// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2011, 2012 STRATO.  All rights reserved.
 */

#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/ratelimit.h>
#include <linux/sched/mm.h>
#include <crypto/hash.h>
#include "ctree.h"
#include "discard.h"
#include "volumes.h"
#include "disk-io.h"
#include "ordered-data.h"
#include "transaction.h"
#include "backref.h"
#include "extent_io.h"
#include "dev-replace.h"
#include "raid56.h"
#include "block-group.h"
#include "zoned.h"
#include "fs.h"
#include "accessors.h"
#include "file-item.h"
#include "scrub.h"
#include "raid-stripe-tree.h"

/*
 * This is only the first step towards a full-features scrub. It reads all
 * extent and super block and verifies the checksums. In case a bad checksum
 * is found or the extent cannot be read, good data will be written back if
 * any can be found.
 *
 * Future enhancements:
 *  - In case an unrepairable extent is encountered, track which files are
 *    affected and report them
 *  - track and record media errors, throw out bad devices
 *  - add a mode to also read unallocated space
 */

struct scrub_ctx;

/*
 * The following value only influences the performance.
 *
 * This determines how many stripes would be submitted in one go,
 * which is 512KiB (BTRFS_STRIPE_LEN * SCRUB_STRIPES_PER_GROUP).
 */
#define SCRUB_STRIPES_PER_GROUP  8

/*
 * How many groups we have for each sctx.
 *
 * This would be 8M per device, the same value as the old scrub in-flight bios
 * size limit.
 */
#define SCRUB_GROUPS_PER_SCTX  16

#define SCRUB_TOTAL_STRIPES  (SCRUB_GROUPS_PER_SCTX * SCRUB_STRIPES_PER_GROUP)

/*
 * The following value times PAGE_SIZE needs to be large enough to match the
 * largest node/leaf/sector size that shall be supported.
 */
#define SCRUB_MAX_SECTORS_PER_BLOCK (BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE / SZ_4K)

/* Represent one sector and its needed info to verify the content. */
struct scrub_sector_verification {
 union {
  /*
   * Csum pointer for data csum verification.  Should point to a
   * sector csum inside scrub_stripe::csums.
   *
   * NULL if this data sector has no csum.
 */
  u8 *csum;

  /*
   * Extra info for metadata verification.  All sectors inside a
   * tree block share the same generation.
 */
  u64 generation;
 };
};

enum scrub_stripe_flags {
 /* Set when @mirror_num, @dev, @physical and @logical are set. */
 SCRUB_STRIPE_FLAG_INITIALIZED,

 /* Set when the read-repair is finished. */
 SCRUB_STRIPE_FLAG_REPAIR_DONE,

 /*
  * Set for data stripes if it's triggered from P/Q stripe.
  * During such scrub, we should not report errors in data stripes, nor
  * update the accounting.
 */
 SCRUB_STRIPE_FLAG_NO_REPORT,
};

/*
 * We have multiple bitmaps for one scrub_stripe.
 * However each bitmap has at most (BTRFS_STRIPE_LEN / blocksize) bits,
 * which is normally 16, and much smaller than BITS_PER_LONG (32 or 64).
 *
 * So to reduce memory usage for each scrub_stripe, we pack those bitmaps
 * into a larger one.
 *
 * These enum records where the sub-bitmap are inside the larger one.
 * Each subbitmap starts at scrub_bitmap_nr_##name * nr_sectors bit.
 */
enum {
 /* Which blocks are covered by extent items. */
 scrub_bitmap_nr_has_extent = 0,

 /* Which blocks are meteadata. */
 scrub_bitmap_nr_is_metadata,

 /*
  * Which blocks have errors, including IO, csum, and metadata
  * errors.
  * This sub-bitmap is the OR results of the next few error related
  * sub-bitmaps.
 */
 scrub_bitmap_nr_error,
 scrub_bitmap_nr_io_error,
 scrub_bitmap_nr_csum_error,
 scrub_bitmap_nr_meta_error,
 scrub_bitmap_nr_meta_gen_error,
 scrub_bitmap_nr_last,
};

#define SCRUB_STRIPE_PAGES  (BTRFS_STRIPE_LEN / PAGE_SIZE)

/*
 * Represent one contiguous range with a length of BTRFS_STRIPE_LEN.
 */
struct scrub_stripe {
 struct scrub_ctx *sctx;
 struct btrfs_block_group *bg;

 struct page *pages[SCRUB_STRIPE_PAGES];
 struct scrub_sector_verification *sectors;

 struct btrfs_device *dev;
 u64 logical;
 u64 physical;

 u16 mirror_num;

 /* Should be BTRFS_STRIPE_LEN / sectorsize. */
 u16 nr_sectors;

 /*
  * How many data/meta extents are in this stripe.  Only for scrub status
  * reporting purposes.
 */
 u16 nr_data_extents;
 u16 nr_meta_extents;

 atomic_t pending_io;
 wait_queue_head_t io_wait;
 wait_queue_head_t repair_wait;

 /*
  * Indicate the states of the stripe.  Bits are defined in
  * scrub_stripe_flags enum.
 */
 unsigned long state;

 /* The large bitmap contains all the sub-bitmaps. */
 unsigned long bitmaps[BITS_TO_LONGS(scrub_bitmap_nr_last *
         (BTRFS_STRIPE_LEN / BTRFS_MIN_BLOCKSIZE))];

 /*
  * For writeback (repair or replace) error reporting.
  * This one is protected by a spinlock, thus can not be packed into
  * the larger bitmap.
 */
 unsigned long write_error_bitmap;

 /* Writeback can be concurrent, thus we need to protect the bitmap. */
 spinlock_t write_error_lock;

 /*
  * Checksum for the whole stripe if this stripe is inside a data block
  * group.
 */
 u8 *csums;

 struct work_struct work;
};

struct scrub_ctx {
 struct scrub_stripe stripes[SCRUB_TOTAL_STRIPES];
 struct scrub_stripe *raid56_data_stripes;
 struct btrfs_fs_info *fs_info;
 struct btrfs_path extent_path;
 struct btrfs_path csum_path;
 int   first_free;
 int   cur_stripe;
 atomic_t  cancel_req;
 int   readonly;

 /* State of IO submission throttling affecting the associated device */
 ktime_t   throttle_deadline;
 u64   throttle_sent;

 int   is_dev_replace;
 u64   write_pointer;

 struct mutex            wr_lock;
 struct btrfs_device     *wr_tgtdev;

 /*
  * statistics
 */
 struct btrfs_scrub_progress stat;
 spinlock_t  stat_lock;

 /*
  * Use a ref counter to avoid use-after-free issues. Scrub workers
  * decrement bios_in_flight and workers_pending and then do a wakeup
  * on the list_wait wait queue. We must ensure the main scrub task
  * doesn't free the scrub context before or while the workers are
  * doing the wakeup() call.
 */
 refcount_t              refs;
};

#define scrub_calc_start_bit(stripe, name, block_nr)   \
({         \
 unsigned int __start_bit;     \
         \
 ASSERT(block_nr < stripe->nr_sectors,    \
  "nr_sectors=%u block_nr=%u", stripe->nr_sectors, block_nr); \
 __start_bit = scrub_bitmap_nr_##name * stripe->nr_sectors + block_nr; \
 __start_bit;       \
})

