_stats, &bch2_fs_time_stats_ktype);
 kobject_init(&c->counters_kobj, &bch2_fs_counters_ktype);

 c->minor  = -1;
 c->disk_sb.fs_sb = true;

 init_rwsem(&c->state_lock);
 mutex_init(&c->sb_lock);
 mutex_init(&c->replicas_gc_lock);
 mutex_init(&c->btree_root_lock);
 INIT_WORK(&c->read_only_work, bch2_fs_read_only_work);

 refcount_set(&c->ro_ref, 1);
 init_waitqueue_head(&c->ro_ref_wait);

 for (i = 0; i < BCH_TIME_STAT_NR; i++)
  bch2_time_stats_init(&c->times[i]);

 bch2_fs_allocator_background_init(c);
 bch2_fs_allocator_foreground_init(c);
 bch2_fs_btree_cache_init_early(&c->btree_cache);
 bch2_fs_btree_gc_init_early(c);
 bch2_fs_btree_interior_update_init_early(c);
 bch2_fs_btree_iter_init_early(c);
 bch2_fs_btree_key_cache_init_early(&c->btree_key_cache);
 bch2_fs_btree_write_buffer_init_early(c);
 bch2_fs_copygc_init(c);
 bch2_fs_ec_init_early(c);
 bch2_fs_journal_init_early(&c->journal);
 bch2_fs_journal_keys_init(c);
 bch2_fs_move_init(c);
 bch2_fs_nocow_locking_init_early(c);
 bch2_fs_quota_init(c);
 bch2_fs_recovery_passes_init(c);
 bch2_fs_sb_errors_init_early(c);
 bch2_fs_snapshots_init_early(c);
 bch2_fs_subvolumes_init_early(c);

 INIT_LIST_HEAD(&c->list);

 mutex_init(&c->bio_bounce_pages_lock);
 mutex_init(&c->snapshot_table_lock);
 init_rwsem(&c->snapshot_create_lock);

 spin_lock_init(&c->btree_write_error_lock);

 INIT_LIST_HEAD(&c->journal_iters);

 INIT_LIST_HEAD(&c->fsck_error_msgs);
 mutex_init(&c->fsck_error_msgs_lock);

 seqcount_init(&c->usage_lock);

 sema_init(&c->io_in_flight, 128);

 INIT_LIST_HEAD(&c->vfs_inodes_list);
 mutex_init(&c->vfs_inodes_lock);

 c->journal.flush_write_time = &c->times[BCH_TIME_journal_flush_write];
 c->journal.noflush_write_time = &c->times[BCH_TIME_journal_noflush_write];
 c->journal.flush_seq_time = &c->times[BCH_TIME_journal_flush_seq];

 mutex_init(&c->sectors_available_lock);

 ret = percpu_init_rwsem(&c->mark_lock);
 if (ret)
  goto err;

 mutex_lock(&c->sb_lock);
 ret = bch2_sb_to_fs(c, sb);
 mutex_unlock(&c->sb_lock);

 if (ret)
  goto err;

 /* Compat: */
 if (le16_to_cpu(sb->version) <= bcachefs_metadata_version_inode_v2 &&
     !BCH_SB_JOURNAL_FLUSH_DELAY(sb))
  SET_BCH_SB_JOURNAL_FLUSH_DELAY(sb, 1000);

 if (le16_to_cpu(sb->version) <= bcachefs_metadata_version_inode_v2 &&
     !BCH_SB_JOURNAL_RECLAIM_DELAY(sb))
  SET_BCH_SB_JOURNAL_RECLAIM_DELAY(sb, 100);

 c->opts = bch2_opts_default;
 ret = bch2_opts_from_sb(&c->opts, sb);
 if (ret)
  goto err;

 bch2_opts_apply(&c->opts, *opts);

 if (!IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) &&
     c->opts.block_size > PAGE_SIZE) {
  bch_err(c, "cannot mount bs > ps filesystem without CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE");
  ret = -EINVAL;
  goto err;
 }

 c->btree_key_cache_btrees |= 1U << BTREE_ID_alloc;
 if (c->opts.inodes_use_key_cache)
  c->btree_key_cache_btrees |= 1U << BTREE_ID_inodes;
 c->btree_key_cache_btrees |= 1U << BTREE_ID_logged_ops;

 c->block_bits  = ilog2(block_sectors(c));
 c->btree_foreground_merge_threshold = BTREE_FOREGROUND_MERGE_THRESHOLD(c);

 if (bch2_fs_init_fault("fs_alloc")) {
  bch_err(c, "fs_alloc fault injected");
  ret = -EFAULT;
  goto err;
 }

 if (c->sb.multi_device)
  pr_uuid(&name, c->sb.user_uuid.b);
 else
  prt_bdevname(&name, sbs->data[0].bdev);

 ret = name.allocation_failure ? -BCH_ERR_ENOMEM_fs_name_alloc : 0;
 if (ret)
  goto err;

 strscpy(c->name, name.buf, sizeof(c->name));
 printbuf_exit(&name);

 iter_size = sizeof(struct sort_iter) +
  (btree_blocks(c) + 1) * 2 *
  sizeof(struct sort_iter_set);

 if (!(c->btree_read_complete_wq = alloc_workqueue("bcachefs_btree_read_complete",
    WQ_HIGHPRI|WQ_FREEZABLE|WQ_MEM_RECLAIM, 512)) ||
     enumerated_ref_init(&c->writes, BCH_WRITE_REF_NR,
    bch2_writes_disabled) ||
     mempool_init_kmalloc_pool(&c->fill_iter, 1, iter_size) ||
     bioset_init(&c->btree_bio, 1,
   max(offsetof(struct btree_read_bio, bio),
       offsetof(struct btree_write_bio, wbio.bio)),
   BIOSET_NEED_BVECS) ||
     !(c->pcpu = alloc_percpu(struct bch_fs_pcpu)) ||
     !(c->usage = alloc_percpu(struct bch_fs_usage_base)) ||
     !(c->online_reserved = alloc_percpu(u64)) ||
     mempool_init_kvmalloc_pool(&c->btree_bounce_pool, 1,
           c->opts.btree_node_size) ||
     mempool_init_kmalloc_pool(&c->large_bkey_pool, 1, 2048)) {
  ret = bch_err_throw(c, ENOMEM_fs_other_alloc);
  goto err;
 }

 ret =
     bch2_fs_async_obj_init(c) ?:
     bch2_fs_btree_cache_init(c) ?:
     bch2_fs_btree_iter_init(c) ?:
     bch2_fs_btree_key_cache_init(&c->btree_key_cache) ?:
     bch2_fs_buckets_waiting_for_journal_init(c) ?:
     bch2_io_clock_init(&c->io_clock[READ]) ?:
     bch2_io_clock_init(&c->io_clock[WRITE]) ?:
     bch2_fs_compress_init(c) ?:
     bch2_fs_counters_init(c) ?:
     bch2_fs_ec_init(c) ?:
     bch2_fs_encryption_init(c) ?:
     bch2_fs_fsio_init(c) ?:
     bch2_fs_fs_io_direct_init(c) ?:
     bch2_fs_io_read_init(c) ?:
     bch2_fs_rebalance_init(c) ?:
     bch2_fs_sb_errors_init(c) ?:
     bch2_fs_vfs_init(c);
 if (ret)
  goto err;

 if (go_rw_in_recovery(c)) {
  /*
 * start workqueues/kworkers early - kthread creation checks for
 * pending signals, which is _very_ annoying
 */
  ret = bch2_fs_init_rw(c);
  if (ret)
   goto err;
 }

