Quelle  data_update.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

#include "bcachefs.h"
#include "alloc_foreground.h"
#include "bkey_buf.h"
#include "btree_update.h"
#include "buckets.h"
#include "compress.h"
#include "data_update.h"
#include "disk_groups.h"
#include "ec.h"
#include "error.h"
#include "extents.h"
#include "io_write.h"
#include "keylist.h"
#include "move.h"
#include "nocow_locking.h"
#include "rebalance.h"
#include "snapshot.h"
#include "subvolume.h"
#include "trace.h"

#include <linux/ioprio.h>

static const char * const bch2_data_update_type_strs[] = {
#define x(t, n, ...) [n] = #t,
 BCH_DATA_UPDATE_TYPES()
#undef x
 NULL
};

static void bkey_put_dev_refs(struct bch_fs *c, struct bkey_s_c k)
{
 struct bkey_ptrs_c ptrs = bch2_bkey_ptrs_c(k);

 bkey_for_each_ptr(ptrs, ptr)
  bch2_dev_put(bch2_dev_have_ref(c, ptr->dev));
}

static bool bkey_get_dev_refs(struct bch_fs *c, struct bkey_s_c k)
{
 struct bkey_ptrs_c ptrs = bch2_bkey_ptrs_c(k);

 bkey_for_each_ptr(ptrs, ptr) {
  if (unlikely(!bch2_dev_tryget(c, ptr->dev))) {
   bkey_for_each_ptr(ptrs, ptr2) {
    if (ptr2 == ptr)
     break;
    bch2_dev_put(bch2_dev_have_ref(c, ptr2->dev));
   }
   return false;
  }
 }
 return true;
}

static void bkey_nocow_unlock(struct bch_fs *c, struct bkey_s_c k)
{
 struct bkey_ptrs_c ptrs = bch2_bkey_ptrs_c(k);

 bkey_for_each_ptr(ptrs, ptr) {
  struct bch_dev *ca = bch2_dev_have_ref(c, ptr->dev);
  struct bpos bucket = PTR_BUCKET_POS(ca, ptr);

  bch2_bucket_nocow_unlock(&c->nocow_locks, bucket, 0);
 }
}

static noinline_for_stack
bool __bkey_nocow_lock(struct bch_fs *c, struct moving_context *ctxt, struct bkey_ptrs_c ptrs,
         const struct bch_extent_ptr *start)
{
 if (!ctxt) {
  bkey_for_each_ptr(ptrs, ptr) {
   if (ptr == start)
    break;

   struct bch_dev *ca = bch2_dev_have_ref(c, ptr->dev);
   struct bpos bucket = PTR_BUCKET_POS(ca, ptr);
   bch2_bucket_nocow_unlock(&c->nocow_locks, bucket, 0);
  }
  return false;
 }

 __bkey_for_each_ptr(start, ptrs.end, ptr) {
  struct bch_dev *ca = bch2_dev_have_ref(c, ptr->dev);
  struct bpos bucket = PTR_BUCKET_POS(ca, ptr);

  bool locked;
  move_ctxt_wait_event(ctxt,
         (locked = bch2_bucket_nocow_trylock(&c->nocow_locks, bucket, 0)) ||
         list_empty(&ctxt->ios));
  if (!locked)
   bch2_bucket_nocow_lock(&c->nocow_locks, bucket, 0);
 }
 return true;
}

static bool bkey_nocow_lock(struct bch_fs *c, struct moving_context *ctxt, struct bkey_ptrs_c ptrs)
{
 bkey_for_each_ptr(ptrs, ptr) {
  struct bch_dev *ca = bch2_dev_have_ref(c, ptr->dev);
  struct bpos bucket = PTR_BUCKET_POS(ca, ptr);

  if (!bch2_bucket_nocow_trylock(&c->nocow_locks, bucket, 0))
   return __bkey_nocow_lock(c, ctxt, ptrs, ptr);
 }

 return true;
}

noinline_for_stack
static void trace_io_move_finish2(struct data_update *u,
      struct bkey_i *new,
      struct bkey_i *insert)
{
 struct bch_fs *c = u->op.c;
 struct printbuf buf = PRINTBUF;

 prt_newline(&buf);

 bch2_data_update_to_text(&buf, u);
 prt_newline(&buf);

 prt_str_indented(&buf, "new replicas:\t");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(new));
 prt_newline(&buf);

 prt_str_indented(&buf, "insert:\t");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(insert));
 prt_newline(&buf);

