Quelle  zoned.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

#include <linux/bitops.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/sched/mm.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include "ctree.h"
#include "volumes.h"
#include "zoned.h"
#include "disk-io.h"
#include "block-group.h"
#include "dev-replace.h"
#include "space-info.h"
#include "fs.h"
#include "accessors.h"
#include "bio.h"
#include "transaction.h"
#include "sysfs.h"

/* Maximum number of zones to report per blkdev_report_zones() call */
#define BTRFS_REPORT_NR_ZONES   4096
/* Invalid allocation pointer value for missing devices */
#define WP_MISSING_DEV ((u64)-1)
/* Pseudo write pointer value for conventional zone */
#define WP_CONVENTIONAL ((u64)-2)

/*
 * Location of the first zone of superblock logging zone pairs.
 *
 * - primary superblock:    0B (zone 0)
 * - first copy:          512G (zone starting at that offset)
 * - second copy:           4T (zone starting at that offset)
 */
#define BTRFS_SB_LOG_PRIMARY_OFFSET (0ULL)
#define BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET (512ULL * SZ_1G)
#define BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET (4096ULL * SZ_1G)

#define BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_FIRST_OFFSET)
#define BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT const_ilog2(BTRFS_SB_LOG_SECOND_OFFSET)

/* Number of superblock log zones */
#define BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES 2

/* Default number of max active zones when the device has no limits. */
#define BTRFS_DEFAULT_MAX_ACTIVE_ZONES 128

/*
 * Minimum of active zones we need:
 *
 * - BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX zones for superblock mirrors
 * - 3 zones to ensure at least one zone per SYSTEM, META and DATA block group
 * - 1 zone for tree-log dedicated block group
 * - 1 zone for relocation
 */
#define BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES  (BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX + 5)

/*
 * Minimum / maximum supported zone size. Currently, SMR disks have a zone
 * size of 256MiB, and we are expecting ZNS drives to be in the 1-4GiB range.
 * We do not expect the zone size to become larger than 8GiB or smaller than
 * 4MiB in the near future.
 */
#define BTRFS_MAX_ZONE_SIZE  SZ_8G
#define BTRFS_MIN_ZONE_SIZE  SZ_4M

#define SUPER_INFO_SECTORS ((u64)BTRFS_SUPER_INFO_SIZE >> SECTOR_SHIFT)

static void wait_eb_writebacks(struct btrfs_block_group *block_group);
static int do_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group, bool fully_written);

static inline bool sb_zone_is_full(const struct blk_zone *zone)
{
 return (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL) ||
  (zone->wp + SUPER_INFO_SECTORS > zone->start + zone->capacity);
}

static int copy_zone_info_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx, void *data)
{
 struct blk_zone *zones = data;

 memcpy(&zones[idx], zone, sizeof(*zone));

 return 0;
}

static int sb_write_pointer(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
       u64 *wp_ret)
{
 bool empty[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 bool full[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 sector_t sector;

 for (int i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
  ASSERT(zones[i].type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL);
  empty[i] = (zones[i].cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY);
  full[i] = sb_zone_is_full(&zones[i]);
 }

 /*
 * Possible states of log buffer zones
 *
 *           Empty[0]  In use[0]  Full[0]
 * Empty[1]         *          0        1
 * In use[1]        x          x        1
 * Full[1]          0          0        C
 *
 * Log position:
 *   *: Special case, no superblock is written
 *   0: Use write pointer of zones[0]
 *   1: Use write pointer of zones[1]
 *   C: Compare super blocks from zones[0] and zones[1], use the latest
 *      one determined by generation
 *   x: Invalid state
 */

 if (empty[0] && empty[1]) {
  /* Special case to distinguish no superblock to read */
  *wp_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
  return -ENOENT;
 } else if (full[0] && full[1]) {
  /* Compare two super blocks */
  struct address_space *mapping = bdev->bd_mapping;
  struct page *page[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
  struct btrfs_super_block *super[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];

  for (int i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
   u64 zone_end = (zones[i].start + zones[i].capacity) << SECTOR_SHIFT;
   u64 bytenr = ALIGN_DOWN(zone_end, BTRFS_SUPER_INFO_SIZE) -
      BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;

   page[i] = read_cache_page_gfp(mapping,
     bytenr >> PAGE_SHIFT, GFP_NOFS);
   if (IS_ERR(page[i])) {
    if (i == 1)
     btrfs_release_disk_super(super[0]);
    return PTR_ERR(page[i]);
   }
   super[i] = page_address(page[i]);
  }

  if (btrfs_super_generation(super[0]) >
      btrfs_super_generation(super[1]))
   sector = zones[1].start;
  else
   sector = zones[0].start;

  for (int i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++)
   btrfs_release_disk_super(super[i]);
 } else if (!full[0] && (empty[1] || full[1])) {
  sector = zones[0].wp;
 } else if (full[0]) {
  sector = zones[1].wp;
 } else {
  return -EUCLEAN;
 }
 *wp_ret = sector << SECTOR_SHIFT;
 return 0;
}

/*
 * Get the first zone number of the superblock mirror
 */
static inline u32 sb_zone_number(int shift, int mirror)
{
 u64 zone = U64_MAX;

 ASSERT(mirror < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX);
 switch (mirror) {
 case 0: zone = 0; break;
 case 1: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_FIRST_SHIFT - shift); break;
 case 2: zone = 1ULL << (BTRFS_SB_LOG_SECOND_SHIFT - shift); break;
 }

 ASSERT(zone <= U32_MAX);

 return (u32)zone;
}

static inline sector_t zone_start_sector(u32 zone_number,
      struct block_device *bdev)
{
 return (sector_t)zone_number << ilog2(bdev_zone_sectors(bdev));
}

static inline u64 zone_start_physical(u32 zone_number,
          struct btrfs_zoned_device_info *zone_info)
{
 return (u64)zone_number << zone_info->zone_size_shift;
}

/*
 * Emulate blkdev_report_zones() for a non-zoned device. It slices up the block
 * device into static sized chunks and fake a conventional zone on each of
 * them.
 */
static int emulate_report_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
    struct blk_zone *zones, unsigned int nr_zones)
{
 const sector_t zone_sectors = device->fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 sector_t bdev_size = bdev_nr_sectors(device->bdev);
 unsigned int i;

 pos >>= SECTOR_SHIFT;
 for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
  zones[i].start = i * zone_sectors + pos;
  zones[i].len = zone_sectors;
  zones[i].capacity = zone_sectors;
  zones[i].wp = zones[i].start + zone_sectors;
  zones[i].type = BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL;
  zones[i].cond = BLK_ZONE_COND_NOT_WP;

  if (zones[i].wp >= bdev_size) {
   i++;
   break;
  }
 }

 return i;
}

static int btrfs_get_dev_zones(struct btrfs_device *device, u64 pos,
          struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 int ret;

 if (!*nr_zones)
  return 0;

 if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
  ret = emulate_report_zones(device, pos, zones, *nr_zones);
  *nr_zones = ret;
  return 0;
 }

 /* Check cache */
 if (zinfo->zone_cache) {
  unsigned int i;
  u32 zno;

  ASSERT(IS_ALIGNED(pos, zinfo->zone_size));
  zno = pos >> zinfo->zone_size_shift;
  /*
 * We cannot report zones beyond the zone end. So, it is OK to
 * cap *nr_zones to at the end.
 */
  *nr_zones = min_t(u32, *nr_zones, zinfo->nr_zones - zno);

  for (i = 0; i < *nr_zones; i++) {
   struct blk_zone *zone_info;

   zone_info = &zinfo->zone_cache[zno + i];
   if (!zone_info->len)
    break;
  }

  if (i == *nr_zones) {
   /* Cache hit on all the zones */
   memcpy(zones, zinfo->zone_cache + zno,
          sizeof(*zinfo->zone_cache) * *nr_zones);
   return 0;
  }
 }

 ret = blkdev_report_zones(device->bdev, pos >> SECTOR_SHIFT, *nr_zones,
      copy_zone_info_cb, zones);
 if (ret < 0) {
  btrfs_err(device->fs_info,
     "zoned: failed to read zone %llu on %s (devid %llu)",
     pos, rcu_dereference(device->name),
     device->devid);
  return ret;
 }
 *nr_zones = ret;
 if (!ret)
  return -EIO;

 /* Populate cache */
 if (zinfo->zone_cache) {
  u32 zno = pos >> zinfo->zone_size_shift;

  memcpy(zinfo->zone_cache + zno, zones,
         sizeof(*zinfo->zone_cache) * *nr_zones);
 }

 return 0;
}

/* The emulated zone size is determined from the size of device extent */
static int calculate_emulated_zone_size(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 BTRFS_PATH_AUTO_FREE(path);
 struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
 struct btrfs_key key;
 struct extent_buffer *leaf;
 struct btrfs_dev_extent *dext;
 int ret = 0;

 key.objectid = 1;
 key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
 key.offset = 0;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 if (ret < 0)
  return ret;