#ifdef CONFIG_UNICODE
 if (bch2_fs_casefold_enabled(c)) {
  /* Default encoding until we can potentially have more as an option. */
  c->cf_encoding = utf8_load(BCH_FS_DEFAULT_UTF8_ENCODING);
  if (IS_ERR(c->cf_encoding)) {
   printk(KERN_ERR "Cannot load UTF-8 encoding for filesystem. Version: %u.%u.%u",
          unicode_major(BCH_FS_DEFAULT_UTF8_ENCODING),
          unicode_minor(BCH_FS_DEFAULT_UTF8_ENCODING),
          unicode_rev(BCH_FS_DEFAULT_UTF8_ENCODING));
   ret = -EINVAL;
   goto err;
  }
 }
#else
 if (c->sb.features & BIT_ULL(BCH_FEATURE_casefolding)) {
  printk(KERN_ERR "Cannot mount a filesystem with casefolding on a kernel without CONFIG_UNICODE\n");
  ret = -EINVAL;
  goto err;
 }
#endif

 for (i = 0; i < c->sb.nr_devices; i++) {
  if (!bch2_member_exists(c->disk_sb.sb, i))
   continue;
  ret = bch2_dev_alloc(c, i);
  if (ret)
   goto err;
 }

 bch2_journal_entry_res_resize(&c->journal,
   &c->btree_root_journal_res,
   BTREE_ID_NR * (JSET_KEYS_U64s + BKEY_BTREE_PTR_U64s_MAX));
 bch2_journal_entry_res_resize(&c->journal,
   &c->clock_journal_res,
   (sizeof(struct jset_entry_clock) / sizeof(u64)) * 2);

 mutex_lock(&bch_fs_list_lock);
 ret = bch2_fs_online(c);
 mutex_unlock(&bch_fs_list_lock);

 if (ret)
  goto err;
out:
 return c;
err:
 bch2_fs_free(c);
 c = ERR_PTR(ret);
 goto out;
}

noinline_for_stack
static void print_mount_opts(struct bch_fs *c)
{
 enum bch_opt_id i;
 CLASS(printbuf, p)();
 bch2_log_msg_start(c, &p);

 prt_str(&p, "starting version ");
 bch2_version_to_text(&p, c->sb.version);

 bool first = true;
 for (i = 0; i < bch2_opts_nr; i++) {
  const struct bch_option *opt = &bch2_opt_table[i];
  u64 v = bch2_opt_get_by_id(&c->opts, i);

  if (!(opt->flags & OPT_MOUNT))
   continue;

  if (v == bch2_opt_get_by_id(&bch2_opts_default, i))
   continue;

  prt_str(&p, first ? " opts=" : ",");
  first = false;
  bch2_opt_to_text(&p, c, c->disk_sb.sb, opt, v, OPT_SHOW_MOUNT_STYLE);
 }

 if (c->sb.version_incompat_allowed != c->sb.version) {
  prt_printf(&p, "\nallowing incompatible features above ");
  bch2_version_to_text(&p, c->sb.version_incompat_allowed);
 }

 if (c->opts.verbose) {
  prt_printf(&p, "\nfeatures: ");
  prt_bitflags(&p, bch2_sb_features, c->sb.features);
 }

 if (c->sb.multi_device) {
  prt_printf(&p, "\nwith devices");
  for_each_online_member(c, ca, BCH_DEV_READ_REF_bch2_online_devs) {
   prt_char(&p, ' ');
   prt_str(&p, ca->name);
  }
 }

 bch2_print_str(c, KERN_INFO, p.buf);
}

static bool bch2_fs_may_start(struct bch_fs *c)
{
 struct bch_dev *ca;
 unsigned flags = 0;

 switch (c->opts.degraded) {
 case BCH_DEGRADED_very:
  flags |= BCH_FORCE_IF_DEGRADED|BCH_FORCE_IF_LOST;
  break;
 case BCH_DEGRADED_yes:
  flags |= BCH_FORCE_IF_DEGRADED;
  break;
 default:
  mutex_lock(&c->sb_lock);
  for (unsigned i = 0; i < c->disk_sb.sb->nr_devices; i++) {
   if (!bch2_member_exists(c->disk_sb.sb, i))
    continue;

   ca = bch2_dev_locked(c, i);

   if (!bch2_dev_is_online(ca) &&
       (ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_rw ||
        ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_ro)) {
    mutex_unlock(&c->sb_lock);
    return false;
   }
  }
  mutex_unlock(&c->sb_lock);
  break;
 }

 return bch2_have_enough_devs(c, c->online_devs, flags, true);
}

int bch2_fs_start(struct bch_fs *c)
{
 time64_t now = ktime_get_real_seconds();
 int ret = 0;

 print_mount_opts(c);

 if (c->cf_encoding)
  bch_info(c, "Using encoding defined by superblock: utf8-%u.%u.%u",
    unicode_major(BCH_FS_DEFAULT_UTF8_ENCODING),
    unicode_minor(BCH_FS_DEFAULT_UTF8_ENCODING),
    unicode_rev(BCH_FS_DEFAULT_UTF8_ENCODING));

 if (!bch2_fs_may_start(c))
  return bch_err_throw(c, insufficient_devices_to_start);

 down_write(&c->state_lock);
 mutex_lock(&c->sb_lock);

 BUG_ON(test_bit(BCH_FS_started, &c->flags));

 if (!bch2_sb_field_get_minsize(&c->disk_sb, ext,
   sizeof(struct bch_sb_field_ext) / sizeof(u64))) {
  mutex_unlock(&c->sb_lock);
  up_write(&c->state_lock);
  ret = bch_err_throw(c, ENOSPC_sb);
  goto err;
 }

 ret = bch2_sb_members_v2_init(c);
 if (ret) {
  mutex_unlock(&c->sb_lock);
  up_write(&c->state_lock);
  goto err;
 }

 scoped_guard(rcu)
  for_each_online_member_rcu(c, ca)
   bch2_members_v2_get_mut(c->disk_sb.sb, ca->dev_idx)->last_mount =
   cpu_to_le64(now);

 /*
 * Dno't write superblock yet: recovery might have to downgrade
 */
 mutex_unlock(&c->sb_lock);

 scoped_guard(rcu)
  for_each_online_member_rcu(c, ca)
   if (ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_rw)
    bch2_dev_allocator_add(c, ca);
 bch2_recalc_capacity(c);
 up_write(&c->state_lock);

 c->recovery_task = current;
 ret = BCH_SB_INITIALIZED(c->disk_sb.sb)
  ? bch2_fs_recovery(c)
  : bch2_fs_initialize(c);
 c->recovery_task = NULL;