 trace_io_move_finish(c, buf.buf);
 printbuf_exit(&buf);
}

noinline_for_stack
static void trace_io_move_fail2(struct data_update *m,
    struct bkey_s_c new,
    struct bkey_s_c wrote,
    struct bkey_i *insert,
    const char *msg)
{
 struct bch_fs *c = m->op.c;
 struct bkey_s_c old = bkey_i_to_s_c(m->k.k);
 struct printbuf buf = PRINTBUF;
 unsigned rewrites_found = 0;

 if (!trace_io_move_fail_enabled())
  return;

 prt_str(&buf, msg);

 if (insert) {
  const union bch_extent_entry *entry;
  struct bch_extent_ptr *ptr;
  struct extent_ptr_decoded p;

  unsigned ptr_bit = 1;
  bkey_for_each_ptr_decode(old.k, bch2_bkey_ptrs_c(old), p, entry) {
   if ((ptr_bit & m->data_opts.rewrite_ptrs) &&
       (ptr = bch2_extent_has_ptr(old, p, bkey_i_to_s(insert))) &&
       !ptr->cached)
    rewrites_found |= ptr_bit;
   ptr_bit <<= 1;
  }
 }

 prt_str(&buf, "rewrites found:\t");
 bch2_prt_u64_base2(&buf, rewrites_found);
 prt_newline(&buf);

 bch2_data_update_opts_to_text(&buf, c, &m->op.opts, &m->data_opts);

 prt_str(&buf, "\nold: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, old);

 prt_str(&buf, "\nnew: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, new);

 prt_str(&buf, "\nwrote: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, wrote);

 if (insert) {
  prt_str(&buf, "\ninsert: ");
  bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(insert));
 }

 trace_io_move_fail(c, buf.buf);
 printbuf_exit(&buf);
}

noinline_for_stack
static void trace_data_update2(struct data_update *m,
          struct bkey_s_c old, struct bkey_s_c k,
          struct bkey_i *insert)
{
 struct bch_fs *c = m->op.c;
 struct printbuf buf = PRINTBUF;

 prt_str(&buf, "\nold: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, old);
 prt_str(&buf, "\nk: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, k);
 prt_str(&buf, "\nnew: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(insert));

 trace_data_update(c, buf.buf);
 printbuf_exit(&buf);
}

noinline_for_stack
static void trace_io_move_created_rebalance2(struct data_update *m,
          struct bkey_s_c old, struct bkey_s_c k,
          struct bkey_i *insert)
{
 struct bch_fs *c = m->op.c;
 struct printbuf buf = PRINTBUF;

 bch2_data_update_opts_to_text(&buf, c, &m->op.opts, &m->data_opts);

 prt_str(&buf, "\nold: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, old);
 prt_str(&buf, "\nk: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, k);
 prt_str(&buf, "\nnew: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(insert));

 trace_io_move_created_rebalance(c, buf.buf);
 printbuf_exit(&buf);

 this_cpu_inc(c->counters[BCH_COUNTER_io_move_created_rebalance]);
}

noinline_for_stack
static int data_update_invalid_bkey(struct data_update *m,
        struct bkey_s_c old, struct bkey_s_c k,
        struct bkey_i *insert)
{
 struct bch_fs *c = m->op.c;
 struct printbuf buf = PRINTBUF;
 bch2_log_msg_start(c, &buf);

 prt_str(&buf, "about to insert invalid key in data update path");
 prt_printf(&buf, "\nop.nonce: %u", m->op.nonce);
 prt_str(&buf, "\nold: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, old);
 prt_str(&buf, "\nk: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, k);
 prt_str(&buf, "\nnew: ");
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(insert));
 prt_newline(&buf);

 bch2_fs_emergency_read_only2(c, &buf);

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

 return bch_err_throw(c, invalid_bkey);
}

static int __bch2_data_update_index_update(struct btree_trans *trans,
        struct bch_write_op *op)
{
 struct bch_fs *c = op->c;
 struct btree_iter iter;
 struct data_update *m = container_of(op, struct data_update, op);
 int ret = 0;

 bch2_trans_iter_init(trans, &iter, m->btree_id,
        bkey_start_pos(&bch2_keylist_front(&op->insert_keys)->k),
        BTREE_ITER_slots|BTREE_ITER_intent);

 while (1) {
  struct bkey_s_c k;
  struct bkey_s_c old = bkey_i_to_s_c(m->k.k);
  struct bkey_i *insert = NULL;
  struct bkey_i_extent *new;
  const union bch_extent_entry *entry_c;
  union bch_extent_entry *entry;
  struct extent_ptr_decoded p;
  struct bch_extent_ptr *ptr;
  const struct bch_extent_ptr *ptr_c;
  struct bpos next_pos;
  bool should_check_enospc;
  s64 i_sectors_delta = 0, disk_sectors_delta = 0;
  unsigned rewrites_found = 0, durability, ptr_bit;