 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
  ret = btrfs_next_leaf(root, path);
  if (ret < 0)
   return ret;
  /* No dev extents at all? Not good */
  if (ret > 0)
   return -EUCLEAN;
 }

 leaf = path->nodes[0];
 dext = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dev_extent);
 fs_info->zone_size = btrfs_dev_extent_length(leaf, dext);
 return 0;
}

int btrfs_get_dev_zone_info_all_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_fs_devices *fs_devices = fs_info->fs_devices;
 struct btrfs_device *device;
 int ret = 0;

 /* fs_info->zone_size might not set yet. Use the incomapt flag here. */
 if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
  return 0;

 mutex_lock(&fs_devices->device_list_mutex);
 list_for_each_entry(device, &fs_devices->devices, dev_list) {
  /* We can skip reading of zone info for missing devices */
  if (!device->bdev)
   continue;

  ret = btrfs_get_dev_zone_info(device, true);
  if (ret)
   break;
 }
 mutex_unlock(&fs_devices->device_list_mutex);

 return ret;
}

int btrfs_get_dev_zone_info(struct btrfs_device *device, bool populate_cache)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = device->fs_info;
 struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = NULL;
 struct block_device *bdev = device->bdev;
 unsigned int max_active_zones;
 unsigned int nactive;
 sector_t nr_sectors;
 sector_t sector = 0;
 struct blk_zone *zones = NULL;
 unsigned int i, nreported = 0, nr_zones;
 sector_t zone_sectors;
 char *model, *emulated;
 int ret;

 /*
 * Cannot use btrfs_is_zoned here, since fs_info::zone_size might not
 * yet be set.
 */
 if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
  return 0;

 if (device->zone_info)
  return 0;

 zone_info = kzalloc(sizeof(*zone_info), GFP_KERNEL);
 if (!zone_info)
  return -ENOMEM;

 device->zone_info = zone_info;

 if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
  if (!fs_info->zone_size) {
   ret = calculate_emulated_zone_size(fs_info);
   if (ret)
    goto out;
  }

  ASSERT(fs_info->zone_size);
  zone_sectors = fs_info->zone_size >> SECTOR_SHIFT;
 } else {
  zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 }

 ASSERT(is_power_of_two_u64(zone_sectors));
 zone_info->zone_size = zone_sectors << SECTOR_SHIFT;

 /* We reject devices with a zone size larger than 8GB */
 if (zone_info->zone_size > BTRFS_MAX_ZONE_SIZE) {
  btrfs_err(fs_info,
  "zoned: %s: zone size %llu larger than supported maximum %llu",
     rcu_dereference(device->name),
     zone_info->zone_size, BTRFS_MAX_ZONE_SIZE);
  ret = -EINVAL;
  goto out;
 } else if (zone_info->zone_size < BTRFS_MIN_ZONE_SIZE) {
  btrfs_err(fs_info,
  "zoned: %s: zone size %llu smaller than supported minimum %u",
     rcu_dereference(device->name),
     zone_info->zone_size, BTRFS_MIN_ZONE_SIZE);
  ret = -EINVAL;
  goto out;
 }

 nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 zone_info->zone_size_shift = ilog2(zone_info->zone_size);
 zone_info->nr_zones = nr_sectors >> ilog2(zone_sectors);
 if (!IS_ALIGNED(nr_sectors, zone_sectors))
  zone_info->nr_zones++;

 max_active_zones = min_not_zero(bdev_max_active_zones(bdev),
     bdev_max_open_zones(bdev));
 if (!max_active_zones && zone_info->nr_zones > BTRFS_DEFAULT_MAX_ACTIVE_ZONES)
  max_active_zones = BTRFS_DEFAULT_MAX_ACTIVE_ZONES;
 if (max_active_zones && max_active_zones < BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES) {
  btrfs_err(fs_info,
"zoned: %s: max active zones %u is too small, need at least %u active zones",
     rcu_dereference(device->name), max_active_zones,
     BTRFS_MIN_ACTIVE_ZONES);
  ret = -EINVAL;
  goto out;
 }
 zone_info->max_active_zones = max_active_zones;

 zone_info->seq_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 if (!zone_info->seq_zones) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 zone_info->empty_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 if (!zone_info->empty_zones) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 zone_info->active_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 if (!zone_info->active_zones) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 zones = kvcalloc(BTRFS_REPORT_NR_ZONES, sizeof(struct blk_zone), GFP_KERNEL);
 if (!zones) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 /*
 * Enable zone cache only for a zoned device. On a non-zoned device, we
 * fill the zone info with emulated CONVENTIONAL zones, so no need to
 * use the cache.
 */
 if (populate_cache && bdev_is_zoned(device->bdev)) {
  zone_info->zone_cache = vcalloc(zone_info->nr_zones,
      sizeof(struct blk_zone));
  if (!zone_info->zone_cache) {
   btrfs_err(device->fs_info,
    "zoned: failed to allocate zone cache for %s",
    rcu_dereference(device->name));
   ret = -ENOMEM;
   goto out;
  }
 }

 /* Get zones type */
 nactive = 0;
 while (sector < nr_sectors) {
  nr_zones = BTRFS_REPORT_NR_ZONES;
  ret = btrfs_get_dev_zones(device, sector << SECTOR_SHIFT, zones,
       &nr_zones);
  if (ret)
   goto out;

  for (i = 0; i < nr_zones; i++) {
   if (zones[i].type == BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ)
    __set_bit(nreported, zone_info->seq_zones);
   switch (zones[i].cond) {
   case BLK_ZONE_COND_EMPTY:
    __set_bit(nreported, zone_info->empty_zones);
    break;
   case BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN:
   case BLK_ZONE_COND_EXP_OPEN:
   case BLK_ZONE_COND_CLOSED:
    __set_bit(nreported, zone_info->active_zones);
    nactive++;
    break;
   }
   nreported++;
  }
  sector = zones[nr_zones - 1].start + zones[nr_zones - 1].len;
 }

 if (nreported != zone_info->nr_zones) {
  btrfs_err(device->fs_info,
     "inconsistent number of zones on %s (%u/%u)",
     rcu_dereference(device->name), nreported,
     zone_info->nr_zones);
  ret = -EIO;
  goto out;
 }

 if (max_active_zones) {
  if (nactive > max_active_zones) {
   if (bdev_max_active_zones(bdev) == 0) {
    max_active_zones = 0;
    zone_info->max_active_zones = 0;
    goto validate;
   }
   btrfs_err(device->fs_info,
   "zoned: %u active zones on %s exceeds max_active_zones %u",
      nactive, rcu_dereference(device->name),
      max_active_zones);
   ret = -EIO;
   goto out;
  }
  atomic_set(&zone_info->active_zones_left,
      max_active_zones - nactive);
  set_bit(BTRFS_FS_ACTIVE_ZONE_TRACKING, &fs_info->flags);
 }

validate:
 /* Validate superblock log */
 nr_zones = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES;
 for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
  u32 sb_zone;
  u64 sb_wp;
  int sb_pos = BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i;

  sb_zone = sb_zone_number(zone_info->zone_size_shift, i);
  if (sb_zone + 1 >= zone_info->nr_zones)
   continue;

  ret = btrfs_get_dev_zones(device,
       zone_start_physical(sb_zone, zone_info),
       &zone_info->sb_zones[sb_pos],
       &nr_zones);
  if (ret)
   goto out;

  if (nr_zones != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES) {
   btrfs_err(device->fs_info,
 "zoned: failed to read super block log zone info at devid %llu zone %u",
      device->devid, sb_zone);
   ret = -EUCLEAN;
   goto out;
  }