 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_opts_hooks_pre_set(c);
 if (ret)
  goto err;

 if (bch2_fs_init_fault("fs_start")) {
  ret = bch_err_throw(c, injected_fs_start);
  goto err;
 }

 set_bit(BCH_FS_started, &c->flags);
 wake_up(&c->ro_ref_wait);

 down_write(&c->state_lock);
 if (c->opts.read_only)
  bch2_fs_read_only(c);
 else if (!test_bit(BCH_FS_rw, &c->flags))
  ret = bch2_fs_read_write(c);
 up_write(&c->state_lock);

err:
 if (ret)
  bch_err_msg(c, ret, "starting filesystem");
 else
  bch_verbose(c, "done starting filesystem");
 return ret;
}

static int bch2_dev_may_add(struct bch_sb *sb, struct bch_fs *c)
{
 struct bch_member m = bch2_sb_member_get(sb, sb->dev_idx);

 if (le16_to_cpu(sb->block_size) != block_sectors(c))
  return bch_err_throw(c, mismatched_block_size);

 if (le16_to_cpu(m.bucket_size) <
     BCH_SB_BTREE_NODE_SIZE(c->disk_sb.sb))
  return bch_err_throw(c, bucket_size_too_small);

 return 0;
}

static int bch2_dev_in_fs(struct bch_sb_handle *fs,
     struct bch_sb_handle *sb,
     struct bch_opts *opts)
{
 if (fs == sb)
  return 0;

 if (!uuid_equal(&fs->sb->uuid, &sb->sb->uuid))
  return -BCH_ERR_device_not_a_member_of_filesystem;

 if (!bch2_member_exists(fs->sb, sb->sb->dev_idx))
  return -BCH_ERR_device_has_been_removed;

 if (fs->sb->block_size != sb->sb->block_size)
  return -BCH_ERR_mismatched_block_size;

 if (le16_to_cpu(fs->sb->version) < bcachefs_metadata_version_member_seq ||
     le16_to_cpu(sb->sb->version) < bcachefs_metadata_version_member_seq)
  return 0;

 if (fs->sb->seq == sb->sb->seq &&
     fs->sb->write_time != sb->sb->write_time) {
  struct printbuf buf = PRINTBUF;

  prt_str(&buf, "Split brain detected between ");
  prt_bdevname(&buf, sb->bdev);
  prt_str(&buf, " and ");
  prt_bdevname(&buf, fs->bdev);
  prt_char(&buf, ':');
  prt_newline(&buf);
  prt_printf(&buf, "seq=%llu but write_time different, got", le64_to_cpu(sb->sb->seq));
  prt_newline(&buf);

  prt_bdevname(&buf, fs->bdev);
  prt_char(&buf, ' ');
  bch2_prt_datetime(&buf, le64_to_cpu(fs->sb->write_time));
  prt_newline(&buf);

  prt_bdevname(&buf, sb->bdev);
  prt_char(&buf, ' ');
  bch2_prt_datetime(&buf, le64_to_cpu(sb->sb->write_time));
  prt_newline(&buf);

  if (!opts->no_splitbrain_check)
   prt_printf(&buf, "Not using older sb");

  pr_err("%s", buf.buf);
  printbuf_exit(&buf);

  if (!opts->no_splitbrain_check)
   return -BCH_ERR_device_splitbrain;
 }

 struct bch_member m = bch2_sb_member_get(fs->sb, sb->sb->dev_idx);
 u64 seq_from_fs  = le64_to_cpu(m.seq);
 u64 seq_from_member = le64_to_cpu(sb->sb->seq);

 if (seq_from_fs && seq_from_fs < seq_from_member) {
  struct printbuf buf = PRINTBUF;

  prt_str(&buf, "Split brain detected between ");
  prt_bdevname(&buf, sb->bdev);
  prt_str(&buf, " and ");
  prt_bdevname(&buf, fs->bdev);
  prt_char(&buf, ':');
  prt_newline(&buf);

  prt_bdevname(&buf, fs->bdev);
  prt_str(&buf, " believes seq of ");
  prt_bdevname(&buf, sb->bdev);
  prt_printf(&buf, " to be %llu, but ", seq_from_fs);
  prt_bdevname(&buf, sb->bdev);
  prt_printf(&buf, " has %llu\n", seq_from_member);

  if (!opts->no_splitbrain_check) {
   prt_str(&buf, "Not using ");
   prt_bdevname(&buf, sb->bdev);
  }

  pr_err("%s", buf.buf);
  printbuf_exit(&buf);

  if (!opts->no_splitbrain_check)
   return -BCH_ERR_device_splitbrain;
 }

 return 0;
}

/* Device startup/shutdown: */

static void bch2_dev_io_ref_stop(struct bch_dev *ca, int rw)
{
 if (rw == READ)
  clear_bit(ca->dev_idx, ca->fs->online_devs.d);

 if (!enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[rw]))
  enumerated_ref_stop(&ca->io_ref[rw],
        rw == READ
        ? bch2_dev_read_refs
        : bch2_dev_write_refs);
}

static void bch2_dev_release(struct kobject *kobj)
{
 struct bch_dev *ca = container_of(kobj, struct bch_dev, kobj);

 kfree(ca);
}

static void bch2_dev_free(struct bch_dev *ca)
{
 WARN_ON(!enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[WRITE]));
 WARN_ON(!enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[READ]));

 cancel_work_sync(&ca->io_error_work);

 bch2_dev_unlink(ca);

 if (ca->kobj.state_in_sysfs)
  kobject_del(&ca->kobj);

 bch2_bucket_bitmap_free(&ca->bucket_backpointer_mismatch);
 bch2_bucket_bitmap_free(&ca->bucket_backpointer_empty);

 bch2_free_super(&ca->disk_sb);
 bch2_dev_allocator_background_exit(ca);
 bch2_dev_journal_exit(ca);

 free_percpu(ca->io_done);
 bch2_dev_buckets_free(ca);
 kfree(ca->sb_read_scratch);

 bch2_time_stats_quantiles_exit(&ca->io_latency[WRITE]);
 bch2_time_stats_quantiles_exit(&ca->io_latency[READ]);

 enumerated_ref_exit(&ca->io_ref[WRITE]);
 enumerated_ref_exit(&ca->io_ref[READ]);
#ifndef CONFIG_BCACHEFS_DEBUG
 percpu_ref_exit(&ca->ref);
#endif
 kobject_put(&ca->kobj);
}

static void __bch2_dev_offline(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca)
{

 lockdep_assert_held(&c->state_lock);

 if (enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[READ]))
  return;

 __bch2_dev_read_only(c, ca);

 bch2_dev_io_ref_stop(ca, READ);

 bch2_dev_unlink(ca);

 bch2_free_super(&ca->disk_sb);
 bch2_dev_journal_exit(ca);
}

#ifndef CONFIG_BCACHEFS_DEBUG
static void bch2_dev_ref_complete(struct percpu_ref *ref)
{
 struct bch_dev *ca = container_of(ref, struct bch_dev, ref);

 complete(&ca->ref_completion);
}
#endif

static void bch2_dev_unlink(struct bch_dev *ca)
{
 struct kobject *b;