  bch2_trans_begin(trans);

  k = bch2_btree_iter_peek_slot(trans, &iter);
  ret = bkey_err(k);
  if (ret)
   goto err;

  new = bkey_i_to_extent(bch2_keylist_front(&op->insert_keys));

  if (!bch2_extents_match(k, old)) {
   trace_io_move_fail2(m, k, bkey_i_to_s_c(&new->k_i),
         NULL, "no match:");
   goto nowork;
  }

  insert = bch2_trans_kmalloc(trans,
         bkey_bytes(k.k) +
         bkey_val_bytes(&new->k) +
         sizeof(struct bch_extent_rebalance));
  ret = PTR_ERR_OR_ZERO(insert);
  if (ret)
   goto err;

  bkey_reassemble(insert, k);

  new = bch2_trans_kmalloc(trans, bkey_bytes(&new->k));
  ret = PTR_ERR_OR_ZERO(new);
  if (ret)
   goto err;

  bkey_copy(&new->k_i, bch2_keylist_front(&op->insert_keys));
  bch2_cut_front(iter.pos, &new->k_i);

  bch2_cut_front(iter.pos, insert);
  bch2_cut_back(new->k.p,  insert);
  bch2_cut_back(insert->k.p, &new->k_i);

  /*
 * @old: extent that we read from
 * @insert: key that we're going to update, initialized from
 * extent currently in btree - same as @old unless we raced with
 * other updates
 * @new: extent with new pointers that we'll be adding to @insert
 *
 * Fist, drop rewrite_ptrs from @new:
 */
  ptr_bit = 1;
  bkey_for_each_ptr_decode(old.k, bch2_bkey_ptrs_c(old), p, entry_c) {
   if ((ptr_bit & m->data_opts.rewrite_ptrs) &&
       (ptr = bch2_extent_has_ptr(old, p, bkey_i_to_s(insert))) &&
       !ptr->cached) {
    bch2_extent_ptr_set_cached(c, &m->op.opts,
          bkey_i_to_s(insert), ptr);
    rewrites_found |= ptr_bit;
   }
   ptr_bit <<= 1;
  }

  if (m->data_opts.rewrite_ptrs &&
      !rewrites_found &&
      bch2_bkey_durability(c, k) >= m->op.opts.data_replicas) {
   trace_io_move_fail2(m, k, bkey_i_to_s_c(&new->k_i), insert, "no rewrites found:");
   goto nowork;
  }

  /*
 * A replica that we just wrote might conflict with a replica
 * that we want to keep, due to racing with another move:
 */
restart_drop_conflicting_replicas:
  extent_for_each_ptr(extent_i_to_s(new), ptr)
   if ((ptr_c = bch2_bkey_has_device_c(bkey_i_to_s_c(insert), ptr->dev)) &&
       !ptr_c->cached) {
    bch2_bkey_drop_ptr_noerror(bkey_i_to_s(&new->k_i), ptr);
    goto restart_drop_conflicting_replicas;
   }

  if (!bkey_val_u64s(&new->k)) {
   trace_io_move_fail2(m, k, bkey_i_to_s_c(&new->k_i), insert, "new replicas conflicted:");
   goto nowork;
  }

  /* Now, drop pointers that conflict with what we just wrote: */
  extent_for_each_ptr_decode(extent_i_to_s(new), p, entry)
   if ((ptr = bch2_bkey_has_device(bkey_i_to_s(insert), p.ptr.dev)))
    bch2_bkey_drop_ptr_noerror(bkey_i_to_s(insert), ptr);

  durability = bch2_bkey_durability(c, bkey_i_to_s_c(insert)) +
   bch2_bkey_durability(c, bkey_i_to_s_c(&new->k_i));

  /* Now, drop excess replicas: */
  scoped_guard(rcu) {
restart_drop_extra_replicas:
   bkey_for_each_ptr_decode(old.k, bch2_bkey_ptrs(bkey_i_to_s(insert)), p, entry) {
    unsigned ptr_durability = bch2_extent_ptr_durability(c, &p);

    if (!p.ptr.cached &&
        durability - ptr_durability >= m->op.opts.data_replicas) {
     durability -= ptr_durability;

     bch2_extent_ptr_set_cached(c, &m->op.opts,
           bkey_i_to_s(insert), &entry->ptr);
     goto restart_drop_extra_replicas;
    }
   }
  }