#define IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(name)    \
static inline void scrub_bitmap_set_##name(struct scrub_stripe *stripe, \
        unsigned int block_nr,  \
        unsigned int nr_blocks)  \
{         \
 const unsigned int start_bit = scrub_calc_start_bit(stripe, \
           name, block_nr); \
         \
 bitmap_set(stripe->bitmaps, start_bit, nr_blocks);  \
}         \
static inline void scrub_bitmap_clear_##name(struct scrub_stripe *stripe, \
          unsigned int block_nr,  \
          unsigned int nr_blocks)  \
{         \
 const unsigned int start_bit = scrub_calc_start_bit(stripe, name, \
           block_nr); \
         \
 bitmap_clear(stripe->bitmaps, start_bit, nr_blocks);  \
}         \
static inline bool scrub_bitmap_test_bit_##name(struct scrub_stripe *stripe, \
         unsigned int block_nr)  \
{         \
 const unsigned int start_bit = scrub_calc_start_bit(stripe, name, \
           block_nr); \
         \
 return test_bit(start_bit, stripe->bitmaps);   \
}         \
static inline void scrub_bitmap_set_bit_##name(struct scrub_stripe *stripe, \
         unsigned int block_nr)  \
{         \
 const unsigned int start_bit = scrub_calc_start_bit(stripe, name, \
           block_nr); \
         \
 set_bit(start_bit, stripe->bitmaps);    \
}         \
static inline void scrub_bitmap_clear_bit_##name(struct scrub_stripe *stripe, \
         unsigned int block_nr)  \
{         \
 const unsigned int start_bit = scrub_calc_start_bit(stripe, name, \
           block_nr); \
         \
 clear_bit(start_bit, stripe->bitmaps);    \
}         \
static inline unsigned long scrub_bitmap_read_##name(struct scrub_stripe *stripe) \
{         \
 const unsigned int nr_blocks = stripe->nr_sectors;  \
         \
 ASSERT(nr_blocks > 0 && nr_blocks <= BITS_PER_LONG,  \
        "nr_blocks=%u BITS_PER_LONG=%u",    \
        nr_blocks, BITS_PER_LONG);    \
         \
 return bitmap_read(stripe->bitmaps, nr_blocks * scrub_bitmap_nr_##name, \
      stripe->nr_sectors);    \
}         \
static inline bool scrub_bitmap_empty_##name(struct scrub_stripe *stripe) \
{         \
 unsigned long bitmap = scrub_bitmap_read_##name(stripe); \
         \
 return bitmap_empty(&bitmap, stripe->nr_sectors);  \
}         \
static inline unsigned int scrub_bitmap_weight_##name(struct scrub_stripe *stripe) \
{         \
 unsigned long bitmap = scrub_bitmap_read_##name(stripe); \
         \
 return bitmap_weight(&bitmap, stripe->nr_sectors);  \
}
IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(has_extent);
IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(is_metadata);
IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(error);
IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(io_error);
IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(csum_error);
IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(meta_error);
IMPLEMENT_SCRUB_BITMAP_OPS(meta_gen_error);

struct scrub_warning {
 struct btrfs_path *path;
 u64   extent_item_size;
 const char  *errstr;
 u64   physical;
 u64   logical;
 struct btrfs_device *dev;
};

struct scrub_error_records {
 /*
  * Bitmap recording which blocks hit errors (IO/csum/...) during the
  * initial read.
 */
 unsigned long init_error_bitmap;

 unsigned int nr_io_errors;
 unsigned int nr_csum_errors;
 unsigned int nr_meta_errors;
 unsigned int nr_meta_gen_errors;
};

static void release_scrub_stripe(struct scrub_stripe *stripe)
{
 if (!stripe)
  return;

 for (int i = 0; i < SCRUB_STRIPE_PAGES; i++) {
  if (stripe->pages[i])
   __free_page(stripe->pages[i]);
  stripe->pages[i] = NULL;
 }
 kfree(stripe->sectors);
 kfree(stripe->csums);
 stripe->sectors = NULL;
 stripe->csums = NULL;
 stripe->sctx = NULL;
 stripe->state = 0;
}

static int init_scrub_stripe(struct btrfs_fs_info *fs_info,
        struct scrub_stripe *stripe)
{
 int ret;

 memset(stripe, 0, sizeof(*stripe));

 stripe->nr_sectors = BTRFS_STRIPE_LEN >> fs_info->sectorsize_bits;
 stripe->state = 0;

 init_waitqueue_head(&stripe->io_wait);
 init_waitqueue_head(&stripe->repair_wait);
 atomic_set(&stripe->pending_io, 0);
 spin_lock_init(&stripe->write_error_lock);

 ret = btrfs_alloc_page_array(SCRUB_STRIPE_PAGES, stripe->pages, false);
 if (ret < 0)
  goto error;

 stripe->sectors = kcalloc(stripe->nr_sectors,
      sizeof(struct scrub_sector_verification),
      GFP_KERNEL);
 if (!stripe->sectors)
  goto error;

 stripe->csums = kcalloc(BTRFS_STRIPE_LEN >> fs_info->sectorsize_bits,
    fs_info->csum_size, GFP_KERNEL);
 if (!stripe->csums)
  goto error;
 return 0;
error:
 release_scrub_stripe(stripe);
 return -ENOMEM;
}

static void wait_scrub_stripe_io(struct scrub_stripe *stripe)
{
 wait_event(stripe->io_wait, atomic_read(&stripe->pending_io) == 0);
}

static void scrub_put_ctx(struct scrub_ctx *sctx);

static void __scrub_blocked_if_needed(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 while (atomic_read(&fs_info->scrub_pause_req)) {
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  wait_event(fs_info->scrub_pause_wait,
     atomic_read(&fs_info->scrub_pause_req) == 0);
  mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 }
}

static void scrub_pause_on(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 atomic_inc(&fs_info->scrubs_paused);
 wake_up(&fs_info->scrub_pause_wait);
}

static void scrub_pause_off(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 __scrub_blocked_if_needed(fs_info);
 atomic_dec(&fs_info->scrubs_paused);
 mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);

 wake_up(&fs_info->scrub_pause_wait);
}

static void scrub_blocked_if_needed(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 scrub_pause_on(fs_info);
 scrub_pause_off(fs_info);
}

static noinline_for_stack void scrub_free_ctx(struct scrub_ctx *sctx)
{
 int i;

 if (!sctx)
  return;

 for (i = 0; i < SCRUB_TOTAL_STRIPES; i++)
  release_scrub_stripe(&sctx->stripes[i]);

 kvfree(sctx);
}

static void scrub_put_ctx(struct scrub_ctx *sctx)
{
 if (refcount_dec_and_test(&sctx->refs))
  scrub_free_ctx(sctx);
}

static noinline_for_stack struct scrub_ctx *scrub_setup_ctx(
  struct btrfs_fs_info *fs_info, int is_dev_replace)
{
 struct scrub_ctx *sctx;
 int  i;