  /*
 * If zones[0] is conventional, always use the beginning of the
 * zone to record superblock. No need to validate in that case.
 */
  if (zone_info->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * i].type ==
      BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL)
   continue;

  ret = sb_write_pointer(device->bdev,
           &zone_info->sb_zones[sb_pos], &sb_wp);
  if (ret != -ENOENT && ret) {
   btrfs_err(device->fs_info,
   "zoned: super block log zone corrupted devid %llu zone %u",
      device->devid, sb_zone);
   ret = -EUCLEAN;
   goto out;
  }
 }


 kvfree(zones);

 if (bdev_is_zoned(bdev)) {
  model = "host-managed zoned";
  emulated = "";
 } else {
  model = "regular";
  emulated = "emulated ";
 }

 btrfs_info(fs_info,
  "%s block device %s, %u %szones of %llu bytes",
  model, rcu_dereference(device->name), zone_info->nr_zones,
  emulated, zone_info->zone_size);

 return 0;

out:
 kvfree(zones);
 btrfs_destroy_dev_zone_info(device);
 return ret;
}

void btrfs_destroy_dev_zone_info(struct btrfs_device *device)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;

 if (!zone_info)
  return;

 bitmap_free(zone_info->active_zones);
 bitmap_free(zone_info->seq_zones);
 bitmap_free(zone_info->empty_zones);
 vfree(zone_info->zone_cache);
 kfree(zone_info);
 device->zone_info = NULL;
}

struct btrfs_zoned_device_info *btrfs_clone_dev_zone_info(struct btrfs_device *orig_dev)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zone_info;

 zone_info = kmemdup(orig_dev->zone_info, sizeof(*zone_info), GFP_KERNEL);
 if (!zone_info)
  return NULL;

 zone_info->seq_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 if (!zone_info->seq_zones)
  goto out;

 bitmap_copy(zone_info->seq_zones, orig_dev->zone_info->seq_zones,
      zone_info->nr_zones);

 zone_info->empty_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 if (!zone_info->empty_zones)
  goto out;

 bitmap_copy(zone_info->empty_zones, orig_dev->zone_info->empty_zones,
      zone_info->nr_zones);

 zone_info->active_zones = bitmap_zalloc(zone_info->nr_zones, GFP_KERNEL);
 if (!zone_info->active_zones)
  goto out;

 bitmap_copy(zone_info->active_zones, orig_dev->zone_info->active_zones,
      zone_info->nr_zones);
 zone_info->zone_cache = NULL;

 return zone_info;

out:
 bitmap_free(zone_info->seq_zones);
 bitmap_free(zone_info->empty_zones);
 bitmap_free(zone_info->active_zones);
 kfree(zone_info);
 return NULL;
}

static int btrfs_get_dev_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos, struct blk_zone *zone)
{
 unsigned int nr_zones = 1;
 int ret;

 ret = btrfs_get_dev_zones(device, pos, zone, &nr_zones);
 if (ret != 0 || !nr_zones)
  return ret ? ret : -EIO;

 return 0;
}

static int btrfs_check_for_zoned_device(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_device *device;

 list_for_each_entry(device, &fs_info->fs_devices->devices, dev_list) {
  if (device->bdev && bdev_is_zoned(device->bdev)) {
   btrfs_err(fs_info,
    "zoned: mode not enabled but zoned device found: %pg",
    device->bdev);
   return -EINVAL;
  }
 }

 return 0;
}

int btrfs_check_zoned_mode(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct queue_limits *lim = &fs_info->limits;
 struct btrfs_device *device;
 u64 zone_size = 0;
 int ret;

 /*
 * Host-Managed devices can't be used without the ZONED flag.  With the
 * ZONED all devices can be used, using zone emulation if required.
 */
 if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, ZONED))
  return btrfs_check_for_zoned_device(fs_info);

 blk_set_stacking_limits(lim);

 list_for_each_entry(device, &fs_info->fs_devices->devices, dev_list) {
  struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;

  if (!device->bdev)
   continue;

  if (!zone_size) {
   zone_size = zone_info->zone_size;
  } else if (zone_info->zone_size != zone_size) {
   btrfs_err(fs_info,
  "zoned: unequal block device zone sizes: have %llu found %llu",
      zone_info->zone_size, zone_size);
   return -EINVAL;
  }

  /*
 * With the zoned emulation, we can have non-zoned device on the
 * zoned mode. In this case, we don't have a valid max zone
 * append size.
 */
  if (bdev_is_zoned(device->bdev))
   blk_stack_limits(lim, bdev_limits(device->bdev), 0);
 }

 ret = blk_validate_limits(lim);
 if (ret) {
  btrfs_err(fs_info, "zoned: failed to validate queue limits");
  return ret;
 }

 /*
 * stripe_size is always aligned to BTRFS_STRIPE_LEN in
 * btrfs_create_chunk(). Since we want stripe_len == zone_size,
 * check the alignment here.
 */
 if (!IS_ALIGNED(zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN)) {
  btrfs_err(fs_info,
     "zoned: zone size %llu not aligned to stripe %u",
     zone_size, BTRFS_STRIPE_LEN);
  return -EINVAL;
 }

 if (btrfs_fs_incompat(fs_info, MIXED_GROUPS)) {
  btrfs_err(fs_info, "zoned: mixed block groups not supported");
  return -EINVAL;
 }

 fs_info->zone_size = zone_size;
 /*
 * Also limit max_zone_append_size by max_segments * PAGE_SIZE.
 * Technically, we can have multiple pages per segment. But, since
 * we add the pages one by one to a bio, and cannot increase the
 * metadata reservation even if it increases the number of extents, it
 * is safe to stick with the limit.
 */
 fs_info->max_zone_append_size = ALIGN_DOWN(
  min3((u64)lim->max_zone_append_sectors << SECTOR_SHIFT,
       (u64)lim->max_sectors << SECTOR_SHIFT,
       (u64)lim->max_segments << PAGE_SHIFT),
  fs_info->sectorsize);
 fs_info->fs_devices->chunk_alloc_policy = BTRFS_CHUNK_ALLOC_ZONED;

 fs_info->max_extent_size = min_not_zero(fs_info->max_extent_size,
      fs_info->max_zone_append_size);

 /*
 * Check mount options here, because we might change fs_info->zoned
 * from fs_info->zone_size.
 */
 ret = btrfs_check_mountopts_zoned(fs_info, &fs_info->mount_opt);
 if (ret)
  return ret;

 btrfs_info(fs_info, "zoned mode enabled with zone size %llu", zone_size);
 return 0;
}

int btrfs_check_mountopts_zoned(const struct btrfs_fs_info *info,
    unsigned long long *mount_opt)
{
 if (!btrfs_is_zoned(info))
  return 0;

 /*
 * Space cache writing is not COWed. Disable that to avoid write errors
 * in sequential zones.
 */
 if (btrfs_raw_test_opt(*mount_opt, SPACE_CACHE)) {
  btrfs_err(info, "zoned: space cache v1 is not supported");
  return -EINVAL;
 }

 if (btrfs_raw_test_opt(*mount_opt, NODATACOW)) {
  btrfs_err(info, "zoned: NODATACOW not supported");
  return -EINVAL;
 }

 if (btrfs_raw_test_opt(*mount_opt, DISCARD_ASYNC)) {
  btrfs_info(info,
      "zoned: async discard ignored and disabled for zoned mode");
  btrfs_clear_opt(*mount_opt, DISCARD_ASYNC);
 }

 return 0;
}

static int sb_log_location(struct block_device *bdev, struct blk_zone *zones,
      int rw, u64 *bytenr_ret)
{
 u64 wp;
 int ret;

 if (zones[0].type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
  *bytenr_ret = zones[0].start << SECTOR_SHIFT;
  return 0;
 }

 ret = sb_write_pointer(bdev, zones, &wp);
 if (ret != -ENOENT && ret < 0)
  return ret;

 if (rw == WRITE) {
  struct blk_zone *reset = NULL;

  if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
   reset = &zones[0];
  else if (wp == zones[1].start << SECTOR_SHIFT)
   reset = &zones[1];

  if (reset && reset->cond != BLK_ZONE_COND_EMPTY) {
   unsigned int nofs_flags;

   ASSERT(sb_zone_is_full(reset));

   nofs_flags = memalloc_nofs_save();
   ret = blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
            reset->start, reset->len);
   memalloc_nofs_restore(nofs_flags);
   if (ret)
    return ret;

   reset->cond = BLK_ZONE_COND_EMPTY;
   reset->wp = reset->start;
  }
 } else if (ret != -ENOENT) {
  /*
 * For READ, we want the previous one. Move write pointer to
 * the end of a zone, if it is at the head of a zone.
 */
  u64 zone_end = 0;

  if (wp == zones[0].start << SECTOR_SHIFT)
   zone_end = zones[1].start + zones[1].capacity;
  else if (wp == zones[1].start << SECTOR_SHIFT)
   zone_end = zones[0].start + zones[0].capacity;
  if (zone_end)
   wp = ALIGN_DOWN(zone_end << SECTOR_SHIFT,
     BTRFS_SUPER_INFO_SIZE);

  wp -= BTRFS_SUPER_INFO_SIZE;
 }

 *bytenr_ret = wp;
 return 0;

}

int btrfs_sb_log_location_bdev(struct block_device *bdev, int mirror, int rw,
          u64 *bytenr_ret)
{
 struct blk_zone zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES];
 sector_t zone_sectors;
 u32 sb_zone;
 int ret;
 u8 zone_sectors_shift;
 sector_t nr_sectors;
 u32 nr_zones;

 if (!bdev_is_zoned(bdev)) {
  *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
  return 0;
 }