  /* Finally, add the pointers we just wrote: */
  extent_for_each_ptr_decode(extent_i_to_s(new), p, entry)
   bch2_extent_ptr_decoded_append(insert, &p);

  bch2_bkey_narrow_crcs(insert, (struct bch_extent_crc_unpacked) { 0 });
  bch2_extent_normalize_by_opts(c, &m->op.opts, bkey_i_to_s(insert));

  ret = bch2_sum_sector_overwrites(trans, &iter, insert,
       &should_check_enospc,
       &i_sectors_delta,
       &disk_sectors_delta);
  if (ret)
   goto err;

  if (disk_sectors_delta > (s64) op->res.sectors) {
   ret = bch2_disk_reservation_add(c, &op->res,
      disk_sectors_delta - op->res.sectors,
      !should_check_enospc
      ? BCH_DISK_RESERVATION_NOFAIL : 0);
   if (ret)
    goto out;
  }

  next_pos = insert->k.p;

  /*
 * Check for nonce offset inconsistency:
 * This is debug code - we've been seeing this bug rarely, and
 * it's been hard to reproduce, so this should give us some more
 * information when it does occur:
 */
  int invalid = bch2_bkey_validate(c, bkey_i_to_s_c(insert),
       (struct bkey_validate_context) {
       .btree = m->btree_id,
       .flags = BCH_VALIDATE_commit,
       });
  if (unlikely(invalid)) {
   ret = data_update_invalid_bkey(m, old, k, insert);
   goto out;
  }

  ret =   bch2_trans_log_str(trans, bch2_data_update_type_strs[m->type]) ?:
   bch2_trans_log_bkey(trans, m->btree_id, 0, m->k.k) ?:
   bch2_insert_snapshot_whiteouts(trans, m->btree_id,
      k.k->p, bkey_start_pos(&insert->k)) ?:
   bch2_insert_snapshot_whiteouts(trans, m->btree_id,
      k.k->p, insert->k.p) ?:
   bch2_bkey_set_needs_rebalance(c, &op->opts, insert) ?:
   bch2_trans_update(trans, &iter, insert,
    BTREE_UPDATE_internal_snapshot_node);
  if (ret)
   goto err;

  if (trace_data_update_enabled())
   trace_data_update2(m, old, k, insert);

  if (bch2_bkey_sectors_need_rebalance(c, bkey_i_to_s_c(insert)) * k.k->size >
      bch2_bkey_sectors_need_rebalance(c, k) * insert->k.size)
   trace_io_move_created_rebalance2(m, old, k, insert);

  ret =   bch2_trans_commit(trans, &op->res,
    NULL,
    BCH_TRANS_COMMIT_no_check_rw|
    BCH_TRANS_COMMIT_no_enospc|
    m->data_opts.btree_insert_flags);
  if (ret)
   goto err;

  bch2_btree_iter_set_pos(trans, &iter, next_pos);

  this_cpu_add(c->counters[BCH_COUNTER_io_move_finish], new->k.size);
  if (trace_io_move_finish_enabled())
   trace_io_move_finish2(m, &new->k_i, insert);
err:
  if (bch2_err_matches(ret, BCH_ERR_transaction_restart))
   ret = 0;
  if (ret)
   break;
next:
  while (bkey_ge(iter.pos, bch2_keylist_front(&op->insert_keys)->k.p)) {
   bch2_keylist_pop_front(&op->insert_keys);
   if (bch2_keylist_empty(&op->insert_keys))
    goto out;
  }
  continue;
nowork:
  if (m->stats) {
   BUG_ON(k.k->p.offset <= iter.pos.offset);
   atomic64_inc(&m->stats->keys_raced);
   atomic64_add(k.k->p.offset - iter.pos.offset,
         &m->stats->sectors_raced);
  }

  count_event(c, io_move_fail);

  bch2_btree_iter_advance(trans, &iter);
  goto next;
 }
out:
 bch2_trans_iter_exit(trans, &iter);
 BUG_ON(bch2_err_matches(ret, BCH_ERR_transaction_restart));
 return ret;
}

int bch2_data_update_index_update(struct bch_write_op *op)
{
 return bch2_trans_run(op->c, __bch2_data_update_index_update(trans, op));
}

void bch2_data_update_read_done(struct data_update *m)
{
 m->read_done = true;