 /* Since sctx has inline 128 stripes, it can go beyond 64K easily.  Use
  * kvzalloc().
 */
 sctx = kvzalloc(sizeof(*sctx), GFP_KERNEL);
 if (!sctx)
  goto nomem;
 refcount_set(&sctx->refs, 1);
 sctx->is_dev_replace = is_dev_replace;
 sctx->fs_info = fs_info;
 sctx->extent_path.search_commit_root = 1;
 sctx->extent_path.skip_locking = 1;
 sctx->csum_path.search_commit_root = 1;
 sctx->csum_path.skip_locking = 1;
 for (i = 0; i < SCRUB_TOTAL_STRIPES; i++) {
  int ret;

  ret = init_scrub_stripe(fs_info, &sctx->stripes[i]);
  if (ret < 0)
   goto nomem;
  sctx->stripes[i].sctx = sctx;
 }
 sctx->first_free = 0;
 atomic_set(&sctx->cancel_req, 0);

 spin_lock_init(&sctx->stat_lock);
 sctx->throttle_deadline = 0;

 mutex_init(&sctx->wr_lock);
 if (is_dev_replace) {
  WARN_ON(!fs_info->dev_replace.tgtdev);
  sctx->wr_tgtdev = fs_info->dev_replace.tgtdev;
 }

 return sctx;

nomem:
 scrub_free_ctx(sctx);
 return ERR_PTR(-ENOMEM);
}

static int scrub_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
         u64 root, void *warn_ctx)
{
 u32 nlink;
 int ret;
 int i;
 unsigned nofs_flag;
 struct extent_buffer *eb;
 struct btrfs_inode_item *inode_item;
 struct scrub_warning *swarn = warn_ctx;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = swarn->dev->fs_info;
 struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
 struct btrfs_root *local_root;
 struct btrfs_key key;

 local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
 if (IS_ERR(local_root)) {
  ret = PTR_ERR(local_root);
  goto err;
 }

 /*
  * this makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff)
 */
 key.objectid = inum;
 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
 key.offset = 0;

 ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, swarn->path, 0, 0);
 if (ret) {
  btrfs_put_root(local_root);
  btrfs_release_path(swarn->path);
  goto err;
 }

 eb = swarn->path->nodes[0];
 inode_item = btrfs_item_ptr(eb, swarn->path->slots[0],
     struct btrfs_inode_item);
 nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
 btrfs_release_path(swarn->path);

 /*
  * init_path might indirectly call vmalloc, or use GFP_KERNEL. Scrub
  * uses GFP_NOFS in this context, so we keep it consistent but it does
  * not seem to be strictly necessary.
 */
 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 ipath = init_ipath(4096, local_root, swarn->path);
 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
 if (IS_ERR(ipath)) {
  btrfs_put_root(local_root);
  ret = PTR_ERR(ipath);
  ipath = NULL;
  goto err;
 }
 ret = paths_from_inode(inum, ipath);

 if (ret < 0)
  goto err;

 /*
  * we deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
  * hold all of the paths here
 */
 for (i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; ++i)
  btrfs_warn(fs_info,
"scrub: %s at logical %llu on dev %s, physical %llu root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
      swarn->errstr, swarn->logical,
      btrfs_dev_name(swarn->dev),
      swarn->physical,
      root, inum, offset,
      fs_info->sectorsize, nlink,
      (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);

 btrfs_put_root(local_root);
 free_ipath(ipath);
 return 0;

err:
 btrfs_warn(fs_info,
     "scrub: %s at logical %llu on dev %s, physical %llu root %llu inode %llu offset %llu: path resolving failed with ret=%d",
     swarn->errstr, swarn->logical,
     btrfs_dev_name(swarn->dev),
     swarn->physical,
     root, inum, offset, ret);

 free_ipath(ipath);
 return 0;
}

static void scrub_print_common_warning(const char *errstr, struct btrfs_device *dev,
           bool is_super, u64 logical, u64 physical)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = dev->fs_info;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key found_key;
 struct extent_buffer *eb;
 struct btrfs_extent_item *ei;
 struct scrub_warning swarn;
 u64 flags = 0;
 u32 item_size;
 int ret;

 /* Super block error, no need to search extent tree. */
 if (is_super) {
  btrfs_warn(fs_info, "scrub: %s on device %s, physical %llu",
      errstr, btrfs_dev_name(dev), physical);
  return;
 }
 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return;

 swarn.physical = physical;
 swarn.logical = logical;
 swarn.errstr = errstr;
 swarn.dev = NULL;

 ret = extent_from_logical(fs_info, swarn.logical, path, &found_key,
      &flags);
 if (ret < 0)
  goto out;

 swarn.extent_item_size = found_key.offset;

 eb = path->nodes[0];
 ei = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_extent_item);
 item_size = btrfs_item_size(eb, path->slots[0]);

 if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
  unsigned long ptr = 0;
  u8 ref_level;
  u64 ref_root;

  while (true) {
   ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
            item_size, &ref_root,
            &ref_level);
   if (ret < 0) {
    btrfs_warn(fs_info,
     "scrub: failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
        swarn.logical, ret);
    break;
   }
   if (ret > 0)
    break;
   btrfs_warn(fs_info,
"scrub: %s at logical %llu on dev %s, physical %llu: metadata %s (level %d) in tree %llu",
    errstr, swarn.logical, btrfs_dev_name(dev),
    swarn.physical, (ref_level ? "node" : "leaf"),
    ref_level, ref_root);
  }
  btrfs_release_path(path);
 } else {
  struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };

  btrfs_release_path(path);

  ctx.bytenr = found_key.objectid;
  ctx.extent_item_pos = swarn.logical - found_key.objectid;
  ctx.fs_info = fs_info;

  swarn.path = path;
  swarn.dev = dev;

  iterate_extent_inodes(&ctx, true, scrub_print_warning_inode, &swarn);
 }

out:
 btrfs_free_path(path);
}

static int fill_writer_pointer_gap(struct scrub_ctx *sctx, u64 physical)
{
 int ret = 0;
 u64 length;

 if (!btrfs_is_zoned(sctx->fs_info))
  return 0;

 if (!btrfs_dev_is_sequential(sctx->wr_tgtdev, physical))
  return 0;

 if (sctx->write_pointer < physical) {
  length = physical - sctx->write_pointer;

  ret = btrfs_zoned_issue_zeroout(sctx->wr_tgtdev,
      sctx->write_pointer, length);
  if (!ret)
   sctx->write_pointer = physical;
 }
 return ret;
}

static void *scrub_stripe_get_kaddr(struct scrub_stripe *stripe, int sector_nr)
{
 u32 offset = (sector_nr << stripe->bg->fs_info->sectorsize_bits);
 const struct page *page = stripe->pages[offset >> PAGE_SHIFT];

 /* stripe->pages[] is allocated by us and no highmem is allowed. */
 ASSERT(page);
 ASSERT(!PageHighMem(page));
 return page_address(page) + offset_in_page(offset);
}

static void scrub_verify_one_metadata(struct scrub_stripe *stripe, int sector_nr)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 const u32 sectors_per_tree = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
 const u64 logical = stripe->logical + (sector_nr << fs_info->sectorsize_bits);
 void *first_kaddr = scrub_stripe_get_kaddr(stripe, sector_nr);
 struct btrfs_header *header = first_kaddr;
 SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
 u8 on_disk_csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
 u8 calculated_csum[BTRFS_CSUM_SIZE];

 /*
  * Here we don't have a good way to attach the pages (and subpages)
  * to a dummy extent buffer, thus we have to directly grab the members
  * from pages.
 */
 memcpy(on_disk_csum, header->csum, fs_info->csum_size);

 if (logical != btrfs_stack_header_bytenr(header)) {
  scrub_bitmap_set_meta_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  scrub_bitmap_set_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  btrfs_warn_rl(fs_info,
   "scrub: tree block %llu mirror %u has bad bytenr, has %llu want %llu",
         logical, stripe->mirror_num,
         btrfs_stack_header_bytenr(header), logical);
  return;
 }
 if (memcmp(header->fsid, fs_info->fs_devices->metadata_uuid,
     BTRFS_FSID_SIZE) != 0) {
  scrub_bitmap_set_meta_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  scrub_bitmap_set_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  btrfs_warn_rl(fs_info,
       "scrub: tree block %llu mirror %u has bad fsid, has %pU want %pU",
         logical, stripe->mirror_num,
         header->fsid, fs_info->fs_devices->fsid);
  return;
 }
 if (memcmp(header->chunk_tree_uuid, fs_info->chunk_tree_uuid,
     BTRFS_UUID_SIZE) != 0) {
  scrub_bitmap_set_meta_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  scrub_bitmap_set_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  btrfs_warn_rl(fs_info,
   "scrub: tree block %llu mirror %u has bad chunk tree uuid, has %pU want %pU",
         logical, stripe->mirror_num,
         header->chunk_tree_uuid, fs_info->chunk_tree_uuid);
  return;
 }