 /*
 * This is racy w.r.t. the underlying block device being hot-removed,
 * which removes it from sysfs.
 *
 * It'd be lovely if we had a way to handle this race, but the sysfs
 * code doesn't appear to provide a good method and block/holder.c is
 * susceptible as well:
 */
 if (ca->kobj.state_in_sysfs &&
     ca->disk_sb.bdev &&
     (b = bdev_kobj(ca->disk_sb.bdev))->state_in_sysfs) {
  sysfs_remove_link(b, "bcachefs");
  sysfs_remove_link(&ca->kobj, "block");
 }
}

static int bch2_dev_sysfs_online(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca)
{
 int ret;

 if (!c->kobj.state_in_sysfs)
  return 0;

 if (!ca->kobj.state_in_sysfs) {
  ret =   kobject_add(&ca->kobj, &c->kobj, "dev-%u", ca->dev_idx) ?:
   bch2_opts_create_sysfs_files(&ca->kobj, OPT_DEVICE);
  if (ret)
   return ret;
 }

 if (ca->disk_sb.bdev) {
  struct kobject *block = bdev_kobj(ca->disk_sb.bdev);

  ret = sysfs_create_link(block, &ca->kobj, "bcachefs");
  if (ret)
   return ret;

  ret = sysfs_create_link(&ca->kobj, block, "block");
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}

static struct bch_dev *__bch2_dev_alloc(struct bch_fs *c,
     struct bch_member *member)
{
 struct bch_dev *ca;
 unsigned i;

 ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
 if (!ca)
  return NULL;

 kobject_init(&ca->kobj, &bch2_dev_ktype);
 init_completion(&ca->ref_completion);

 INIT_WORK(&ca->io_error_work, bch2_io_error_work);

 bch2_time_stats_quantiles_init(&ca->io_latency[READ]);
 bch2_time_stats_quantiles_init(&ca->io_latency[WRITE]);

 ca->mi = bch2_mi_to_cpu(member);

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(member->errors); i++)
  atomic64_set(&ca->errors[i], le64_to_cpu(member->errors[i]));

 ca->uuid = member->uuid;

 ca->nr_btree_reserve = DIV_ROUND_UP(BTREE_NODE_RESERVE,
        ca->mi.bucket_size / btree_sectors(c));

#ifndef CONFIG_BCACHEFS_DEBUG
 if (percpu_ref_init(&ca->ref, bch2_dev_ref_complete, 0, GFP_KERNEL))
  goto err;
#else
 atomic_long_set(&ca->ref, 1);
#endif

 mutex_init(&ca->bucket_backpointer_mismatch.lock);
 mutex_init(&ca->bucket_backpointer_empty.lock);

 bch2_dev_allocator_background_init(ca);

 if (enumerated_ref_init(&ca->io_ref[READ],  BCH_DEV_READ_REF_NR,  NULL) ||
     enumerated_ref_init(&ca->io_ref[WRITE], BCH_DEV_WRITE_REF_NR, NULL) ||
     !(ca->sb_read_scratch = kmalloc(BCH_SB_READ_SCRATCH_BUF_SIZE, GFP_KERNEL)) ||
     bch2_dev_buckets_alloc(c, ca) ||
     !(ca->io_done = alloc_percpu(*ca->io_done)))
  goto err;

 return ca;
err:
 bch2_dev_free(ca);
 return NULL;
}

static void bch2_dev_attach(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca,
       unsigned dev_idx)
{
 ca->dev_idx = dev_idx;
 __set_bit(ca->dev_idx, ca->self.d);

 if (!ca->name[0])
  scnprintf(ca->name, sizeof(ca->name), "dev-%u", dev_idx);

 ca->fs = c;
 rcu_assign_pointer(c->devs[ca->dev_idx], ca);

 if (bch2_dev_sysfs_online(c, ca))
  pr_warn("error creating sysfs objects");
}

static int bch2_dev_alloc(struct bch_fs *c, unsigned dev_idx)
{
 struct bch_member member = bch2_sb_member_get(c->disk_sb.sb, dev_idx);
 struct bch_dev *ca = NULL;

 if (bch2_fs_init_fault("dev_alloc"))
  goto err;

 ca = __bch2_dev_alloc(c, &member);
 if (!ca)
  goto err;

 ca->fs = c;

 bch2_dev_attach(c, ca, dev_idx);
 return 0;
err:
 return bch_err_throw(c, ENOMEM_dev_alloc);
}

static int __bch2_dev_attach_bdev(struct bch_dev *ca, struct bch_sb_handle *sb)
{
 unsigned ret;

 if (bch2_dev_is_online(ca)) {
  bch_err(ca, "already have device online in slot %u",
   sb->sb->dev_idx);
  return bch_err_throw(ca->fs, device_already_online);
 }

 if (get_capacity(sb->bdev->bd_disk) <
     ca->mi.bucket_size * ca->mi.nbuckets) {
  bch_err(ca, "cannot online: device too small");
  return bch_err_throw(ca->fs, device_size_too_small);
 }

 BUG_ON(!enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[READ]));
 BUG_ON(!enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[WRITE]));

 ret = bch2_dev_journal_init(ca, sb->sb);
 if (ret)
  return ret;

 struct printbuf name = PRINTBUF;
 prt_bdevname(&name, sb->bdev);
 strscpy(ca->name, name.buf, sizeof(ca->name));
 printbuf_exit(&name);

 /* Commit: */
 ca->disk_sb = *sb;
 memset(sb, 0, sizeof(*sb));

 /*
 * Stash pointer to the filesystem for blk_holder_ops - note that once
 * attached to a filesystem, we will always close the block device
 * before tearing down the filesystem object.
 */
 ca->disk_sb.holder->c = ca->fs;

 ca->dev = ca->disk_sb.bdev->bd_dev;

 enumerated_ref_start(&ca->io_ref[READ]);

 return 0;
}

static int bch2_dev_attach_bdev(struct bch_fs *c, struct bch_sb_handle *sb)
{
 struct bch_dev *ca;
 int ret;

 lockdep_assert_held(&c->state_lock);

 if (le64_to_cpu(sb->sb->seq) >
     le64_to_cpu(c->disk_sb.sb->seq))
  bch2_sb_to_fs(c, sb->sb);