 /* write bio must own pages: */
 BUG_ON(!m->op.wbio.bio.bi_vcnt);

 m->op.crc = m->rbio.pick.crc;
 m->op.wbio.bio.bi_iter.bi_size = m->op.crc.compressed_size << 9;

 this_cpu_add(m->op.c->counters[BCH_COUNTER_io_move_write], m->k.k->k.size);

 closure_call(&m->op.cl, bch2_write, NULL, NULL);
}

void bch2_data_update_exit(struct data_update *update)
{
 struct bch_fs *c = update->op.c;
 struct bkey_s_c k = bkey_i_to_s_c(update->k.k);

 bch2_bio_free_pages_pool(c, &update->op.wbio.bio);
 kfree(update->bvecs);
 update->bvecs = NULL;

 if (c->opts.nocow_enabled)
  bkey_nocow_unlock(c, k);
 bkey_put_dev_refs(c, k);
 bch2_disk_reservation_put(c, &update->op.res);
 bch2_bkey_buf_exit(&update->k, c);
}

static noinline_for_stack
int bch2_update_unwritten_extent(struct btree_trans *trans,
     struct data_update *update)
{
 struct bch_fs *c = update->op.c;
 struct bkey_i_extent *e;
 struct write_point *wp;
 struct closure cl;
 struct btree_iter iter;
 struct bkey_s_c k;
 int ret = 0;

 closure_init_stack(&cl);
 bch2_keylist_init(&update->op.insert_keys, update->op.inline_keys);

 while (bpos_lt(update->op.pos, update->k.k->k.p)) {
  unsigned sectors = update->k.k->k.p.offset -
   update->op.pos.offset;

  bch2_trans_begin(trans);

  bch2_trans_iter_init(trans, &iter, update->btree_id, update->op.pos,
         BTREE_ITER_slots);
  ret = lockrestart_do(trans, ({
   k = bch2_btree_iter_peek_slot(trans, &iter);
   bkey_err(k);
  }));
  bch2_trans_iter_exit(trans, &iter);

  if (ret || !bch2_extents_match(k, bkey_i_to_s_c(update->k.k)))
   break;

  e = bkey_extent_init(update->op.insert_keys.top);
  e->k.p = update->op.pos;

  ret = bch2_alloc_sectors_start_trans(trans,
    update->op.target,
    false,
    update->op.write_point,
    &update->op.devs_have,
    update->op.nr_replicas,
    update->op.nr_replicas,
    update->op.watermark,
    0, &cl, &wp);
  if (bch2_err_matches(ret, BCH_ERR_operation_blocked)) {
   bch2_trans_unlock(trans);
   closure_sync(&cl);
   continue;
  }

  bch_err_fn_ratelimited(c, ret);

  if (ret)
   break;

  sectors = min(sectors, wp->sectors_free);

  bch2_key_resize(&e->k, sectors);

  bch2_open_bucket_get(c, wp, &update->op.open_buckets);
  bch2_alloc_sectors_append_ptrs(c, wp, &e->k_i, sectors, false);
  bch2_alloc_sectors_done(c, wp);

  update->op.pos.offset += sectors;

  extent_for_each_ptr(extent_i_to_s(e), ptr)
   ptr->unwritten = true;
  bch2_keylist_push(&update->op.insert_keys);

  ret = __bch2_data_update_index_update(trans, &update->op);

  bch2_open_buckets_put(c, &update->op.open_buckets);

  if (ret)
   break;
 }

 if (closure_nr_remaining(&cl) != 1) {
  bch2_trans_unlock(trans);
  closure_sync(&cl);
 }

 return ret;
}

void bch2_data_update_opts_to_text(struct printbuf *out, struct bch_fs *c,
       struct bch_io_opts *io_opts,
       struct data_update_opts *data_opts)
{
 if (!out->nr_tabstops)
  printbuf_tabstop_push(out, 20);

 prt_str_indented(out, "rewrite ptrs:\t");
 bch2_prt_u64_base2(out, data_opts->rewrite_ptrs);
 prt_newline(out);

 prt_str_indented(out, "kill ptrs:\t");
 bch2_prt_u64_base2(out, data_opts->kill_ptrs);
 prt_newline(out);

 prt_str_indented(out, "target:\t");
 bch2_target_to_text(out, c, data_opts->target);
 prt_newline(out);

 prt_str_indented(out, "compression:\t");
 bch2_compression_opt_to_text(out, io_opts->background_compression);
 prt_newline(out);

 prt_str_indented(out, "opts.replicas:\t");
 prt_u64(out, io_opts->data_replicas);
 prt_newline(out);

 prt_str_indented(out, "extra replicas:\t");
 prt_u64(out, data_opts->extra_replicas);
 prt_newline(out);

 prt_str_indented(out, "scrub:\t");
 prt_u64(out, data_opts->scrub);
}

void bch2_data_update_to_text(struct printbuf *out, struct data_update *m)
{
 prt_str(out, bch2_data_update_type_strs[m->type]);
 prt_newline(out);

 bch2_data_update_opts_to_text(out, m->op.c, &m->op.opts, &m->data_opts);
 prt_newline(out);