 ASSERT(rw == READ || rw == WRITE);

 zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 if (!is_power_of_2(zone_sectors))
  return -EINVAL;
 zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;

 sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
  return -ENOENT;

 ret = blkdev_report_zones(bdev, zone_start_sector(sb_zone, bdev),
      BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, copy_zone_info_cb,
      zones);
 if (ret < 0)
  return ret;
 if (ret != BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES)
  return -EIO;

 return sb_log_location(bdev, zones, rw, bytenr_ret);
}

int btrfs_sb_log_location(struct btrfs_device *device, int mirror, int rw,
     u64 *bytenr_ret)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 u32 zone_num;

 /*
 * For a zoned filesystem on a non-zoned block device, use the same
 * super block locations as regular filesystem. Doing so, the super
 * block can always be retrieved and the zoned flag of the volume
 * detected from the super block information.
 */
 if (!bdev_is_zoned(device->bdev)) {
  *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
  return 0;
 }

 zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
  return -ENOENT;

 return sb_log_location(device->bdev,
          &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror],
          rw, bytenr_ret);
}

static inline bool is_sb_log_zone(struct btrfs_zoned_device_info *zinfo,
      int mirror)
{
 u32 zone_num;

 if (!zinfo)
  return false;

 zone_num = sb_zone_number(zinfo->zone_size_shift, mirror);
 if (zone_num + 1 >= zinfo->nr_zones)
  return false;

 if (!test_bit(zone_num, zinfo->seq_zones))
  return false;

 return true;
}

int btrfs_advance_sb_log(struct btrfs_device *device, int mirror)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 struct blk_zone *zone;
 int i;

 if (!is_sb_log_zone(zinfo, mirror))
  return 0;

 zone = &zinfo->sb_zones[BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES * mirror];
 for (i = 0; i < BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES; i++) {
  /* Advance the next zone */
  if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL) {
   zone++;
   continue;
  }

  if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
   zone->cond = BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN;

  zone->wp += SUPER_INFO_SECTORS;

  if (sb_zone_is_full(zone)) {
   /*
 * No room left to write new superblock. Since
 * superblock is written with REQ_SYNC, it is safe to
 * finish the zone now.
 *
 * If the write pointer is exactly at the capacity,
 * explicit ZONE_FINISH is not necessary.
 */
   if (zone->wp != zone->start + zone->capacity) {
    unsigned int nofs_flags;
    int ret;

    nofs_flags = memalloc_nofs_save();
    ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev,
      REQ_OP_ZONE_FINISH, zone->start,
      zone->len);
    memalloc_nofs_restore(nofs_flags);
    if (ret)
     return ret;
   }

   zone->wp = zone->start + zone->len;
   zone->cond = BLK_ZONE_COND_FULL;
  }
  return 0;
 }

 /* All the zones are FULL. Should not reach here. */
 DEBUG_WARN("unexpected state, all zones full");
 return -EIO;
}

int btrfs_reset_sb_log_zones(struct block_device *bdev, int mirror)
{
 unsigned int nofs_flags;
 sector_t zone_sectors;
 sector_t nr_sectors;
 u8 zone_sectors_shift;
 u32 sb_zone;
 u32 nr_zones;
 int ret;

 zone_sectors = bdev_zone_sectors(bdev);
 zone_sectors_shift = ilog2(zone_sectors);
 nr_sectors = bdev_nr_sectors(bdev);
 nr_zones = nr_sectors >> zone_sectors_shift;

 sb_zone = sb_zone_number(zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT, mirror);
 if (sb_zone + 1 >= nr_zones)
  return -ENOENT;

 nofs_flags = memalloc_nofs_save();
 ret = blkdev_zone_mgmt(bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
          zone_start_sector(sb_zone, bdev),
          zone_sectors * BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES);
 memalloc_nofs_restore(nofs_flags);
 return ret;
}

/*
 * Find allocatable zones within a given region.
 *
 * @device: the device to allocate a region on
 * @hole_start: the position of the hole to allocate the region
 * @num_bytes: size of wanted region
 * @hole_end: the end of the hole
 * @return: position of allocatable zones
 *
 * Allocatable region should not contain any superblock locations.
 */
u64 btrfs_find_allocatable_zones(struct btrfs_device *device, u64 hole_start,
     u64 hole_end, u64 num_bytes)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
 u64 nzones = num_bytes >> shift;
 u64 pos = hole_start;
 u64 begin, end;
 bool have_sb;
 int i;

 ASSERT(IS_ALIGNED(hole_start, zinfo->zone_size));
 ASSERT(IS_ALIGNED(num_bytes, zinfo->zone_size));

 while (pos < hole_end) {
  begin = pos >> shift;
  end = begin + nzones;

  if (end > zinfo->nr_zones)
   return hole_end;

  /* Check if zones in the region are all empty */
  if (btrfs_dev_is_sequential(device, pos) &&
      !bitmap_test_range_all_set(zinfo->empty_zones, begin, nzones)) {
   pos += zinfo->zone_size;
   continue;
  }

  have_sb = false;
  for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
   u32 sb_zone;
   u64 sb_pos;

   sb_zone = sb_zone_number(shift, i);
   if (!(end <= sb_zone ||
         sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES <= begin)) {
    have_sb = true;
    pos = zone_start_physical(
     sb_zone + BTRFS_NR_SB_LOG_ZONES, zinfo);
    break;
   }

   /* We also need to exclude regular superblock positions */
   sb_pos = btrfs_sb_offset(i);
   if (!(pos + num_bytes <= sb_pos ||
         sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE <= pos)) {
    have_sb = true;
    pos = ALIGN(sb_pos + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE,
         zinfo->zone_size);
    break;
   }
  }
  if (!have_sb)
   break;
 }

 return pos;
}

static bool btrfs_dev_set_active_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 unsigned int zno = (pos >> zone_info->zone_size_shift);

 /* We can use any number of zones */
 if (zone_info->max_active_zones == 0)
  return true;

 if (!test_bit(zno, zone_info->active_zones)) {
  /* Active zone left? */
  if (atomic_dec_if_positive(&zone_info->active_zones_left) < 0)
   return false;
  if (test_and_set_bit(zno, zone_info->active_zones)) {
   /* Someone already set the bit */
   atomic_inc(&zone_info->active_zones_left);
  }
 }

 return true;
}

static void btrfs_dev_clear_active_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 unsigned int zno = (pos >> zone_info->zone_size_shift);

 /* We can use any number of zones */
 if (zone_info->max_active_zones == 0)
  return;

 if (test_and_clear_bit(zno, zone_info->active_zones))
  atomic_inc(&zone_info->active_zones_left);
}

int btrfs_reset_device_zone(struct btrfs_device *device, u64 physical,
       u64 length, u64 *bytes)
{
 unsigned int nofs_flags;
 int ret;

 *bytes = 0;
 nofs_flags = memalloc_nofs_save();
 ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev, REQ_OP_ZONE_RESET,
          physical >> SECTOR_SHIFT, length >> SECTOR_SHIFT);
 memalloc_nofs_restore(nofs_flags);
 if (ret)
  return ret;

 *bytes = length;
 while (length) {
  btrfs_dev_set_zone_empty(device, physical);
  btrfs_dev_clear_active_zone(device, physical);
  physical += device->zone_info->zone_size;
  length -= device->zone_info->zone_size;
 }

 return 0;
}

int btrfs_ensure_empty_zones(struct btrfs_device *device, u64 start, u64 size)
{
 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 const u8 shift = zinfo->zone_size_shift;
 unsigned long begin = start >> shift;
 unsigned long nbits = size >> shift;
 u64 pos;
 int ret;

 ASSERT(IS_ALIGNED(start, zinfo->zone_size));
 ASSERT(IS_ALIGNED(size, zinfo->zone_size));

 if (begin + nbits > zinfo->nr_zones)
  return -ERANGE;

 /* All the zones are conventional */
 if (bitmap_test_range_all_zero(zinfo->seq_zones, begin, nbits))
  return 0;

 /* All the zones are sequential and empty */
 if (bitmap_test_range_all_set(zinfo->seq_zones, begin, nbits) &&
     bitmap_test_range_all_set(zinfo->empty_zones, begin, nbits))
  return 0;

 for (pos = start; pos < start + size; pos += zinfo->zone_size) {
  u64 reset_bytes;

  if (!btrfs_dev_is_sequential(device, pos) ||
      btrfs_dev_is_empty_zone(device, pos))
   continue;