 BUG_ON(!bch2_dev_exists(c, sb->sb->dev_idx));

 ca = bch2_dev_locked(c, sb->sb->dev_idx);

 ret = __bch2_dev_attach_bdev(ca, sb);
 if (ret)
  return ret;

 set_bit(ca->dev_idx, c->online_devs.d);

 bch2_dev_sysfs_online(c, ca);

 bch2_rebalance_wakeup(c);
 return 0;
}

/* Device management: */

/*
 * Note: this function is also used by the error paths - when a particular
 * device sees an error, we call it to determine whether we can just set the
 * device RO, or - if this function returns false - we'll set the whole
 * filesystem RO:
 *
 * XXX: maybe we should be more explicit about whether we're changing state
 * because we got an error or what have you?
 */
bool bch2_dev_state_allowed(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca,
       enum bch_member_state new_state, int flags)
{
 struct bch_devs_mask new_online_devs;
 int nr_rw = 0, required;

 lockdep_assert_held(&c->state_lock);

 switch (new_state) {
 case BCH_MEMBER_STATE_rw:
  return true;
 case BCH_MEMBER_STATE_ro:
  if (ca->mi.state != BCH_MEMBER_STATE_rw)
   return true;

  /* do we have enough devices to write to?  */
  for_each_member_device(c, ca2)
   if (ca2 != ca)
    nr_rw += ca2->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_rw;

  required = max(!(flags & BCH_FORCE_IF_METADATA_DEGRADED)
          ? c->opts.metadata_replicas
          : metadata_replicas_required(c),
          !(flags & BCH_FORCE_IF_DATA_DEGRADED)
          ? c->opts.data_replicas
          : data_replicas_required(c));

  return nr_rw >= required;
 case BCH_MEMBER_STATE_failed:
 case BCH_MEMBER_STATE_spare:
  if (ca->mi.state != BCH_MEMBER_STATE_rw &&
      ca->mi.state != BCH_MEMBER_STATE_ro)
   return true;

  /* do we have enough devices to read from?  */
  new_online_devs = c->online_devs;
  __clear_bit(ca->dev_idx, new_online_devs.d);

  return bch2_have_enough_devs(c, new_online_devs, flags, false);
 default:
  BUG();
 }
}

static void __bch2_dev_read_only(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca)
{
 bch2_dev_io_ref_stop(ca, WRITE);

 /*
 * The allocator thread itself allocates btree nodes, so stop it first:
 */
 bch2_dev_allocator_remove(c, ca);
 bch2_recalc_capacity(c);
 bch2_dev_journal_stop(&c->journal, ca);
}

static void __bch2_dev_read_write(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca)
{
 lockdep_assert_held(&c->state_lock);

 BUG_ON(ca->mi.state != BCH_MEMBER_STATE_rw);

 bch2_dev_allocator_add(c, ca);
 bch2_recalc_capacity(c);

 if (enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[WRITE]))
  enumerated_ref_start(&ca->io_ref[WRITE]);

 bch2_dev_do_discards(ca);
}

int __bch2_dev_set_state(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca,
    enum bch_member_state new_state, int flags)
{
 struct bch_member *m;
 int ret = 0;

 if (ca->mi.state == new_state)
  return 0;

 if (!bch2_dev_state_allowed(c, ca, new_state, flags))
  return bch_err_throw(c, device_state_not_allowed);

 if (new_state != BCH_MEMBER_STATE_rw)
  __bch2_dev_read_only(c, ca);

 bch_notice(ca, "%s", bch2_member_states[new_state]);

 mutex_lock(&c->sb_lock);
 m = bch2_members_v2_get_mut(c->disk_sb.sb, ca->dev_idx);
 SET_BCH_MEMBER_STATE(m, new_state);
 bch2_write_super(c);
 mutex_unlock(&c->sb_lock);

 if (new_state == BCH_MEMBER_STATE_rw)
  __bch2_dev_read_write(c, ca);

 bch2_rebalance_wakeup(c);

 return ret;
}

int bch2_dev_set_state(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca,
         enum bch_member_state new_state, int flags)
{
 int ret;

 down_write(&c->state_lock);
 ret = __bch2_dev_set_state(c, ca, new_state, flags);
 up_write(&c->state_lock);

 return ret;
}

/* Device add/removal: */

int bch2_dev_remove(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca, int flags)
{
 struct bch_member *m;
 unsigned dev_idx = ca->dev_idx, data;
 bool fast_device_removal = !bch2_request_incompat_feature(c,
     bcachefs_metadata_version_fast_device_removal);
 int ret;

 down_write(&c->state_lock);

 /*
 * We consume a reference to ca->ref, regardless of whether we succeed
 * or fail:
 */
 bch2_dev_put(ca);

 if (!bch2_dev_state_allowed(c, ca, BCH_MEMBER_STATE_failed, flags)) {
  bch_err(ca, "Cannot remove without losing data");
  ret = bch_err_throw(c, device_state_not_allowed);
  goto err;
 }

 __bch2_dev_read_only(c, ca);

 ret = fast_device_removal
  ? bch2_dev_data_drop_by_backpointers(c, ca->dev_idx, flags)
  : (bch2_dev_data_drop(c, ca->dev_idx, flags) ?:
     bch2_dev_remove_stripes(c, ca->dev_idx, flags));
 if (ret)
  goto err;

 /* Check if device still has data before blowing away alloc info */
 struct bch_dev_usage usage = bch2_dev_usage_read(ca);
 for (unsigned i = 0; i < BCH_DATA_NR; i++)
  if (!data_type_is_empty(i) &&
      !data_type_is_hidden(i) &&
      usage.buckets[i]) {
   bch_err(ca, "Remove failed: still has data (%s, %llu buckets)",
    __bch2_data_types[i], usage.buckets[i]);
   ret = -EBUSY;
   goto err;
  }

 ret = bch2_dev_remove_alloc(c, ca);
 bch_err_msg(ca, ret, "bch2_dev_remove_alloc()");
 if (ret)
  goto err;

 /*
 * We need to flush the entire journal to get rid of keys that reference
 * the device being removed before removing the superblock entry
 */
 bch2_journal_flush_all_pins(&c->journal);

 /*
 * this is really just needed for the bch2_replicas_gc_(start|end)
 * calls, and could be cleaned up:
 */
 ret = bch2_journal_flush_device_pins(&c->journal, ca->dev_idx);
 bch_err_msg(ca, ret, "bch2_journal_flush_device_pins()");
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_journal_flush(&c->journal);
 bch_err_msg(ca, ret, "bch2_journal_flush()");
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_replicas_gc2(c);
 bch_err_msg(ca, ret, "bch2_replicas_gc2()");
 if (ret)
  goto err;

 data = bch2_dev_has_data(c, ca);
 if (data) {
  struct printbuf data_has = PRINTBUF;

  prt_bitflags(&data_has, __bch2_data_types, data);
  bch_err(ca, "Remove failed, still has data (%s)", data_has.buf);
  printbuf_exit(&data_has);
  ret = -EBUSY;
  goto err;
 }

 __bch2_dev_offline(c, ca);

 mutex_lock(&c->sb_lock);
 rcu_assign_pointer(c->devs[ca->dev_idx], NULL);
 mutex_unlock(&c->sb_lock);

#ifndef CONFIG_BCACHEFS_DEBUG
 percpu_ref_kill(&ca->ref);
#else
 ca->dying = true;
 bch2_dev_put(ca);
#endif
 wait_for_completion(&ca->ref_completion);

 bch2_dev_free(ca);