 /* Now check tree block csum. */
 shash->tfm = fs_info->csum_shash;
 crypto_shash_init(shash);
 crypto_shash_update(shash, first_kaddr + BTRFS_CSUM_SIZE,
       fs_info->sectorsize - BTRFS_CSUM_SIZE);

 for (int i = sector_nr + 1; i < sector_nr + sectors_per_tree; i++) {
  crypto_shash_update(shash, scrub_stripe_get_kaddr(stripe, i),
        fs_info->sectorsize);
 }

 crypto_shash_final(shash, calculated_csum);
 if (memcmp(calculated_csum, on_disk_csum, fs_info->csum_size) != 0) {
  scrub_bitmap_set_meta_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  scrub_bitmap_set_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  btrfs_warn_rl(fs_info,
"scrub: tree block %llu mirror %u has bad csum, has " CSUM_FMT " want " CSUM_FMT,
         logical, stripe->mirror_num,
         CSUM_FMT_VALUE(fs_info->csum_size, on_disk_csum),
         CSUM_FMT_VALUE(fs_info->csum_size, calculated_csum));
  return;
 }
 if (stripe->sectors[sector_nr].generation !=
     btrfs_stack_header_generation(header)) {
  scrub_bitmap_set_meta_gen_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  scrub_bitmap_set_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
  btrfs_warn_rl(fs_info,
      "scrub: tree block %llu mirror %u has bad generation, has %llu want %llu",
         logical, stripe->mirror_num,
         btrfs_stack_header_generation(header),
         stripe->sectors[sector_nr].generation);
  return;
 }
 scrub_bitmap_clear_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
 scrub_bitmap_clear_csum_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
 scrub_bitmap_clear_meta_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
 scrub_bitmap_clear_meta_gen_error(stripe, sector_nr, sectors_per_tree);
}

static void scrub_verify_one_sector(struct scrub_stripe *stripe, int sector_nr)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 struct scrub_sector_verification *sector = &stripe->sectors[sector_nr];
 const u32 sectors_per_tree = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
 void *kaddr = scrub_stripe_get_kaddr(stripe, sector_nr);
 u8 csum_buf[BTRFS_CSUM_SIZE];
 int ret;

 ASSERT(sector_nr >= 0 && sector_nr < stripe->nr_sectors);

 /* Sector not utilized, skip it. */
 if (!scrub_bitmap_test_bit_has_extent(stripe, sector_nr))
  return;

 /* IO error, no need to check. */
 if (scrub_bitmap_test_bit_io_error(stripe, sector_nr))
  return;

 /* Metadata, verify the full tree block. */
 if (scrub_bitmap_test_bit_is_metadata(stripe, sector_nr)) {
  /*
   * Check if the tree block crosses the stripe boundary.  If
   * crossed the boundary, we cannot verify it but only give a
   * warning.
   *
   * This can only happen on a very old filesystem where chunks
   * are not ensured to be stripe aligned.
 */
  if (unlikely(sector_nr + sectors_per_tree > stripe->nr_sectors)) {
   btrfs_warn_rl(fs_info,
   "scrub: tree block at %llu crosses stripe boundary %llu",
          stripe->logical +
          (sector_nr << fs_info->sectorsize_bits),
          stripe->logical);
   return;
  }
  scrub_verify_one_metadata(stripe, sector_nr);
  return;
 }

 /*
  * Data is easier, we just verify the data csum (if we have it).  For
  * cases without csum, we have no other choice but to trust it.
 */
 if (!sector->csum) {
  scrub_bitmap_clear_bit_error(stripe, sector_nr);
  return;
 }

 ret = btrfs_check_sector_csum(fs_info, kaddr, csum_buf, sector->csum);
 if (ret < 0) {
  scrub_bitmap_set_bit_csum_error(stripe, sector_nr);
  scrub_bitmap_set_bit_error(stripe, sector_nr);
 } else {
  scrub_bitmap_clear_bit_csum_error(stripe, sector_nr);
  scrub_bitmap_clear_bit_error(stripe, sector_nr);
 }
}

/* Verify specified sectors of a stripe. */
static void scrub_verify_one_stripe(struct scrub_stripe *stripe, unsigned long bitmap)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 const u32 sectors_per_tree = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
 int sector_nr;

 for_each_set_bit(sector_nr, &bitmap, stripe->nr_sectors) {
  scrub_verify_one_sector(stripe, sector_nr);
  if (scrub_bitmap_test_bit_is_metadata(stripe, sector_nr))
   sector_nr += sectors_per_tree - 1;
 }
}

static int calc_sector_number(struct scrub_stripe *stripe, struct bio_vec *first_bvec)
{
 int i;

 for (i = 0; i < stripe->nr_sectors; i++) {
  if (scrub_stripe_get_kaddr(stripe, i) == bvec_virt(first_bvec))
   break;
 }
 ASSERT(i < stripe->nr_sectors);
 return i;
}

/*
 * Repair read is different to the regular read:
 *
 * - Only reads the failed sectors
 * - May have extra blocksize limits
 */
static void scrub_repair_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
{
 struct scrub_stripe *stripe = bbio->private;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 struct bio_vec *bvec;
 int sector_nr = calc_sector_number(stripe, bio_first_bvec_all(&bbio->bio));
 u32 bio_size = 0;
 int i;

 ASSERT(sector_nr < stripe->nr_sectors);

 bio_for_each_bvec_all(bvec, &bbio->bio, i)
  bio_size += bvec->bv_len;

 if (bbio->bio.bi_status) {
  scrub_bitmap_set_io_error(stripe, sector_nr,
       bio_size >> fs_info->sectorsize_bits);
  scrub_bitmap_set_error(stripe, sector_nr,
           bio_size >> fs_info->sectorsize_bits);
 } else {
  scrub_bitmap_clear_io_error(stripe, sector_nr,
       bio_size >> fs_info->sectorsize_bits);
 }
 bio_put(&bbio->bio);
 if (atomic_dec_and_test(&stripe->pending_io))
  wake_up(&stripe->io_wait);
}

static int calc_next_mirror(int mirror, int num_copies)
{
 ASSERT(mirror <= num_copies);
 return (mirror + 1 > num_copies) ? 1 : mirror + 1;
}

static void scrub_bio_add_sector(struct btrfs_bio *bbio, struct scrub_stripe *stripe,
     int sector_nr)
{
 void *kaddr = scrub_stripe_get_kaddr(stripe, sector_nr);
 int ret;

 ret = bio_add_page(&bbio->bio, virt_to_page(kaddr), bbio->fs_info->sectorsize,
      offset_in_page(kaddr));
 /*
  * Caller should ensure the bbio has enough size.
  * And we cannot use __bio_add_page(), which doesn't do any merge.
  *
  * Meanwhile for scrub_submit_initial_read() we fully rely on the merge
  * to create the minimal amount of bio vectors, for fs block size < page
  * size cases.
 */
 ASSERT(ret == bbio->fs_info->sectorsize);
}

static void scrub_stripe_submit_repair_read(struct scrub_stripe *stripe,
         int mirror, int blocksize, bool wait)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 struct btrfs_bio *bbio = NULL;
 const unsigned long old_error_bitmap = scrub_bitmap_read_error(stripe);
 int i;