 prt_str_indented(out, "old key:\t");
 bch2_bkey_val_to_text(out, m->op.c, bkey_i_to_s_c(m->k.k));
}

void bch2_data_update_inflight_to_text(struct printbuf *out, struct data_update *m)
{
 bch2_bkey_val_to_text(out, m->op.c, bkey_i_to_s_c(m->k.k));
 prt_newline(out);
 printbuf_indent_add(out, 2);
 bch2_data_update_opts_to_text(out, m->op.c, &m->op.opts, &m->data_opts);

 if (!m->read_done) {
  prt_printf(out, "read:\n");
  printbuf_indent_add(out, 2);
  bch2_read_bio_to_text(out, &m->rbio);
 } else {
  prt_printf(out, "write:\n");
  printbuf_indent_add(out, 2);
  bch2_write_op_to_text(out, &m->op);
 }
 printbuf_indent_sub(out, 4);
}

int bch2_extent_drop_ptrs(struct btree_trans *trans,
     struct btree_iter *iter,
     struct bkey_s_c k,
     struct bch_io_opts *io_opts,
     struct data_update_opts *data_opts)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 struct bkey_i *n;
 int ret;

 n = bch2_bkey_make_mut_noupdate(trans, k);
 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(n);
 if (ret)
  return ret;

 while (data_opts->kill_ptrs) {
  unsigned i = 0, drop = __fls(data_opts->kill_ptrs);

  bch2_bkey_drop_ptrs_noerror(bkey_i_to_s(n), ptr, i++ == drop);
  data_opts->kill_ptrs ^= 1U << drop;
 }

 /*
 * If the new extent no longer has any pointers, bch2_extent_normalize()
 * will do the appropriate thing with it (turning it into a
 * KEY_TYPE_error key, or just a discard if it was a cached extent)
 */
 bch2_extent_normalize_by_opts(c, io_opts, bkey_i_to_s(n));

 /*
 * Since we're not inserting through an extent iterator
 * (BTREE_ITER_all_snapshots iterators aren't extent iterators),
 * we aren't using the extent overwrite path to delete, we're
 * just using the normal key deletion path:
 */
 if (bkey_deleted(&n->k) && !(iter->flags & BTREE_ITER_is_extents))
  n->k.size = 0;

 return bch2_trans_relock(trans) ?:
  bch2_trans_update(trans, iter, n, BTREE_UPDATE_internal_snapshot_node) ?:
  bch2_trans_commit(trans, NULL, NULL, BCH_TRANS_COMMIT_no_enospc);
}

static int __bch2_data_update_bios_init(struct data_update *m, struct bch_fs *c,
     struct bch_io_opts *io_opts,
     unsigned buf_bytes)
{
 unsigned nr_vecs = DIV_ROUND_UP(buf_bytes, PAGE_SIZE);

 m->bvecs = kmalloc_array(nr_vecs, sizeof*(m->bvecs), GFP_KERNEL);
 if (!m->bvecs)
  return -ENOMEM;

 bio_init(&m->rbio.bio,  NULL, m->bvecs, nr_vecs, REQ_OP_READ);
 bio_init(&m->op.wbio.bio, NULL, m->bvecs, nr_vecs, 0);

 if (bch2_bio_alloc_pages(&m->op.wbio.bio, buf_bytes, GFP_KERNEL)) {
  kfree(m->bvecs);
  m->bvecs = NULL;
  return -ENOMEM;
 }

 rbio_init(&m->rbio.bio, c, *io_opts, NULL);
 m->rbio.data_update  = true;
 m->rbio.bio.bi_iter.bi_size = buf_bytes;
 m->rbio.bio.bi_iter.bi_sector = bkey_start_offset(&m->k.k->k);
 m->op.wbio.bio.bi_ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_IDLE, 0);
 return 0;
}

int bch2_data_update_bios_init(struct data_update *m, struct bch_fs *c,
          struct bch_io_opts *io_opts)
{
 struct bkey_ptrs_c ptrs = bch2_bkey_ptrs_c(bkey_i_to_s_c(m->k.k));
 const union bch_extent_entry *entry;
 struct extent_ptr_decoded p;