 /*
 * Free this device's slot in the bch_member array - all pointers to
 * this device must be gone:
 */
 mutex_lock(&c->sb_lock);
 m = bch2_members_v2_get_mut(c->disk_sb.sb, dev_idx);

 if (fast_device_removal)
  m->uuid = BCH_SB_MEMBER_DELETED_UUID;
 else
  memset(&m->uuid, 0, sizeof(m->uuid));

 bch2_write_super(c);

 mutex_unlock(&c->sb_lock);
 up_write(&c->state_lock);
 return 0;
err:
 if (test_bit(BCH_FS_rw, &c->flags) &&
     ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_rw &&
     !enumerated_ref_is_zero(&ca->io_ref[READ]))
  __bch2_dev_read_write(c, ca);
 up_write(&c->state_lock);
 return ret;
}

/* Add new device to running filesystem: */
int bch2_dev_add(struct bch_fs *c, const char *path)
{
 struct bch_opts opts = bch2_opts_empty();
 struct bch_sb_handle sb = {};
 struct bch_dev *ca = NULL;
 struct printbuf errbuf = PRINTBUF;
 struct printbuf label = PRINTBUF;
 int ret = 0;

 ret = bch2_read_super(path, &opts, &sb);
 bch_err_msg(c, ret, "reading super");
 if (ret)
  goto err;

 struct bch_member dev_mi = bch2_sb_member_get(sb.sb, sb.sb->dev_idx);

 if (BCH_MEMBER_GROUP(&dev_mi)) {
  bch2_disk_path_to_text_sb(&label, sb.sb, BCH_MEMBER_GROUP(&dev_mi) - 1);
  if (label.allocation_failure) {
   ret = -ENOMEM;
   goto err;
  }
 }

 if (list_empty(&c->list)) {
  mutex_lock(&bch_fs_list_lock);
  if (__bch2_uuid_to_fs(c->sb.uuid))
   ret = bch_err_throw(c, filesystem_uuid_already_open);
  else
   list_add(&c->list, &bch_fs_list);
  mutex_unlock(&bch_fs_list_lock);

  if (ret) {
   bch_err(c, "filesystem UUID already open");
   goto err;
  }
 }

 ret = bch2_dev_may_add(sb.sb, c);
 if (ret)
  goto err;

 ca = __bch2_dev_alloc(c, &dev_mi);
 if (!ca) {
  ret = -ENOMEM;
  goto err;
 }

 ret = __bch2_dev_attach_bdev(ca, &sb);
 if (ret)
  goto err;

 down_write(&c->state_lock);
 mutex_lock(&c->sb_lock);
 SET_BCH_SB_MULTI_DEVICE(c->disk_sb.sb, true);

 ret = bch2_sb_from_fs(c, ca);
 bch_err_msg(c, ret, "setting up new superblock");
 if (ret)
  goto err_unlock;

 if (dynamic_fault("bcachefs:add:no_slot"))
  goto err_unlock;

 ret = bch2_sb_member_alloc(c);
 if (ret < 0) {
  bch_err_msg(c, ret, "setting up new superblock");
  goto err_unlock;
 }
 unsigned dev_idx = ret;
 ret = 0;

 /* success: */

 dev_mi.last_mount = cpu_to_le64(ktime_get_real_seconds());
 *bch2_members_v2_get_mut(c->disk_sb.sb, dev_idx) = dev_mi;

 ca->disk_sb.sb->dev_idx = dev_idx;
 bch2_dev_attach(c, ca, dev_idx);

 if (BCH_MEMBER_GROUP(&dev_mi)) {
  ret = __bch2_dev_group_set(c, ca, label.buf);
  bch_err_msg(c, ret, "creating new label");
  if (ret)
   goto err_unlock;
 }

 bch2_write_super(c);
 mutex_unlock(&c->sb_lock);

 if (test_bit(BCH_FS_started, &c->flags)) {
  ret = bch2_dev_usage_init(ca, false);
  if (ret)
   goto err_late;

  ret = bch2_trans_mark_dev_sb(c, ca, BTREE_TRIGGER_transactional);
  bch_err_msg(ca, ret, "marking new superblock");
  if (ret)
   goto err_late;

  ret = bch2_fs_freespace_init(c);
  bch_err_msg(ca, ret, "initializing free space");
  if (ret)
   goto err_late;

  if (ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_rw)
   __bch2_dev_read_write(c, ca);

  ret = bch2_dev_journal_alloc(ca, false);
  bch_err_msg(c, ret, "allocating journal");
  if (ret)
   goto err_late;
 }

 /*
 * We just changed the superblock UUID, invalidate cache and send a
 * uevent to update /dev/disk/by-uuid
 */
 invalidate_bdev(ca->disk_sb.bdev);

 char uuid_str[37];
 snprintf(uuid_str, sizeof(uuid_str), "UUID=%pUb", &c->sb.uuid);

 char *envp[] = {
  "CHANGE=uuid",
  uuid_str,
  NULL,
 };
 kobject_uevent_env(&ca->disk_sb.bdev->bd_device.kobj, KOBJ_CHANGE, envp);

 up_write(&c->state_lock);
out:
 printbuf_exit(&label);
 printbuf_exit(&errbuf);
 bch_err_fn(c, ret);
 return ret;

err_unlock:
 mutex_unlock(&c->sb_lock);
 up_write(&c->state_lock);
err:
 if (ca)
  bch2_dev_free(ca);
 bch2_free_super(&sb);
 goto out;
err_late:
 up_write(&c->state_lock);
 ca = NULL;
 goto err;
}

/* Hot add existing device to running filesystem: */
int bch2_dev_online(struct bch_fs *c, const char *path)
{
 struct bch_opts opts = bch2_opts_empty();
 struct bch_sb_handle sb = { NULL };
 struct bch_dev *ca;
 unsigned dev_idx;
 int ret;

 down_write(&c->state_lock);

 ret = bch2_read_super(path, &opts, &sb);
 if (ret) {
  up_write(&c->state_lock);
  return ret;
 }

 dev_idx = sb.sb->dev_idx;

 ret = bch2_dev_in_fs(&c->disk_sb, &sb, &c->opts);
 bch_err_msg(c, ret, "bringing %s online", path);
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_dev_attach_bdev(c, &sb);
 if (ret)
  goto err;

 ca = bch2_dev_locked(c, dev_idx);

 ret = bch2_trans_mark_dev_sb(c, ca, BTREE_TRIGGER_transactional);
 bch_err_msg(c, ret, "bringing %s online: error from bch2_trans_mark_dev_sb", path);
 if (ret)
  goto err;

 if (ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_rw)
  __bch2_dev_read_write(c, ca);

 if (!ca->mi.freespace_initialized) {
  ret = bch2_dev_freespace_init(c, ca, 0, ca->mi.nbuckets);
  bch_err_msg(ca, ret, "initializing free space");
  if (ret)
   goto err;
 }

 if (!ca->journal.nr) {
  ret = bch2_dev_journal_alloc(ca, false);
  bch_err_msg(ca, ret, "allocating journal");
  if (ret)
   goto err;
 }

 mutex_lock(&c->sb_lock);
 bch2_members_v2_get_mut(c->disk_sb.sb, ca->dev_idx)->last_mount =
  cpu_to_le64(ktime_get_real_seconds());
 bch2_write_super(c);
 mutex_unlock(&c->sb_lock);

 up_write(&c->state_lock);
 return 0;
err:
 up_write(&c->state_lock);
 bch2_free_super(&sb);
 return ret;
}

int bch2_dev_offline(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca, int flags)
{
 down_write(&c->state_lock);

 if (!bch2_dev_is_online(ca)) {
  bch_err(ca, "Already offline");
  up_write(&c->state_lock);
  return 0;
 }

 if (!bch2_dev_state_allowed(c, ca, BCH_MEMBER_STATE_failed, flags)) {
  bch_err(ca, "Cannot offline required disk");
  up_write(&c->state_lock);
  return bch_err_throw(c, device_state_not_allowed);
 }