 ASSERT(stripe->mirror_num >= 1);
 ASSERT(atomic_read(&stripe->pending_io) == 0);

 for_each_set_bit(i, &old_error_bitmap, stripe->nr_sectors) {
  /* The current sector cannot be merged, submit the bio. */
  if (bbio && ((i > 0 && !test_bit(i - 1, &old_error_bitmap)) ||
        bbio->bio.bi_iter.bi_size >= blocksize)) {
   ASSERT(bbio->bio.bi_iter.bi_size);
   atomic_inc(&stripe->pending_io);
   btrfs_submit_bbio(bbio, mirror);
   if (wait)
    wait_scrub_stripe_io(stripe);
   bbio = NULL;
  }

  if (!bbio) {
   bbio = btrfs_bio_alloc(stripe->nr_sectors, REQ_OP_READ,
    fs_info, scrub_repair_read_endio, stripe);
   bbio->bio.bi_iter.bi_sector = (stripe->logical +
    (i << fs_info->sectorsize_bits)) >> SECTOR_SHIFT;
  }

  scrub_bio_add_sector(bbio, stripe, i);
 }
 if (bbio) {
  ASSERT(bbio->bio.bi_iter.bi_size);
  atomic_inc(&stripe->pending_io);
  btrfs_submit_bbio(bbio, mirror);
  if (wait)
   wait_scrub_stripe_io(stripe);
 }
}

static void scrub_stripe_report_errors(struct scrub_ctx *sctx,
           struct scrub_stripe *stripe,
           const struct scrub_error_records *errors)
{
 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
          DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct btrfs_device *dev = NULL;
 const unsigned long extent_bitmap = scrub_bitmap_read_has_extent(stripe);
 const unsigned long error_bitmap = scrub_bitmap_read_error(stripe);
 u64 physical = 0;
 int nr_data_sectors = 0;
 int nr_meta_sectors = 0;
 int nr_nodatacsum_sectors = 0;
 int nr_repaired_sectors = 0;
 int sector_nr;

 if (test_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_NO_REPORT, &stripe->state))
  return;

 /*
  * Init needed infos for error reporting.
  *
  * Although our scrub_stripe infrastructure is mostly based on btrfs_submit_bio()
  * thus no need for dev/physical, error reporting still needs dev and physical.
 */
 if (!bitmap_empty(&errors->init_error_bitmap, stripe->nr_sectors)) {
  u64 mapped_len = fs_info->sectorsize;
  struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
  int stripe_index = stripe->mirror_num - 1;
  int ret;

  /* For scrub, our mirror_num should always start at 1. */
  ASSERT(stripe->mirror_num >= 1);
  ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_GET_READ_MIRRORS,
          stripe->logical, &mapped_len, &bioc,
          NULL, NULL);
  /*
   * If we failed, dev will be NULL, and later detailed reports
   * will just be skipped.
 */
  if (ret < 0)
   goto skip;
  physical = bioc->stripes[stripe_index].physical;
  dev = bioc->stripes[stripe_index].dev;
  btrfs_put_bioc(bioc);
 }

skip:
 for_each_set_bit(sector_nr, &extent_bitmap, stripe->nr_sectors) {
  bool repaired = false;

  if (scrub_bitmap_test_bit_is_metadata(stripe, sector_nr)) {
   nr_meta_sectors++;
  } else {
   nr_data_sectors++;
   if (!stripe->sectors[sector_nr].csum)
    nr_nodatacsum_sectors++;
  }

  if (test_bit(sector_nr, &errors->init_error_bitmap) &&
      !test_bit(sector_nr, &error_bitmap)) {
   nr_repaired_sectors++;
   repaired = true;
  }

  /* Good sector from the beginning, nothing need to be done. */
  if (!test_bit(sector_nr, &errors->init_error_bitmap))
   continue;

  /*
   * Report error for the corrupted sectors.  If repaired, just
   * output the message of repaired message.
 */
  if (repaired) {
   if (dev) {
    btrfs_err_rl(fs_info,
  "scrub: fixed up error at logical %llu on dev %s physical %llu",
         stripe->logical, btrfs_dev_name(dev),
         physical);
   } else {
    btrfs_err_rl(fs_info,
      "scrub: fixed up error at logical %llu on mirror %u",
         stripe->logical, stripe->mirror_num);
   }
   continue;
  }

  /* The remaining are all for unrepaired. */
  if (dev) {
   btrfs_err_rl(fs_info,
"scrub: unable to fixup (regular) error at logical %llu on dev %s physical %llu",
         stripe->logical, btrfs_dev_name(dev),
         physical);
  } else {
   btrfs_err_rl(fs_info,
   "scrub: unable to fixup (regular) error at logical %llu on mirror %u",
         stripe->logical, stripe->mirror_num);
  }

  if (scrub_bitmap_test_bit_io_error(stripe, sector_nr))
   if (__ratelimit(&rs) && dev)
    scrub_print_common_warning("i/o error", dev, false,
           stripe->logical, physical);
  if (scrub_bitmap_test_bit_csum_error(stripe, sector_nr))
   if (__ratelimit(&rs) && dev)
    scrub_print_common_warning("checksum error", dev, false,
           stripe->logical, physical);
  if (scrub_bitmap_test_bit_meta_error(stripe, sector_nr))
   if (__ratelimit(&rs) && dev)
    scrub_print_common_warning("header error", dev, false,
           stripe->logical, physical);
  if (scrub_bitmap_test_bit_meta_gen_error(stripe, sector_nr))
   if (__ratelimit(&rs) && dev)
    scrub_print_common_warning("generation error", dev, false,
           stripe->logical, physical);
 }

 /* Update the device stats. */
 for (int i = 0; i < errors->nr_io_errors; i++)
  btrfs_dev_stat_inc_and_print(stripe->dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS);
 for (int i = 0; i < errors->nr_csum_errors; i++)
  btrfs_dev_stat_inc_and_print(stripe->dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
 /* Generation mismatch error is based on each metadata, not each block. */
 for (int i = 0; i < errors->nr_meta_gen_errors;
      i += (fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits))
  btrfs_dev_stat_inc_and_print(stripe->dev, BTRFS_DEV_STAT_GENERATION_ERRS);

 spin_lock(&sctx->stat_lock);
 sctx->stat.data_extents_scrubbed += stripe->nr_data_extents;
 sctx->stat.tree_extents_scrubbed += stripe->nr_meta_extents;
 sctx->stat.data_bytes_scrubbed += nr_data_sectors << fs_info->sectorsize_bits;
 sctx->stat.tree_bytes_scrubbed += nr_meta_sectors << fs_info->sectorsize_bits;
 sctx->stat.no_csum += nr_nodatacsum_sectors;
 sctx->stat.read_errors += errors->nr_io_errors;
 sctx->stat.csum_errors += errors->nr_csum_errors;
 sctx->stat.verify_errors += errors->nr_meta_errors +
        errors->nr_meta_gen_errors;
 sctx->stat.uncorrectable_errors +=
  bitmap_weight(&error_bitmap, stripe->nr_sectors);
 sctx->stat.corrected_errors += nr_repaired_sectors;
 spin_unlock(&sctx->stat_lock);
}

static void scrub_write_sectors(struct scrub_ctx *sctx, struct scrub_stripe *stripe,
    unsigned long write_bitmap, bool dev_replace);