 /* write path might have to decompress data: */
 unsigned buf_bytes = 0;
 bkey_for_each_ptr_decode(&m->k.k->k, ptrs, p, entry)
  buf_bytes = max_t(unsigned, buf_bytes, p.crc.uncompressed_size << 9);

 return __bch2_data_update_bios_init(m, c, io_opts, buf_bytes);
}

static int can_write_extent(struct bch_fs *c, struct data_update *m)
{
 if ((m->op.flags & BCH_WRITE_alloc_nowait) &&
     unlikely(c->open_buckets_nr_free <= bch2_open_buckets_reserved(m->op.watermark)))
  return bch_err_throw(c, data_update_done_would_block);

 unsigned target = m->op.flags & BCH_WRITE_only_specified_devs
  ? m->op.target
  : 0;
 struct bch_devs_mask devs = target_rw_devs(c, BCH_DATA_user, target);

 darray_for_each(m->op.devs_have, i)
  __clear_bit(*i, devs.d);

 guard(rcu)();

 unsigned nr_replicas = 0, i;
 for_each_set_bit(i, devs.d, BCH_SB_MEMBERS_MAX) {
  struct bch_dev *ca = bch2_dev_rcu_noerror(c, i);
  if (!ca)
   continue;

  struct bch_dev_usage usage;
  bch2_dev_usage_read_fast(ca, &usage);

  if (!dev_buckets_free(ca, usage, m->op.watermark))
   continue;

  nr_replicas += ca->mi.durability;
  if (nr_replicas >= m->op.nr_replicas)
   break;
 }

 if (!nr_replicas)
  return bch_err_throw(c, data_update_done_no_rw_devs);
 if (nr_replicas < m->op.nr_replicas)
  return bch_err_throw(c, insufficient_devices);
 return 0;
}

int bch2_data_update_init(struct btree_trans *trans,
     struct btree_iter *iter,
     struct moving_context *ctxt,
     struct data_update *m,
     struct write_point_specifier wp,
     struct bch_io_opts *io_opts,
     struct data_update_opts data_opts,
     enum btree_id btree_id,
     struct bkey_s_c k)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 int ret = 0;

 if (k.k->p.snapshot) {
  ret = bch2_check_key_has_snapshot(trans, iter, k);
  if (bch2_err_matches(ret, BCH_ERR_recovery_will_run)) {
   /* Can't repair yet, waiting on other recovery passes */
   return bch_err_throw(c, data_update_done_no_snapshot);
  }
  if (ret < 0)
   return ret;
  if (ret) /* key was deleted */
   return bch2_trans_commit(trans, NULL, NULL, BCH_TRANS_COMMIT_no_enospc) ?:
    bch_err_throw(c, data_update_done_no_snapshot);
  ret = 0;
 }

 bch2_bkey_buf_init(&m->k);
 bch2_bkey_buf_reassemble(&m->k, c, k);
 m->type  = data_opts.btree_insert_flags & BCH_WATERMARK_copygc
  ? BCH_DATA_UPDATE_copygc
  : BCH_DATA_UPDATE_rebalance;
 m->btree_id = btree_id;
 m->data_opts = data_opts;
 m->ctxt  = ctxt;
 m->stats = ctxt ? ctxt->stats : NULL;

 bch2_write_op_init(&m->op, c, *io_opts);
 m->op.pos = bkey_start_pos(k.k);
 m->op.version = k.k->bversion;
 m->op.target = data_opts.target;
 m->op.write_point = wp;
 m->op.nr_replicas = 0;
 m->op.flags |= BCH_WRITE_pages_stable|
  BCH_WRITE_pages_owned|
  BCH_WRITE_data_encoded|
  BCH_WRITE_move|
  m->data_opts.write_flags;
 m->op.compression_opt = io_opts->background_compression;
 m->op.watermark  = m->data_opts.btree_insert_flags & BCH_WATERMARK_MASK;

 unsigned durability_have = 0, durability_removing = 0;

 struct bkey_ptrs_c ptrs = bch2_bkey_ptrs_c(bkey_i_to_s_c(m->k.k));
 const union bch_extent_entry *entry;
 struct extent_ptr_decoded p;
 unsigned reserve_sectors = k.k->size * data_opts.extra_replicas;
 unsigned buf_bytes = 0;
 bool unwritten = false;

 unsigned ptr_bit = 1;
 bkey_for_each_ptr_decode(k.k, ptrs, p, entry) {
  if (!p.ptr.cached) {
   guard(rcu)();
   if (ptr_bit & m->data_opts.rewrite_ptrs) {
    if (crc_is_compressed(p.crc))
     reserve_sectors += k.k->size;

    m->op.nr_replicas += bch2_extent_ptr_desired_durability(c, &p);
    durability_removing += bch2_extent_ptr_desired_durability(c, &p);
   } else if (!(ptr_bit & m->data_opts.kill_ptrs)) {
    bch2_dev_list_add_dev(&m->op.devs_have, p.ptr.dev);
    durability_have += bch2_extent_ptr_durability(c, &p);
   }
  }