 __bch2_dev_offline(c, ca);

 up_write(&c->state_lock);
 return 0;
}

static int __bch2_dev_resize_alloc(struct bch_dev *ca, u64 old_nbuckets, u64 new_nbuckets)
{
 struct bch_fs *c = ca->fs;
 u64 v[3] = { new_nbuckets - old_nbuckets, 0, 0 };

 return bch2_trans_commit_do(ca->fs, NULL, NULL, 0,
   bch2_disk_accounting_mod2(trans, false, v, dev_data_type,
        .dev = ca->dev_idx,
        .data_type = BCH_DATA_free)) ?:
  bch2_dev_freespace_init(c, ca, old_nbuckets, new_nbuckets);
}

int bch2_dev_resize(struct bch_fs *c, struct bch_dev *ca, u64 nbuckets)
{
 struct bch_member *m;
 u64 old_nbuckets;
 int ret = 0;

 down_write(&c->state_lock);
 old_nbuckets = ca->mi.nbuckets;

 if (nbuckets < ca->mi.nbuckets) {
  bch_err(ca, "Cannot shrink yet");
  ret = -EINVAL;
  goto err;
 }

 if (nbuckets > BCH_MEMBER_NBUCKETS_MAX) {
  bch_err(ca, "New device size too big (%llu greater than max %u)",
   nbuckets, BCH_MEMBER_NBUCKETS_MAX);
  ret = bch_err_throw(c, device_size_too_big);
  goto err;
 }

 if (bch2_dev_is_online(ca) &&
     get_capacity(ca->disk_sb.bdev->bd_disk) <
     ca->mi.bucket_size * nbuckets) {
  bch_err(ca, "New size larger than device");
  ret = bch_err_throw(c, device_size_too_small);
  goto err;
 }

 ret = bch2_dev_buckets_resize(c, ca, nbuckets);
 bch_err_msg(ca, ret, "resizing buckets");
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_trans_mark_dev_sb(c, ca, BTREE_TRIGGER_transactional);
 if (ret)
  goto err;

 mutex_lock(&c->sb_lock);
 m = bch2_members_v2_get_mut(c->disk_sb.sb, ca->dev_idx);
 m->nbuckets = cpu_to_le64(nbuckets);

 bch2_write_super(c);
 mutex_unlock(&c->sb_lock);

 if (ca->mi.freespace_initialized) {
  ret = __bch2_dev_resize_alloc(ca, old_nbuckets, nbuckets);
  if (ret)
   goto err;
 }

 bch2_recalc_capacity(c);
err:
 up_write(&c->state_lock);
 return ret;
}

int bch2_fs_resize_on_mount(struct bch_fs *c)
{
 for_each_online_member(c, ca, BCH_DEV_READ_REF_fs_resize_on_mount) {
  u64 old_nbuckets = ca->mi.nbuckets;
  u64 new_nbuckets = div64_u64(get_capacity(ca->disk_sb.bdev->bd_disk),
      ca->mi.bucket_size);

  if (ca->mi.resize_on_mount &&
      new_nbuckets > ca->mi.nbuckets) {
   bch_info(ca, "resizing to size %llu", new_nbuckets * ca->mi.bucket_size);
   int ret = bch2_dev_buckets_resize(c, ca, new_nbuckets);
   bch_err_fn(ca, ret);
   if (ret) {
    enumerated_ref_put(&ca->io_ref[READ],
         BCH_DEV_READ_REF_fs_resize_on_mount);
    up_write(&c->state_lock);
    return ret;
   }

   mutex_lock(&c->sb_lock);
   struct bch_member *m =
    bch2_members_v2_get_mut(c->disk_sb.sb, ca->dev_idx);
   m->nbuckets = cpu_to_le64(new_nbuckets);
   SET_BCH_MEMBER_RESIZE_ON_MOUNT(m, false);

   c->disk_sb.sb->features[0] &= ~cpu_to_le64(BIT_ULL(BCH_FEATURE_small_image));
   bch2_write_super(c);
   mutex_unlock(&c->sb_lock);

   if (ca->mi.freespace_initialized) {
    ret = __bch2_dev_resize_alloc(ca, old_nbuckets, new_nbuckets);
    if (ret) {
     enumerated_ref_put(&ca->io_ref[READ],
       BCH_DEV_READ_REF_fs_resize_on_mount);
     up_write(&c->state_lock);
     return ret;
    }
   }
  }
 }
 return 0;
}

/* return with ref on ca->ref: */
struct bch_dev *bch2_dev_lookup(struct bch_fs *c, const char *name)
{
 if (!strncmp(name, "/dev/", strlen("/dev/")))
  name += strlen("/dev/");

 for_each_member_device(c, ca)
  if (!strcmp(name, ca->name))
   return ca;
 return ERR_PTR(-BCH_ERR_ENOENT_dev_not_found);
}

/* blk_holder_ops: */

static struct bch_fs *bdev_get_fs(struct block_device *bdev)
 __releases(&bdev->bd_holder_lock)
{
 struct bch_sb_handle_holder *holder = bdev->bd_holder;
 struct bch_fs *c = holder->c;

 if (c && !bch2_ro_ref_tryget(c))
  c = NULL;

 mutex_unlock(&bdev->bd_holder_lock);

 if (c)
  wait_event(c->ro_ref_wait, test_bit(BCH_FS_started, &c->flags));
 return c;
}