  /* Free regions should be empty */
  btrfs_warn(
   device->fs_info,
  "zoned: resetting device %s (devid %llu) zone %llu for allocation",
   rcu_dereference(device->name), device->devid, pos >> shift);
  WARN_ON_ONCE(1);

  ret = btrfs_reset_device_zone(device, pos, zinfo->zone_size,
           &reset_bytes);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}

/*
 * Calculate an allocation pointer from the extent allocation information
 * for a block group consist of conventional zones. It is pointed to the
 * end of the highest addressed extent in the block group as an allocation
 * offset.
 */
static int calculate_alloc_pointer(struct btrfs_block_group *cache,
       u64 *offset_ret, bool new)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
 struct btrfs_root *root;
 BTRFS_PATH_AUTO_FREE(path);
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_key found_key;
 int ret;
 u64 length;

 /*
 * Avoid  tree lookups for a new block group, there's no use for it.
 * It must always be 0.
 *
 * Also, we have a lock chain of extent buffer lock -> chunk mutex.
 * For new a block group, this function is called from
 * btrfs_make_block_group() which is already taking the chunk mutex.
 * Thus, we cannot call calculate_alloc_pointer() which takes extent
 * buffer locks to avoid deadlock.
 */
 if (new) {
  *offset_ret = 0;
  return 0;
 }

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 key.objectid = cache->start + cache->length;
 key.type = 0;
 key.offset = 0;

 root = btrfs_extent_root(fs_info, key.objectid);
 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 /* We should not find the exact match */
 if (!ret)
  ret = -EUCLEAN;
 if (ret < 0)
  return ret;

 ret = btrfs_previous_extent_item(root, path, cache->start);
 if (ret) {
  if (ret == 1) {
   ret = 0;
   *offset_ret = 0;
  }
  return ret;
 }

 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key, path->slots[0]);

 if (found_key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY)
  length = found_key.offset;
 else
  length = fs_info->nodesize;

 if (!(found_key.objectid >= cache->start &&
        found_key.objectid + length <= cache->start + cache->length)) {
  return -EUCLEAN;
 }
 *offset_ret = found_key.objectid + length - cache->start;
 return 0;
}

struct zone_info {
 u64 physical;
 u64 capacity;
 u64 alloc_offset;
};

static int btrfs_load_zone_info(struct btrfs_fs_info *fs_info, int zone_idx,
    struct zone_info *info, unsigned long *active,
    struct btrfs_chunk_map *map, bool new)
{
 struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
 struct btrfs_device *device;
 int dev_replace_is_ongoing = 0;
 unsigned int nofs_flag;
 struct blk_zone zone;
 int ret;

 info->physical = map->stripes[zone_idx].physical;

 down_read(&dev_replace->rwsem);
 device = map->stripes[zone_idx].dev;

 if (!device->bdev) {
  up_read(&dev_replace->rwsem);
  info->alloc_offset = WP_MISSING_DEV;
  return 0;
 }

 /* Consider a zone as active if we can allow any number of active zones. */
 if (!device->zone_info->max_active_zones)
  __set_bit(zone_idx, active);

 if (!btrfs_dev_is_sequential(device, info->physical)) {
  up_read(&dev_replace->rwsem);
  info->alloc_offset = WP_CONVENTIONAL;
  info->capacity = device->zone_info->zone_size;
  return 0;
 }

 ASSERT(!new || btrfs_dev_is_empty_zone(device, info->physical));

 /* This zone will be used for allocation, so mark this zone non-empty. */
 btrfs_dev_clear_zone_empty(device, info->physical);

 dev_replace_is_ongoing = btrfs_dev_replace_is_ongoing(dev_replace);
 if (dev_replace_is_ongoing && dev_replace->tgtdev != NULL)
  btrfs_dev_clear_zone_empty(dev_replace->tgtdev, info->physical);

 /*
 * The group is mapped to a sequential zone. Get the zone write pointer
 * to determine the allocation offset within the zone.
 */
 WARN_ON(!IS_ALIGNED(info->physical, fs_info->zone_size));

 if (new) {
  sector_t capacity;

  capacity = bdev_zone_capacity(device->bdev, info->physical >> SECTOR_SHIFT);
  up_read(&dev_replace->rwsem);
  info->alloc_offset = 0;
  info->capacity = capacity << SECTOR_SHIFT;

  return 0;
 }

 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 ret = btrfs_get_dev_zone(device, info->physical, &zone);
 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
 if (ret) {
  up_read(&dev_replace->rwsem);
  if (ret != -EIO && ret != -EOPNOTSUPP)
   return ret;
  info->alloc_offset = WP_MISSING_DEV;
  return 0;
 }

 if (zone.type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
  btrfs_err(fs_info,
  "zoned: unexpected conventional zone %llu on device %s (devid %llu)",
   zone.start << SECTOR_SHIFT, rcu_dereference(device->name),
   device->devid);
  up_read(&dev_replace->rwsem);
  return -EIO;
 }

 info->capacity = (zone.capacity << SECTOR_SHIFT);

 switch (zone.cond) {
 case BLK_ZONE_COND_OFFLINE:
 case BLK_ZONE_COND_READONLY:
  btrfs_err(fs_info,
  "zoned: offline/readonly zone %llu on device %s (devid %llu)",
     (info->physical >> device->zone_info->zone_size_shift),
     rcu_dereference(device->name), device->devid);
  info->alloc_offset = WP_MISSING_DEV;
  break;
 case BLK_ZONE_COND_EMPTY:
  info->alloc_offset = 0;
  break;
 case BLK_ZONE_COND_FULL:
  info->alloc_offset = info->capacity;
  break;
 default:
  /* Partially used zone. */
  info->alloc_offset = ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);
  __set_bit(zone_idx, active);
  break;
 }

 up_read(&dev_replace->rwsem);

 return 0;
}

static int btrfs_load_block_group_single(struct btrfs_block_group *bg,
      struct zone_info *info,
      unsigned long *active)
{
 if (info->alloc_offset == WP_MISSING_DEV) {
  btrfs_err(bg->fs_info,
   "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
   info->physical);
  return -EIO;
 }

 bg->alloc_offset = info->alloc_offset;
 bg->zone_capacity = info->capacity;
 if (test_bit(0, active))
  set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &bg->runtime_flags);
 return 0;
}

static int btrfs_load_block_group_dup(struct btrfs_block_group *bg,
          struct btrfs_chunk_map *map,
          struct zone_info *zone_info,
          unsigned long *active,
          u64 last_alloc)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;

 if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) && !fs_info->stripe_root) {
  btrfs_err(fs_info, "zoned: data DUP profile needs raid-stripe-tree");
  return -EINVAL;
 }

 bg->zone_capacity = min_not_zero(zone_info[0].capacity, zone_info[1].capacity);

 if (zone_info[0].alloc_offset == WP_MISSING_DEV) {
  btrfs_err(bg->fs_info,
     "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
     zone_info[0].physical);
  return -EIO;
 }
 if (zone_info[1].alloc_offset == WP_MISSING_DEV) {
  btrfs_err(bg->fs_info,
     "zoned: cannot recover write pointer for zone %llu",
     zone_info[1].physical);
  return -EIO;
 }

 if (zone_info[0].alloc_offset == WP_CONVENTIONAL)
  zone_info[0].alloc_offset = last_alloc;

 if (zone_info[1].alloc_offset == WP_CONVENTIONAL)
  zone_info[1].alloc_offset = last_alloc;

 if (zone_info[0].alloc_offset != zone_info[1].alloc_offset) {
  btrfs_err(bg->fs_info,
     "zoned: write pointer offset mismatch of zones in DUP profile");
  return -EIO;
 }

 if (test_bit(0, active) != test_bit(1, active)) {
  if (!btrfs_zone_activate(bg))
   return -EIO;
 } else if (test_bit(0, active)) {
  set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &bg->runtime_flags);
 }

 bg->alloc_offset = zone_info[0].alloc_offset;
 return 0;
}

static int btrfs_load_block_group_raid1(struct btrfs_block_group *bg,
     struct btrfs_chunk_map *map,
     struct zone_info *zone_info,
     unsigned long *active,
     u64 last_alloc)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
 int i;

 if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) && !fs_info->stripe_root) {
  btrfs_err(fs_info, "zoned: data %s needs raid-stripe-tree",
     btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
  return -EINVAL;
 }

 /* In case a device is missing we have a cap of 0, so don't use it. */
 bg->zone_capacity = min_not_zero(zone_info[0].capacity, zone_info[1].capacity);