/*
 * The main entrance for all read related scrub work, including:
 *
 * - Wait for the initial read to finish
 * - Verify and locate any bad sectors
 * - Go through the remaining mirrors and try to read as large blocksize as
 *   possible
 * - Go through all mirrors (including the failed mirror) sector-by-sector
 * - Submit writeback for repaired sectors
 *
 * Writeback for dev-replace does not happen here, it needs extra
 * synchronization for zoned devices.
 */
static void scrub_stripe_read_repair_worker(struct work_struct *work)
{
 struct scrub_stripe *stripe = container_of(work, struct scrub_stripe, work);
 struct scrub_ctx *sctx = stripe->sctx;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct scrub_error_records errors = { 0 };
 int num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, stripe->bg->start,
       stripe->bg->length);
 unsigned long repaired;
 unsigned long error;
 int mirror;
 int i;

 ASSERT(stripe->mirror_num > 0);

 wait_scrub_stripe_io(stripe);
 scrub_verify_one_stripe(stripe, scrub_bitmap_read_has_extent(stripe));
 /* Save the initial failed bitmap for later repair and report usage. */
 errors.init_error_bitmap = scrub_bitmap_read_error(stripe);
 errors.nr_io_errors = scrub_bitmap_weight_io_error(stripe);
 errors.nr_csum_errors = scrub_bitmap_weight_csum_error(stripe);
 errors.nr_meta_errors = scrub_bitmap_weight_meta_error(stripe);
 errors.nr_meta_gen_errors = scrub_bitmap_weight_meta_gen_error(stripe);

 if (bitmap_empty(&errors.init_error_bitmap, stripe->nr_sectors))
  goto out;

 /*
  * Try all remaining mirrors.
  *
  * Here we still try to read as large block as possible, as this is
  * faster and we have extra safety nets to rely on.
 */
 for (mirror = calc_next_mirror(stripe->mirror_num, num_copies);
      mirror != stripe->mirror_num;
      mirror = calc_next_mirror(mirror, num_copies)) {
  const unsigned long old_error_bitmap = scrub_bitmap_read_error(stripe);

  scrub_stripe_submit_repair_read(stripe, mirror,
      BTRFS_STRIPE_LEN, false);
  wait_scrub_stripe_io(stripe);
  scrub_verify_one_stripe(stripe, old_error_bitmap);
  if (scrub_bitmap_empty_error(stripe))
   goto out;
 }

 /*
  * Last safety net, try re-checking all mirrors, including the failed
  * one, sector-by-sector.
  *
  * As if one sector failed the drive's internal csum, the whole read
  * containing the offending sector would be marked as error.
  * Thus here we do sector-by-sector read.
  *
  * This can be slow, thus we only try it as the last resort.
 */

 for (i = 0, mirror = stripe->mirror_num;
      i < num_copies;
      i++, mirror = calc_next_mirror(mirror, num_copies)) {
  const unsigned long old_error_bitmap = scrub_bitmap_read_error(stripe);

  scrub_stripe_submit_repair_read(stripe, mirror,
      fs_info->sectorsize, true);
  wait_scrub_stripe_io(stripe);
  scrub_verify_one_stripe(stripe, old_error_bitmap);
  if (scrub_bitmap_empty_error(stripe))
   goto out;
 }
out:
 error = scrub_bitmap_read_error(stripe);
 /*
  * Submit the repaired sectors.  For zoned case, we cannot do repair
  * in-place, but queue the bg to be relocated.
 */
 bitmap_andnot(&repaired, &errors.init_error_bitmap, &error,
        stripe->nr_sectors);
 if (!sctx->readonly && !bitmap_empty(&repaired, stripe->nr_sectors)) {
  if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
   btrfs_repair_one_zone(fs_info, sctx->stripes[0].bg->start);
  } else {
   scrub_write_sectors(sctx, stripe, repaired, false);
   wait_scrub_stripe_io(stripe);
  }
 }

 scrub_stripe_report_errors(sctx, stripe, &errors);
 set_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_REPAIR_DONE, &stripe->state);
 wake_up(&stripe->repair_wait);
}

static void scrub_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
{
 struct scrub_stripe *stripe = bbio->private;
 struct bio_vec *bvec;
 int sector_nr = calc_sector_number(stripe, bio_first_bvec_all(&bbio->bio));
 int num_sectors;
 u32 bio_size = 0;
 int i;

 ASSERT(sector_nr < stripe->nr_sectors);
 bio_for_each_bvec_all(bvec, &bbio->bio, i)
  bio_size += bvec->bv_len;
 num_sectors = bio_size >> stripe->bg->fs_info->sectorsize_bits;

 if (bbio->bio.bi_status) {
  scrub_bitmap_set_io_error(stripe, sector_nr, num_sectors);
  scrub_bitmap_set_error(stripe, sector_nr, num_sectors);
 } else {
  scrub_bitmap_clear_io_error(stripe, sector_nr, num_sectors);
 }
 bio_put(&bbio->bio);
 if (atomic_dec_and_test(&stripe->pending_io)) {
  wake_up(&stripe->io_wait);
  INIT_WORK(&stripe->work, scrub_stripe_read_repair_worker);
  queue_work(stripe->bg->fs_info->scrub_workers, &stripe->work);
 }
}

static void scrub_write_endio(struct btrfs_bio *bbio)
{
 struct scrub_stripe *stripe = bbio->private;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 struct bio_vec *bvec;
 int sector_nr = calc_sector_number(stripe, bio_first_bvec_all(&bbio->bio));
 u32 bio_size = 0;
 int i;

 bio_for_each_bvec_all(bvec, &bbio->bio, i)
  bio_size += bvec->bv_len;

 if (bbio->bio.bi_status) {
  unsigned long flags;

  spin_lock_irqsave(&stripe->write_error_lock, flags);
  bitmap_set(&stripe->write_error_bitmap, sector_nr,
      bio_size >> fs_info->sectorsize_bits);
  spin_unlock_irqrestore(&stripe->write_error_lock, flags);
  for (int i = 0; i < (bio_size >> fs_info->sectorsize_bits); i++)
   btrfs_dev_stat_inc_and_print(stripe->dev,
           BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
 }
 bio_put(&bbio->bio);

 if (atomic_dec_and_test(&stripe->pending_io))
  wake_up(&stripe->io_wait);
}

static void scrub_submit_write_bio(struct scrub_ctx *sctx,
       struct scrub_stripe *stripe,
       struct btrfs_bio *bbio, bool dev_replace)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 u32 bio_len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
 u32 bio_off = (bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
        stripe->logical;

 fill_writer_pointer_gap(sctx, stripe->physical + bio_off);
 atomic_inc(&stripe->pending_io);
 btrfs_submit_repair_write(bbio, stripe->mirror_num, dev_replace);
 if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
  return;
 /*
  * For zoned writeback, queue depth must be 1, thus we must wait for
  * the write to finish before the next write.
 */
 wait_scrub_stripe_io(stripe);

 /*
  * And also need to update the write pointer if write finished
  * successfully.
 */
 if (!test_bit(bio_off >> fs_info->sectorsize_bits,
        &stripe->write_error_bitmap))
  sctx->write_pointer += bio_len;
}

/*
 * Submit the write bio(s) for the sectors specified by @write_bitmap.
 *
 * Here we utilize btrfs_submit_repair_write(), which has some extra benefits:
 *
 * - Only needs logical bytenr and mirror_num
 *   Just like the scrub read path
 *
 * - Would only result in writes to the specified mirror
 *   Unlike the regular writeback path, which would write back to all stripes
 *
 * - Handle dev-replace and read-repair writeback differently
 */
static void scrub_write_sectors(struct scrub_ctx *sctx, struct scrub_stripe *stripe,
    unsigned long write_bitmap, bool dev_replace)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 struct btrfs_bio *bbio = NULL;
 int sector_nr;

 for_each_set_bit(sector_nr, &write_bitmap, stripe->nr_sectors) {
  /* We should only writeback sectors covered by an extent. */
  ASSERT(scrub_bitmap_test_bit_has_extent(stripe, sector_nr));