  /*
 * op->csum_type is normally initialized from the fs/file's
 * current options - but if an extent is encrypted, we require
 * that it stays encrypted:
 */
  if (bch2_csum_type_is_encryption(p.crc.csum_type)) {
   m->op.nonce = p.crc.nonce + p.crc.offset;
   m->op.csum_type = p.crc.csum_type;
  }

  if (p.crc.compression_type == BCH_COMPRESSION_TYPE_incompressible)
   m->op.incompressible = true;

  buf_bytes = max_t(unsigned, buf_bytes, p.crc.uncompressed_size << 9);
  unwritten |= p.ptr.unwritten;

  ptr_bit <<= 1;
 }

 unsigned durability_required = max(0, (int) (io_opts->data_replicas - durability_have));

 /*
 * If current extent durability is less than io_opts.data_replicas,
 * we're not trying to rereplicate the extent up to data_replicas here -
 * unless extra_replicas was specified
 *
 * Increasing replication is an explicit operation triggered by
 * rereplicate, currently, so that users don't get an unexpected -ENOSPC
 */
 m->op.nr_replicas = min(durability_removing, durability_required) +
  m->data_opts.extra_replicas;

 /*
 * If device(s) were set to durability=0 after data was written to them
 * we can end up with a duribilty=0 extent, and the normal algorithm
 * that tries not to increase durability doesn't work:
 */
 if (!(durability_have + durability_removing))
  m->op.nr_replicas = max((unsigned) m->op.nr_replicas, 1);

 m->op.nr_replicas_required = m->op.nr_replicas;

 /*
 * It might turn out that we don't need any new replicas, if the
 * replicas or durability settings have been changed since the extent
 * was written:
 */
 if (!m->op.nr_replicas) {
  m->data_opts.kill_ptrs |= m->data_opts.rewrite_ptrs;
  m->data_opts.rewrite_ptrs = 0;
  /* if iter == NULL, it's just a promote */
  if (iter)
   ret = bch2_extent_drop_ptrs(trans, iter, k, io_opts, &m->data_opts);
  if (!ret)
   ret = bch_err_throw(c, data_update_done_no_writes_needed);
  goto out_bkey_buf_exit;
 }

 /*
 * Check if the allocation will succeed, to avoid getting an error later
 * in bch2_write() -> bch2_alloc_sectors_start() and doing a useless
 * read:
 *
 * This guards against
 * - BCH_WRITE_alloc_nowait allocations failing (promotes)
 * - Destination target full
 * - Device(s) in destination target offline
 * - Insufficient durability available in destination target
 *   (i.e. trying to move a durability=2 replica to a target with a
 *   single durability=2 device)
 */
 ret = can_write_extent(c, m);
 if (ret)
  goto out_bkey_buf_exit;

 if (reserve_sectors) {
  ret = bch2_disk_reservation_add(c, &m->op.res, reserve_sectors,
    m->data_opts.extra_replicas
    ? 0
    : BCH_DISK_RESERVATION_NOFAIL);
  if (ret)
   goto out_bkey_buf_exit;
 }

 if (!bkey_get_dev_refs(c, k)) {
  ret = bch_err_throw(c, data_update_done_no_dev_refs);
  goto out_put_disk_res;
 }

 if (c->opts.nocow_enabled &&
     !bkey_nocow_lock(c, ctxt, ptrs)) {
  ret = bch_err_throw(c, nocow_lock_blocked);
  goto out_put_dev_refs;
 }

 if (unwritten) {
  ret = bch2_update_unwritten_extent(trans, m) ?:
   bch_err_throw(c, data_update_done_unwritten);
  goto out_nocow_unlock;
 }

 bch2_trans_unlock(trans);

 ret = __bch2_data_update_bios_init(m, c, io_opts, buf_bytes);
 if (ret)
  goto out_nocow_unlock;

 return 0;
out_nocow_unlock:
 if (c->opts.nocow_enabled)
  bkey_nocow_unlock(c, k);
out_put_dev_refs:
 bkey_put_dev_refs(c, k);
out_put_disk_res:
 bch2_disk_reservation_put(c, &m->op.res);
out_bkey_buf_exit:
 bch2_bkey_buf_exit(&m->k, c);
 return ret;
}

void bch2_data_update_opts_normalize(struct bkey_s_c k, struct data_update_opts *opts)
{
 struct bkey_ptrs_c ptrs = bch2_bkey_ptrs_c(k);
 unsigned ptr_bit = 1;

 bkey_for_each_ptr(ptrs, ptr) {
  if ((opts->rewrite_ptrs & ptr_bit) && ptr->cached) {
   opts->kill_ptrs |= ptr_bit;
   opts->rewrite_ptrs ^= ptr_bit;
  }

  ptr_bit <<= 1;
 }
}