 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
  if (zone_info[i].alloc_offset == WP_MISSING_DEV)
   continue;

  if (zone_info[i].alloc_offset == WP_CONVENTIONAL)
   zone_info[i].alloc_offset = last_alloc;

  if ((zone_info[0].alloc_offset != zone_info[i].alloc_offset) &&
      !btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED)) {
   btrfs_err(fs_info,
   "zoned: write pointer offset mismatch of zones in %s profile",
      btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
   return -EIO;
  }
  if (test_bit(0, active) != test_bit(i, active)) {
   if (!btrfs_test_opt(fs_info, DEGRADED) &&
       !btrfs_zone_activate(bg)) {
    return -EIO;
   }
  } else {
   if (test_bit(0, active))
    set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &bg->runtime_flags);
  }
 }

 if (zone_info[0].alloc_offset != WP_MISSING_DEV)
  bg->alloc_offset = zone_info[0].alloc_offset;
 else
  bg->alloc_offset = zone_info[i - 1].alloc_offset;

 return 0;
}

static int btrfs_load_block_group_raid0(struct btrfs_block_group *bg,
     struct btrfs_chunk_map *map,
     struct zone_info *zone_info,
     unsigned long *active,
     u64 last_alloc)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
 u64 stripe_nr = 0, stripe_offset = 0;
 u32 stripe_index = 0;

 if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) && !fs_info->stripe_root) {
  btrfs_err(fs_info, "zoned: data %s needs raid-stripe-tree",
     btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
  return -EINVAL;
 }

 if (last_alloc) {
  u32 factor = map->num_stripes;

  stripe_nr = last_alloc >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
  stripe_offset = last_alloc & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
  stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
 }

 for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
  if (zone_info[i].alloc_offset == WP_MISSING_DEV)
   continue;

  if (zone_info[i].alloc_offset == WP_CONVENTIONAL) {

   zone_info[i].alloc_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);

   if (stripe_index > i)
    zone_info[i].alloc_offset += BTRFS_STRIPE_LEN;
   else if (stripe_index == i)
    zone_info[i].alloc_offset += stripe_offset;
  }

  if (test_bit(0, active) != test_bit(i, active)) {
   if (!btrfs_zone_activate(bg))
    return -EIO;
  } else {
   if (test_bit(0, active))
    set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &bg->runtime_flags);
  }
  bg->zone_capacity += zone_info[i].capacity;
  bg->alloc_offset += zone_info[i].alloc_offset;
 }

 return 0;
}

static int btrfs_load_block_group_raid10(struct btrfs_block_group *bg,
      struct btrfs_chunk_map *map,
      struct zone_info *zone_info,
      unsigned long *active,
      u64 last_alloc)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
 u64 stripe_nr = 0, stripe_offset = 0;
 u32 stripe_index = 0;

 if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) && !fs_info->stripe_root) {
  btrfs_err(fs_info, "zoned: data %s needs raid-stripe-tree",
     btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
  return -EINVAL;
 }

 if (last_alloc) {
  u32 factor = map->num_stripes / map->sub_stripes;

  stripe_nr = last_alloc >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
  stripe_offset = last_alloc & BTRFS_STRIPE_LEN_MASK;
  stripe_nr = div_u64_rem(stripe_nr, factor, &stripe_index);
 }

 for (int i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
  if (zone_info[i].alloc_offset == WP_MISSING_DEV)
   continue;

  if (test_bit(0, active) != test_bit(i, active)) {
   if (!btrfs_zone_activate(bg))
    return -EIO;
  } else {
   if (test_bit(0, active))
    set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &bg->runtime_flags);
  }

  if (zone_info[i].alloc_offset == WP_CONVENTIONAL) {
   zone_info[i].alloc_offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_nr);

   if (stripe_index > (i / map->sub_stripes))
    zone_info[i].alloc_offset += BTRFS_STRIPE_LEN;
   else if (stripe_index == (i / map->sub_stripes))
    zone_info[i].alloc_offset += stripe_offset;
  }

  if ((i % map->sub_stripes) == 0) {
   bg->zone_capacity += zone_info[i].capacity;
   bg->alloc_offset += zone_info[i].alloc_offset;
  }
 }

 return 0;
}

int btrfs_load_block_group_zone_info(struct btrfs_block_group *cache, bool new)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
 struct btrfs_chunk_map *map;
 u64 logical = cache->start;
 u64 length = cache->length;
 struct zone_info *zone_info = NULL;
 int ret;
 int i;
 unsigned long *active = NULL;
 u64 last_alloc = 0;
 u32 num_sequential = 0, num_conventional = 0;
 u64 profile;

 if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
  return 0;

 /* Sanity check */
 if (!IS_ALIGNED(length, fs_info->zone_size)) {
  btrfs_err(fs_info,
  "zoned: block group %llu len %llu unaligned to zone size %llu",
     logical, length, fs_info->zone_size);
  return -EIO;
 }

 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, logical, length);
 if (!map)
  return -EINVAL;

 cache->physical_map = map;

 zone_info = kcalloc(map->num_stripes, sizeof(*zone_info), GFP_NOFS);
 if (!zone_info) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 active = bitmap_zalloc(map->num_stripes, GFP_NOFS);
 if (!active) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
  ret = btrfs_load_zone_info(fs_info, i, &zone_info[i], active, map, new);
  if (ret)
   goto out;

  if (zone_info[i].alloc_offset == WP_CONVENTIONAL)
   num_conventional++;
  else
   num_sequential++;
 }

 if (num_sequential > 0)
  set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_SEQUENTIAL_ZONE, &cache->runtime_flags);

 if (num_conventional > 0) {
  ret = calculate_alloc_pointer(cache, &last_alloc, new);
  if (ret) {
   btrfs_err(fs_info,
   "zoned: failed to determine allocation offset of bg %llu",
      cache->start);
   goto out;
  } else if (map->num_stripes == num_conventional) {
   cache->alloc_offset = last_alloc;
   cache->zone_capacity = cache->length;
   set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &cache->runtime_flags);
   goto out;
  }
 }

 profile = map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK;
 switch (profile) {
 case 0: /* single */
  ret = btrfs_load_block_group_single(cache, &zone_info[0], active);
  break;
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_DUP:
  ret = btrfs_load_block_group_dup(cache, map, zone_info, active,
       last_alloc);
  break;
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1:
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C3:
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID1C4:
  ret = btrfs_load_block_group_raid1(cache, map, zone_info,
         active, last_alloc);
  break;
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0:
  ret = btrfs_load_block_group_raid0(cache, map, zone_info,
         active, last_alloc);
  break;
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10:
  ret = btrfs_load_block_group_raid10(cache, map, zone_info,
          active, last_alloc);
  break;
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5:
 case BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6:
 default:
  btrfs_err(fs_info, "zoned: profile %s not yet supported",
     btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
  ret = -EINVAL;
  goto out;
 }

 if (ret == -EIO && profile != 0 && profile != BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 &&
     profile != BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10) {
  /*
 * Detected broken write pointer.  Make this block group
 * unallocatable by setting the allocation pointer at the end of
 * allocatable region. Relocating this block group will fix the
 * mismatch.
 *
 * Currently, we cannot handle RAID0 or RAID10 case like this
 * because we don't have a proper zone_capacity value. But,
 * reading from this block group won't work anyway by a missing
 * stripe.
 */
  cache->alloc_offset = cache->zone_capacity;
 }

out:
 /* Reject non SINGLE data profiles without RST */
 if ((map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) &&
     (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) &&
     !fs_info->stripe_root) {
  btrfs_err(fs_info, "zoned: data %s needs raid-stripe-tree",
     btrfs_bg_type_to_raid_name(map->type));
  ret = -EINVAL;
 }

 if (cache->alloc_offset > cache->zone_capacity) {
  btrfs_err(fs_info,
"zoned: invalid write pointer %llu (larger than zone capacity %llu) in block group %llu",
     cache->alloc_offset, cache->zone_capacity,
     cache->start);
  ret = -EIO;
 }

 /* An extent is allocated after the write pointer */
 if (!ret && num_conventional && last_alloc > cache->alloc_offset) {
  btrfs_err(fs_info,
     "zoned: got wrong write pointer in BG %llu: %llu > %llu",
     logical, last_alloc, cache->alloc_offset);
  ret = -EIO;
 }

 if (!ret) {
  cache->meta_write_pointer = cache->alloc_offset + cache->start;
  if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &cache->runtime_flags)) {
   btrfs_get_block_group(cache);
   spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
   list_add_tail(&cache->active_bg_list,
          &fs_info->zone_active_bgs);
   spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
  }
 } else {
  btrfs_free_chunk_map(cache->physical_map);
  cache->physical_map = NULL;
 }
 bitmap_free(active);
 kfree(zone_info);

 return ret;
}

void btrfs_calc_zone_unusable(struct btrfs_block_group *cache)
{
 u64 unusable, free;

 if (!btrfs_is_zoned(cache->fs_info))
  return;