  /* Cannot merge with previous sector, submit the current one. */
  if (bbio && sector_nr && !test_bit(sector_nr - 1, &write_bitmap)) {
   scrub_submit_write_bio(sctx, stripe, bbio, dev_replace);
   bbio = NULL;
  }
  if (!bbio) {
   bbio = btrfs_bio_alloc(stripe->nr_sectors, REQ_OP_WRITE,
            fs_info, scrub_write_endio, stripe);
   bbio->bio.bi_iter.bi_sector = (stripe->logical +
    (sector_nr << fs_info->sectorsize_bits)) >>
    SECTOR_SHIFT;
  }
  scrub_bio_add_sector(bbio, stripe, sector_nr);
 }
 if (bbio)
  scrub_submit_write_bio(sctx, stripe, bbio, dev_replace);
}

/*
 * Throttling of IO submission, bandwidth-limit based, the timeslice is 1
 * second.  Limit can be set via /sys/fs/UUID/devinfo/devid/scrub_speed_max.
 */
static void scrub_throttle_dev_io(struct scrub_ctx *sctx, struct btrfs_device *device,
      unsigned int bio_size)
{
 const int time_slice = 1000;
 s64 delta;
 ktime_t now;
 u32 div;
 u64 bwlimit;

 bwlimit = READ_ONCE(device->scrub_speed_max);
 if (bwlimit == 0)
  return;

 /*
  * Slice is divided into intervals when the IO is submitted, adjust by
  * bwlimit and maximum of 64 intervals.
 */
 div = clamp(bwlimit / (16 * 1024 * 1024), 1, 64);

 /* Start new epoch, set deadline */
 now = ktime_get();
 if (sctx->throttle_deadline == 0) {
  sctx->throttle_deadline = ktime_add_ms(now, time_slice / div);
  sctx->throttle_sent = 0;
 }

 /* Still in the time to send? */
 if (ktime_before(now, sctx->throttle_deadline)) {
  /* If current bio is within the limit, send it */
  sctx->throttle_sent += bio_size;
  if (sctx->throttle_sent <= div_u64(bwlimit, div))
   return;

  /* We're over the limit, sleep until the rest of the slice */
  delta = ktime_ms_delta(sctx->throttle_deadline, now);
 } else {
  /* New request after deadline, start new epoch */
  delta = 0;
 }

 if (delta) {
  long timeout;

  timeout = div_u64(delta * HZ, 1000);
  schedule_timeout_interruptible(timeout);
 }

 /* Next call will start the deadline period */
 sctx->throttle_deadline = 0;
}

/*
 * Given a physical address, this will calculate it's
 * logical offset. if this is a parity stripe, it will return
 * the most left data stripe's logical offset.
 *
 * return 0 if it is a data stripe, 1 means parity stripe.
 */
static int get_raid56_logic_offset(u64 physical, int num,
       struct btrfs_chunk_map *map, u64 *offset,
       u64 *stripe_start)
{
 int i;
 int j = 0;
 u64 last_offset;
 const int data_stripes = nr_data_stripes(map);

 last_offset = (physical - map->stripes[num].physical) * data_stripes;
 if (stripe_start)
  *stripe_start = last_offset;

 *offset = last_offset;
 for (i = 0; i < data_stripes; i++) {
  u32 stripe_nr;
  u32 stripe_index;
  u32 rot;

  *offset = last_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(i);

  stripe_nr = (u32)(*offset >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT) / data_stripes;

  /* Work out the disk rotation on this stripe-set */
  rot = stripe_nr % map->num_stripes;
  /* calculate which stripe this data locates */
  rot += i;
  stripe_index = rot % map->num_stripes;
  if (stripe_index == num)
   return 0;
  if (stripe_index < num)
   j++;
 }
 *offset = last_offset + btrfs_stripe_nr_to_offset(j);
 return 1;
}

/*
 * Return 0 if the extent item range covers any byte of the range.
 * Return <0 if the extent item is before @search_start.
 * Return >0 if the extent item is after @start_start + @search_len.
 */
static int compare_extent_item_range(struct btrfs_path *path,
         u64 search_start, u64 search_len)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = path->nodes[0]->fs_info;
 u64 len;
 struct btrfs_key key;

 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
 ASSERT(key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY ||
        key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY);
 if (key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)
  len = fs_info->nodesize;
 else
  len = key.offset;

 if (key.objectid + len <= search_start)
  return -1;
 if (key.objectid >= search_start + search_len)
  return 1;
 return 0;
}

/*
 * Locate one extent item which covers any byte in range
 * [@search_start, @search_start + @search_length)
 *
 * If the path is not initialized, we will initialize the search by doing
 * a btrfs_search_slot().
 * If the path is already initialized, we will use the path as the initial
 * slot, to avoid duplicated btrfs_search_slot() calls.
 *
 * NOTE: If an extent item starts before @search_start, we will still
 * return the extent item. This is for data extent crossing stripe boundary.
 *
 * Return 0 if we found such extent item, and @path will point to the extent item.
 * Return >0 if no such extent item can be found, and @path will be released.
 * Return <0 if hit fatal error, and @path will be released.
 */
static int find_first_extent_item(struct btrfs_root *extent_root,
      struct btrfs_path *path,
      u64 search_start, u64 search_len)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = extent_root->fs_info;
 struct btrfs_key key;
 int ret;

 /* Continue using the existing path */
 if (path->nodes[0])
  goto search_forward;

 key.objectid = search_start;
 if (btrfs_fs_incompat(fs_info, SKINNY_METADATA))
  key.type = BTRFS_METADATA_ITEM_KEY;
 else
  key.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
 key.offset = (u64)-1;

 ret = btrfs_search_slot(NULL, extent_root, &key, path, 0, 0);
 if (ret < 0)
  return ret;
 if (ret == 0) {
  /*
   * Key with offset -1 found, there would have to exist an extent
   * item with such offset, but this is out of the valid range.
 */
  btrfs_release_path(path);
  return -EUCLEAN;
 }

 /*
  * Here we intentionally pass 0 as @min_objectid, as there could be
  * an extent item starting before @search_start.
 */
 ret = btrfs_previous_extent_item(extent_root, path, 0);
 if (ret < 0)
  return ret;
 /*
  * No matter whether we have found an extent item, the next loop will
  * properly do every check on the key.
 */
search_forward:
 while (true) {
  btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
  if (key.objectid >= search_start + search_len)
   break;
  if (key.type != BTRFS_METADATA_ITEM_KEY &&
      key.type != BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY)
   goto next;

  ret = compare_extent_item_range(path, search_start, search_len);
  if (ret == 0)
   return ret;
  if (ret > 0)
   break;
next:
  ret = btrfs_next_item(extent_root, path);
  if (ret) {
   /* Either no more items or a fatal error. */
   btrfs_release_path(path);
   return ret;
  }
 }
 btrfs_release_path(path);
 return 1;
}

static void get_extent_info(struct btrfs_path *path, u64 *extent_start_ret,
       u64 *size_ret, u64 *flags_ret, u64 *generation_ret)
{
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_extent_item *ei;