/* returns with ref on ca->ref */
static struct bch_dev *bdev_to_bch_dev(struct bch_fs *c, struct block_device *bdev)
{
 for_each_member_device(c, ca)
  if (ca->disk_sb.bdev == bdev)
   return ca;
 return NULL;
}

static void bch2_fs_bdev_mark_dead(struct block_device *bdev, bool surprise)
{
 struct bch_fs *c = bdev_get_fs(bdev);
 if (!c)
  return;

 struct super_block *sb = c->vfs_sb;
 if (sb) {
  /*
 * Not necessary, c->ro_ref guards against the filesystem being
 * unmounted - we only take this to avoid a warning in
 * sync_filesystem:
 */
  down_read(&sb->s_umount);
 }

 down_write(&c->state_lock);
 struct bch_dev *ca = bdev_to_bch_dev(c, bdev);
 if (!ca)
  goto unlock;

 bool dev = bch2_dev_state_allowed(c, ca,
       BCH_MEMBER_STATE_failed,
       BCH_FORCE_IF_DEGRADED);

 if (!dev && sb) {
  if (!surprise)
   sync_filesystem(sb);
  shrink_dcache_sb(sb);
  evict_inodes(sb);
 }

 struct printbuf buf = PRINTBUF;
 __bch2_log_msg_start(ca->name, &buf);

 prt_printf(&buf, "offline from block layer");

 if (dev) {
  __bch2_dev_offline(c, ca);
 } else {
  bch2_journal_flush(&c->journal);
  bch2_fs_emergency_read_only2(c, &buf);
 }

 bch2_print_str(c, KERN_ERR, buf.buf);
 printbuf_exit(&buf);

 bch2_dev_put(ca);
unlock:
 if (sb)
  up_read(&sb->s_umount);
 up_write(&c->state_lock);
 bch2_ro_ref_put(c);
}

static void bch2_fs_bdev_sync(struct block_device *bdev)
{
 struct bch_fs *c = bdev_get_fs(bdev);
 if (!c)
  return;

 struct super_block *sb = c->vfs_sb;
 if (sb) {
  /*
 * Not necessary, c->ro_ref guards against the filesystem being
 * unmounted - we only take this to avoid a warning in
 * sync_filesystem:
 */
  down_read(&sb->s_umount);
  sync_filesystem(sb);
  up_read(&sb->s_umount);
 }

 bch2_ro_ref_put(c);
}

const struct blk_holder_ops bch2_sb_handle_bdev_ops = {
 .mark_dead  = bch2_fs_bdev_mark_dead,
 .sync   = bch2_fs_bdev_sync,
};

/* Filesystem open: */

static inline int sb_cmp(struct bch_sb *l, struct bch_sb *r)
{
 return  cmp_int(le64_to_cpu(l->seq), le64_to_cpu(r->seq)) ?:
  cmp_int(le64_to_cpu(l->write_time), le64_to_cpu(r->write_time));
}

struct bch_fs *bch2_fs_open(darray_const_str *devices,
       struct bch_opts *opts)
{
 bch_sb_handles sbs = {};
 struct bch_fs *c = NULL;
 struct bch_sb_handle *best = NULL;
 struct printbuf errbuf = PRINTBUF;
 int ret = 0;

 if (!try_module_get(THIS_MODULE))
  return ERR_PTR(-ENODEV);

 if (!devices->nr) {
  ret = -EINVAL;
  goto err;
 }

 ret = darray_make_room(&sbs, devices->nr);
 if (ret)
  goto err;

 darray_for_each(*devices, i) {
  struct bch_sb_handle sb = { NULL };

  ret = bch2_read_super(*i, opts, &sb);
  if (ret)
   goto err;

  BUG_ON(darray_push(&sbs, sb));
 }

 if (opts->nochanges && !opts->read_only) {
  ret = bch_err_throw(c, erofs_nochanges);
  goto err_print;
 }

 darray_for_each(sbs, sb)
  if (!best || sb_cmp(sb->sb, best->sb) > 0)
   best = sb;

 darray_for_each_reverse(sbs, sb) {
  ret = bch2_dev_in_fs(best, sb, opts);

  if (ret == -BCH_ERR_device_has_been_removed ||
      ret == -BCH_ERR_device_splitbrain) {
   bch2_free_super(sb);
   darray_remove_item(&sbs, sb);
   best -= best > sb;
   ret = 0;
   continue;
  }

  if (ret)
   goto err_print;
 }

 c = bch2_fs_alloc(best->sb, opts, &sbs);
 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(c);
 if (ret)
  goto err;

 down_write(&c->state_lock);
 darray_for_each(sbs, sb) {
  ret = bch2_dev_attach_bdev(c, sb);
  if (ret) {
   up_write(&c->state_lock);
   goto err;
  }
 }
 up_write(&c->state_lock);

 if (!c->opts.nostart) {
  ret = bch2_fs_start(c);
  if (ret)
   goto err;
 }
out:
 darray_for_each(sbs, sb)
  bch2_free_super(sb);
 darray_exit(&sbs);
 printbuf_exit(&errbuf);
 module_put(THIS_MODULE);
 return c;
err_print:
 pr_err("bch_fs_open err opening %s: %s",
        devices->data[0], bch2_err_str(ret));
err:
 if (!IS_ERR_OR_NULL(c))
  bch2_fs_stop(c);
 c = ERR_PTR(ret);
 goto out;
}

/* Global interfaces/init */

static void bcachefs_exit(void)
{
 bch2_debug_exit();
 bch2_vfs_exit();
 bch2_chardev_exit();
 bch2_btree_key_cache_exit();
 if (bcachefs_kset)
  kset_unregister(bcachefs_kset);
}

static int __init bcachefs_init(void)
{
 bch2_bkey_pack_test();

 if (!(bcachefs_kset = kset_create_and_add("bcachefs", NULL, fs_kobj)) ||
     bch2_btree_key_cache_init() ||
     bch2_chardev_init() ||
     bch2_vfs_init() ||
     bch2_debug_init())
  goto err;

 return 0;
err:
 bcachefs_exit();
 return -ENOMEM;
}

#define BCH_DEBUG_PARAM(name, description) DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(bch2_##name);
BCH_DEBUG_PARAMS_ALL()
#undef BCH_DEBUG_PARAM

static int bch2_param_set_static_key_t(const char *val, const struct kernel_param *kp)
{
 /* Match bool exactly, by re-using it. */
 struct static_key *key = kp->arg;
 struct kernel_param boolkp = *kp;
 bool v;
 int ret;

 boolkp.arg = &v;

 ret = param_set_bool(val, &boolkp);
 if (ret)
  return ret;
 if (v)
  static_key_enable(key);
 else
  static_key_disable(key);
 return 0;
}

static int bch2_param_get_static_key_t(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
{
 struct static_key *key = kp->arg;
 return sprintf(buffer, "%c\n", static_key_enabled(key) ? 'N' : 'Y');
}

static const struct kernel_param_ops bch2_param_ops_static_key_t = {
 .flags = KERNEL_PARAM_OPS_FL_NOARG,
 .set = bch2_param_set_static_key_t,
 .get = bch2_param_get_static_key_t,
};

#define BCH_DEBUG_PARAM(name, description)    \
 module_param_cb(name, &bch2_param_ops_static_key_t, &bch2_##name.key, 0644);\
 __MODULE_PARM_TYPE(name, "static_key_t");   \
 MODULE_PARM_DESC(name, description);
BCH_DEBUG_PARAMS()
#undef BCH_DEBUG_PARAM

__maybe_unused
static unsigned bch2_metadata_version = bcachefs_metadata_version_current;
module_param_named(version, bch2_metadata_version, uint, 0444);

module_exit(bcachefs_exit);
module_init(bcachefs_init);