 WARN_ON(cache->bytes_super != 0);
 unusable = (cache->alloc_offset - cache->used) +
     (cache->length - cache->zone_capacity);
 free = cache->zone_capacity - cache->alloc_offset;

 /* We only need ->free_space in ALLOC_SEQ block groups */
 cache->cached = BTRFS_CACHE_FINISHED;
 cache->free_space_ctl->free_space = free;
 cache->zone_unusable = unusable;
}

bool btrfs_use_zone_append(struct btrfs_bio *bbio)
{
 u64 start = (bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT);
 struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bbio->fs_info;
 struct btrfs_block_group *cache;
 bool ret = false;

 if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
  return false;

 if (!inode || !is_data_inode(inode))
  return false;

 if (btrfs_op(&bbio->bio) != BTRFS_MAP_WRITE)
  return false;

 /*
 * Using REQ_OP_ZONE_APPEND for relocation can break assumptions on the
 * extent layout the relocation code has.
 * Furthermore we have set aside own block-group from which only the
 * relocation "process" can allocate and make sure only one process at a
 * time can add pages to an extent that gets relocated, so it's safe to
 * use regular REQ_OP_WRITE for this special case.
 */
 if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root))
  return false;

 cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
 ASSERT(cache);
 if (!cache)
  return false;

 ret = !!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_SEQUENTIAL_ZONE, &cache->runtime_flags);
 btrfs_put_block_group(cache);

 return ret;
}

void btrfs_record_physical_zoned(struct btrfs_bio *bbio)
{
 const u64 physical = bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
 struct btrfs_ordered_sum *sum = bbio->sums;

 if (physical < bbio->orig_physical)
  sum->logical -= bbio->orig_physical - physical;
 else
  sum->logical += physical - bbio->orig_physical;
}

static void btrfs_rewrite_logical_zoned(struct btrfs_ordered_extent *ordered,
     u64 logical)
{
 struct extent_map_tree *em_tree = &ordered->inode->extent_tree;
 struct extent_map *em;

 ordered->disk_bytenr = logical;

 write_lock(&em_tree->lock);
 em = btrfs_search_extent_mapping(em_tree, ordered->file_offset,
      ordered->num_bytes);
 /* The em should be a new COW extent, thus it should not have an offset. */
 ASSERT(em->offset == 0);
 em->disk_bytenr = logical;
 btrfs_free_extent_map(em);
 write_unlock(&em_tree->lock);
}

static bool btrfs_zoned_split_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered,
          u64 logical, u64 len)
{
 struct btrfs_ordered_extent *new;

 if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags) &&
     btrfs_split_extent_map(ordered->inode, ordered->file_offset,
       ordered->num_bytes, len, logical))
  return false;

 new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
 if (IS_ERR(new))
  return false;
 new->disk_bytenr = logical;
 btrfs_finish_one_ordered(new);
 return true;
}

void btrfs_finish_ordered_zoned(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
{
 struct btrfs_inode *inode = ordered->inode;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 struct btrfs_ordered_sum *sum;
 u64 logical, len;

 /*
 * Write to pre-allocated region is for the data relocation, and so
 * it should use WRITE operation. No split/rewrite are necessary.
 */
 if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered->flags))
  return;

 ASSERT(!list_empty(&ordered->list));
 /* The ordered->list can be empty in the above pre-alloc case. */
 sum = list_first_entry(&ordered->list, struct btrfs_ordered_sum, list);
 logical = sum->logical;
 len = sum->len;

 while (len < ordered->disk_num_bytes) {
  sum = list_next_entry(sum, list);
  if (sum->logical == logical + len) {
   len += sum->len;
   continue;
  }
  if (!btrfs_zoned_split_ordered(ordered, logical, len)) {
   set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags);
   btrfs_err(fs_info, "failed to split ordered extent");
   goto out;
  }
  logical = sum->logical;
  len = sum->len;
 }

 if (ordered->disk_bytenr != logical)
  btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered, logical);

out:
 /*
 * If we end up here for nodatasum I/O, the btrfs_ordered_sum structures
 * were allocated by btrfs_alloc_dummy_sum only to record the logical
 * addresses and don't contain actual checksums.  We thus must free them
 * here so that we don't attempt to log the csums later.
 */
 if ((inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) ||
     test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_DATA_CSUMS, &fs_info->fs_state)) {
  while ((sum = list_first_entry_or_null(&ordered->list,
             typeof(*sum), list))) {
   list_del(&sum->list);
   kfree(sum);
  }
 }
}

static bool check_bg_is_active(struct btrfs_eb_write_context *ctx,
          struct btrfs_block_group **active_bg)
{
 const struct writeback_control *wbc = ctx->wbc;
 struct btrfs_block_group *block_group = ctx->zoned_bg;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;

 if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &block_group->runtime_flags))
  return true;

 if (fs_info->treelog_bg == block_group->start) {
  if (!btrfs_zone_activate(block_group)) {
   int ret_fin = btrfs_zone_finish_one_bg(fs_info);

   if (ret_fin != 1 || !btrfs_zone_activate(block_group))
    return false;
  }
 } else if (*active_bg != block_group) {
  struct btrfs_block_group *tgt = *active_bg;

  /* zoned_meta_io_lock protects fs_info->active_{meta,system}_bg. */
  lockdep_assert_held(&fs_info->zoned_meta_io_lock);

  if (tgt) {
   /*
 * If there is an unsent IO left in the allocated area,
 * we cannot wait for them as it may cause a deadlock.
 */
   if (tgt->meta_write_pointer < tgt->start + tgt->alloc_offset) {
    if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE ||
        (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync))
     return false;
   }

   /* Pivot active metadata/system block group. */
   btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
   wait_eb_writebacks(tgt);
   do_zone_finish(tgt, true);
   btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
   if (*active_bg == tgt) {
    btrfs_put_block_group(tgt);
    *active_bg = NULL;
   }
  }
  if (!btrfs_zone_activate(block_group))
   return false;
  if (*active_bg != block_group) {
   ASSERT(*active_bg == NULL);
   *active_bg = block_group;
   btrfs_get_block_group(block_group);
  }
 }

 return true;
}

/*
 * Check if @ctx->eb is aligned to the write pointer.
 *
 * Return:
 *   0:        @ctx->eb is at the write pointer. You can write it.
 *   -EAGAIN:  There is a hole. The caller should handle the case.
 *   -EBUSY:   There is a hole, but the caller can just bail out.
 */
int btrfs_check_meta_write_pointer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
       struct btrfs_eb_write_context *ctx)
{
 const struct writeback_control *wbc = ctx->wbc;
 const struct extent_buffer *eb = ctx->eb;
 struct btrfs_block_group *block_group = ctx->zoned_bg;

 if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
  return 0;

 if (block_group) {
  if (block_group->start > eb->start ||
      block_group->start + block_group->length <= eb->start) {
   btrfs_put_block_group(block_group);
   block_group = NULL;
   ctx->zoned_bg = NULL;
  }
 }

 if (!block_group) {
  block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, eb->start);
  if (!block_group)
   return 0;
  ctx->zoned_bg = block_group;
 }

 if (block_group->meta_write_pointer == eb->start) {
  struct btrfs_block_group **tgt;

  if (!test_bit(BTRFS_FS_ACTIVE_ZONE_TRACKING, &fs_info->flags))
   return 0;

  if (block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM)
   tgt = &fs_info->active_system_bg;
  else
   tgt = &fs_info->active_meta_bg;
  if (check_bg_is_active(ctx, tgt))
   return 0;
 }

 /*
 * Since we may release fs_info->zoned_meta_io_lock, someone can already
 * start writing this eb. In that case, we can just bail out.
 */
 if (block_group->meta_write_pointer > eb->start)
  return -EBUSY;

 /* If for_sync, this hole will be filled with transaction commit. */
 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync)
  return -EAGAIN;
 return -EBUSY;
}

int btrfs_zoned_issue_zeroout(struct btrfs_device *device, u64 physical, u64 length)
{
 if (!btrfs_dev_is_sequential(device, physical))
  return -EOPNOTSUPP;

 return blkdev_issue_zeroout(device->bdev, physical >> SECTOR_SHIFT,
        length >> SECTOR_SHIFT, GFP_NOFS, 0);
}

static int read_zone_info(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
     struct blk_zone *zone)
{
 struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
 u64 mapped_length = PAGE_SIZE;
 unsigned int nofs_flag;
 int nmirrors;
 int i, ret;

 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS, logical,
         &mapped_length, &bioc, NULL, NULL);
 if (ret || !bioc || mapped_length < PAGE_SIZE) {
  ret = -EIO;
  goto out_put_bioc;
 }

 if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
  ret = -EINVAL;
  goto out_put_bioc;
 }

 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 nmirrors = (int)bioc->num_stripes;
 for (i = 0; i < nmirrors; i++) {
  u64 physical = bioc->stripes[i].physical;
  struct btrfs_device *dev = bioc->stripes[i].dev;

  /* Missing device */
  if (!dev->bdev)
   continue;

  ret = btrfs_get_dev_zone(dev, physical, zone);
  /* Failing device */
  if (ret == -EIO || ret == -EOPNOTSUPP)
   continue;
  break;
 }
 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
out_put_bioc:
 btrfs_put_bioc(bioc);
 return ret;
}

/*
 * Synchronize write pointer in a zone at @physical_start on @tgt_dev, by
 * filling zeros between @physical_pos to a write pointer of dev-replace
 * source device.
 */
int btrfs_sync_zone_write_pointer(struct btrfs_device *tgt_dev, u64 logical,
        u64 physical_start, u64 physical_pos)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = tgt_dev->fs_info;
 struct blk_zone zone;
 u64 length;
 u64 wp;
 int ret;

 if (!btrfs_dev_is_sequential(tgt_dev, physical_pos))
  return 0;

 ret = read_zone_info(fs_info, logical, &zone);
 if (ret)
  return ret;

 wp = physical_start + ((zone.wp - zone.start) << SECTOR_SHIFT);

 if (physical_pos == wp)
  return 0;

 if (physical_pos > wp)
  return -EUCLEAN;

 length = wp - physical_pos;
 return btrfs_zoned_issue_zeroout(tgt_dev, physical_pos, length);
}

/*
 * Activate block group and underlying device zones
 *
 * @block_group: the block group to activate
 *
 * Return: true on success, false otherwise
 */
bool btrfs_zone_activate(struct btrfs_block_group *block_group)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
 struct btrfs_chunk_map *map;
 struct btrfs_device *device;
 u64 physical;
 const bool is_data = (block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA);
 bool ret;
 int i;

 if (!btrfs_is_zoned(block_group->fs_info))
  return true;

 map = block_group->physical_map;

 spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
 spin_lock(&block_group->lock);
 if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &block_group->runtime_flags)) {
  ret = true;
  goto out_unlock;
 }

 if (block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
  /* The caller should check if the block group is full. */
  if (WARN_ON_ONCE(btrfs_zoned_bg_is_full(block_group))) {
   ret = false;
   goto out_unlock;
  }
 } else {
  /* Since it is already written, it should have been active. */
  WARN_ON_ONCE(block_group->meta_write_pointer != block_group->start);
 }

 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
  struct btrfs_zoned_device_info *zinfo;
  int reserved = 0;

  device = map->stripes[i].dev;
  physical = map->stripes[i].physical;
  zinfo = device->zone_info;

  if (!device->bdev)
   continue;

  if (zinfo->max_active_zones == 0)
   continue;

  if (is_data)
   reserved = zinfo->reserved_active_zones;
  /*
 * For the data block group, leave active zones for one
 * metadata block group and one system block group.
 */
  if (atomic_read(&zinfo->active_zones_left) <= reserved) {
   ret = false;
   goto out_unlock;
  }

  if (!btrfs_dev_set_active_zone(device, physical)) {
   /* Cannot activate the zone */
   ret = false;
   goto out_unlock;
  }
  if (!is_data)
   zinfo->reserved_active_zones--;
 }

 /* Successfully activated all the zones */
 set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &block_group->runtime_flags);
 spin_unlock(&block_group->lock);

 /* For the active block group list */
 btrfs_get_block_group(block_group);
 list_add_tail(&block_group->active_bg_list, &fs_info->zone_active_bgs);
 spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);

 return true;

out_unlock:
 spin_unlock(&block_group->lock);
 spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
 return ret;
}

static void wait_eb_writebacks(struct btrfs_block_group *block_group)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
 const u64 end = block_group->start + block_group->length;
 struct extent_buffer *eb;
 unsigned long index, start = (block_group->start >> fs_info->nodesize_bits);

 rcu_read_lock();
 xa_for_each_start(&fs_info->buffer_tree, index, eb, start) {
  if (eb->start < block_group->start)
   continue;
  if (eb->start >= end)
   break;
  rcu_read_unlock();
  wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
  rcu_read_lock();
 }
 rcu_read_unlock();
}

static int call_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group,
       struct btrfs_io_stripe *stripe)
{
 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
 const u64 physical = stripe->physical;
 struct btrfs_zoned_device_info *zinfo = device->zone_info;
 int ret;

 if (!device->bdev)
  return 0;

 if (zinfo->max_active_zones == 0)
  return 0;

 if (btrfs_dev_is_sequential(device, physical)) {
  unsigned int nofs_flags;

  nofs_flags = memalloc_nofs_save();
  ret = blkdev_zone_mgmt(device->bdev, REQ_OP_ZONE_FINISH,
           physical >> SECTOR_SHIFT,
           zinfo->zone_size >> SECTOR_SHIFT);
  memalloc_nofs_restore(nofs_flags);

  if (ret)
   return ret;
 }

 if (!(block_group->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA))
  zinfo->reserved_active_zones++;
 btrfs_dev_clear_active_zone(device, physical);

 return 0;
}

static int do_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group, bool fully_written)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
 struct btrfs_chunk_map *map;
 const bool is_metadata = (block_group->flags &
   (BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA | BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM));
 struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;
 int ret = 0;
 int i;

 spin_lock(&block_group->lock);
 if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &block_group->runtime_flags)) {
  spin_unlock(&block_group->lock);
  return 0;
 }

 /* Check if we have unwritten allocated space */
 if (is_metadata &&
     block_group->start + block_group->alloc_offset > block_group->meta_write_pointer) {
  spin_unlock(&block_group->lock);
  return -EAGAIN;
 }

 /*
 * If we are sure that the block group is full (= no more room left for
 * new allocation) and the IO for the last usable block is completed, we
 * don't need to wait for the other IOs. This holds because we ensure
 * the sequential IO submissions using the ZONE_APPEND command for data
 * and block_group->meta_write_pointer for metadata.
 */
 if (!fully_written) {
  if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONED_DATA_RELOC, &block_group->runtime_flags)) {
   spin_unlock(&block_group->lock);
   return -EAGAIN;
  }
  spin_unlock(&block_group->lock);

  ret = btrfs_inc_block_group_ro(block_group, false);
  if (ret)
   return ret;

  /* Ensure all writes in this block group finish */
  btrfs_wait_block_group_reservations(block_group);
  /* No need to wait for NOCOW writers. Zoned mode does not allow that */
  btrfs_wait_ordered_roots(fs_info, U64_MAX, block_group);
  /* Wait for extent buffers to be written. */
  if (is_metadata)
   wait_eb_writebacks(block_group);

  spin_lock(&block_group->lock);

  /*
 * Bail out if someone already deactivated the block group, or
 * allocated space is left in the block group.
 */
  if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE,
         &block_group->runtime_flags)) {
   spin_unlock(&block_group->lock);
   btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
   return 0;
  }

  if (block_group->reserved ||
      test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONED_DATA_RELOC,
        &block_group->runtime_flags)) {
   spin_unlock(&block_group->lock);
   btrfs_dec_block_group_ro(block_group);
   return -EAGAIN;
  }
 }

 clear_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_ZONE_IS_ACTIVE, &block_group->runtime_flags);
 block_group->alloc_offset = block_group->zone_capacity;
 if (block_group->flags & (BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA | BTRFS_BLOCK_GROUP_SYSTEM))
  block_group->meta_write_pointer = block_group->start +
        block_group->zone_capacity;
 block_group->free_space_ctl->free_space = 0;
 btrfs_clear_treelog_bg(block_group);
 btrfs_clear_data_reloc_bg(block_group);
 spin_unlock(&block_group->lock);

 down_read(&dev_replace->rwsem);
 map = block_group->physical_map;
 for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {

  ret = call_zone_finish(block_group, &map->stripes[i]);
  if (ret) {
   up_read(&dev_replace->rwsem);
   return ret;
  }
 }
 up_read(&dev_replace->rwsem);

 if (!fully_written)
  btrfs_dec_block_group_ro(block_group);

 spin_lock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);
 ASSERT(!list_empty(&block_group->active_bg_list));
 list_del_init(&block_group->active_bg_list);
 spin_unlock(&fs_info->zone_active_bgs_lock);

 /* For active_bg_list */
 btrfs_put_block_group(block_group);

 clear_and_wake_up_bit(BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH, &fs_info->flags);

 return 0;
}

int btrfs_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group)
{
 if (!btrfs_is_zoned(block_group->fs_info))
  return 0;

 return do_zone_finish(block_group, false);
}

bool btrfs_can_activate_zone(struct btrfs_fs_devices *fs_devices, u64 flags)
{
--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------