 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
 ASSERT(key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY ||
        key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY);
 *extent_start_ret = key.objectid;
 if (key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)
  *size_ret = path->nodes[0]->fs_info->nodesize;
 else
  *size_ret = key.offset;
 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0], struct btrfs_extent_item);
 *flags_ret = btrfs_extent_flags(path->nodes[0], ei);
 *generation_ret = btrfs_extent_generation(path->nodes[0], ei);
}

static int sync_write_pointer_for_zoned(struct scrub_ctx *sctx, u64 logical,
     u64 physical, u64 physical_end)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 int ret = 0;

 if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
  return 0;

 mutex_lock(&sctx->wr_lock);
 if (sctx->write_pointer < physical_end) {
  ret = btrfs_sync_zone_write_pointer(sctx->wr_tgtdev, logical,
          physical,
          sctx->write_pointer);
  if (ret)
   btrfs_err(fs_info, "scrub: zoned: failed to recover write pointer");
 }
 mutex_unlock(&sctx->wr_lock);
 btrfs_dev_clear_zone_empty(sctx->wr_tgtdev, physical);

 return ret;
}

static void fill_one_extent_info(struct btrfs_fs_info *fs_info,
     struct scrub_stripe *stripe,
     u64 extent_start, u64 extent_len,
     u64 extent_flags, u64 extent_gen)
{
 for (u64 cur_logical = max(stripe->logical, extent_start);
      cur_logical < min(stripe->logical + BTRFS_STRIPE_LEN,
          extent_start + extent_len);
      cur_logical += fs_info->sectorsize) {
  const int nr_sector = (cur_logical - stripe->logical) >>
          fs_info->sectorsize_bits;
  struct scrub_sector_verification *sector =
      &stripe->sectors[nr_sector];

  scrub_bitmap_set_bit_has_extent(stripe, nr_sector);
  if (extent_flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
   scrub_bitmap_set_bit_is_metadata(stripe, nr_sector);
   sector->generation = extent_gen;
  }
 }
}

static void scrub_stripe_reset_bitmaps(struct scrub_stripe *stripe)
{
 ASSERT(stripe->nr_sectors);
 bitmap_zero(stripe->bitmaps, scrub_bitmap_nr_last * stripe->nr_sectors);
}

/*
 * Locate one stripe which has at least one extent in its range.
 *
 * Return 0 if found such stripe, and store its info into @stripe.
 * Return >0 if there is no such stripe in the specified range.
 * Return <0 for error.
 */
static int scrub_find_fill_first_stripe(struct btrfs_block_group *bg,
     struct btrfs_path *extent_path,
     struct btrfs_path *csum_path,
     struct btrfs_device *dev, u64 physical,
     int mirror_num, u64 logical_start,
     u32 logical_len,
     struct scrub_stripe *stripe)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
 struct btrfs_root *extent_root = btrfs_extent_root(fs_info, bg->start);
 struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bg->start);
 const u64 logical_end = logical_start + logical_len;
 u64 cur_logical = logical_start;
 u64 stripe_end;
 u64 extent_start;
 u64 extent_len;
 u64 extent_flags;
 u64 extent_gen;
 int ret;

 if (unlikely(!extent_root || !csum_root)) {
  btrfs_err(fs_info, "scrub: no valid extent or csum root found");
  return -EUCLEAN;
 }
 memset(stripe->sectors, 0, sizeof(struct scrub_sector_verification) *
       stripe->nr_sectors);
 scrub_stripe_reset_bitmaps(stripe);

 /* The range must be inside the bg. */
 ASSERT(logical_start >= bg->start && logical_end <= bg->start + bg->length);

 ret = find_first_extent_item(extent_root, extent_path, logical_start,
         logical_len);
 /* Either error or not found. */
 if (ret)
  goto out;
 get_extent_info(extent_path, &extent_start, &extent_len, &extent_flags,
   &extent_gen);
 if (extent_flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK)
  stripe->nr_meta_extents++;
 if (extent_flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_DATA)
  stripe->nr_data_extents++;
 cur_logical = max(extent_start, cur_logical);

 /*
  * Round down to stripe boundary.
  *
  * The extra calculation against bg->start is to handle block groups
  * whose logical bytenr is not BTRFS_STRIPE_LEN aligned.
 */
 stripe->logical = round_down(cur_logical - bg->start, BTRFS_STRIPE_LEN) +
     bg->start;
 stripe->physical = physical + stripe->logical - logical_start;
 stripe->dev = dev;
 stripe->bg = bg;
 stripe->mirror_num = mirror_num;
 stripe_end = stripe->logical + BTRFS_STRIPE_LEN - 1;

 /* Fill the first extent info into stripe->sectors[] array. */
 fill_one_extent_info(fs_info, stripe, extent_start, extent_len,
        extent_flags, extent_gen);
 cur_logical = extent_start + extent_len;

 /* Fill the extent info for the remaining sectors. */
 while (cur_logical <= stripe_end) {
  ret = find_first_extent_item(extent_root, extent_path, cur_logical,
          stripe_end - cur_logical + 1);
  if (ret < 0)
   goto out;
  if (ret > 0) {
   ret = 0;
   break;
  }
  get_extent_info(extent_path, &extent_start, &extent_len,
    &extent_flags, &extent_gen);
  if (extent_flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK)
   stripe->nr_meta_extents++;
  if (extent_flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_DATA)
   stripe->nr_data_extents++;
  fill_one_extent_info(fs_info, stripe, extent_start, extent_len,
         extent_flags, extent_gen);
  cur_logical = extent_start + extent_len;
 }

 /* Now fill the data csum. */
 if (bg->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) {
  int sector_nr;
  unsigned long csum_bitmap = 0;

  /* Csum space should have already been allocated. */
  ASSERT(stripe->csums);

  /*
   * Our csum bitmap should be large enough, as BTRFS_STRIPE_LEN
   * should contain at most 16 sectors.
 */
  ASSERT(BITS_PER_LONG >= BTRFS_STRIPE_LEN >> fs_info->sectorsize_bits);

  ret = btrfs_lookup_csums_bitmap(csum_root, csum_path,
      stripe->logical, stripe_end,
      stripe->csums, &csum_bitmap);
  if (ret < 0)
   goto out;
  if (ret > 0)
   ret = 0;

  for_each_set_bit(sector_nr, &csum_bitmap, stripe->nr_sectors) {
   stripe->sectors[sector_nr].csum = stripe->csums +
    sector_nr * fs_info->csum_size;
  }
 }
 set_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_INITIALIZED, &stripe->state);
out:
 return ret;
}

static void scrub_reset_stripe(struct scrub_stripe *stripe)
{
 scrub_stripe_reset_bitmaps(stripe);

 stripe->nr_meta_extents = 0;
 stripe->nr_data_extents = 0;
 stripe->state = 0;

 for (int i = 0; i < stripe->nr_sectors; i++) {
  stripe->sectors[i].csum = NULL;
  stripe->sectors[i].generation = 0;
 }
}

static u32 stripe_length(const struct scrub_stripe *stripe)
{
 ASSERT(stripe->bg);

 return min(BTRFS_STRIPE_LEN,
     stripe->bg->start + stripe->bg->length - stripe->logical);
}

static void scrub_submit_extent_sector_read(struct scrub_stripe *stripe)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;
 struct btrfs_bio *bbio = NULL;
 unsigned int nr_sectors = stripe_length(stripe) >> fs_info->sectorsize_bits;
 const unsigned long has_extent = scrub_bitmap_read_has_extent(stripe);
 u64 stripe_len = BTRFS_STRIPE_LEN;
 int mirror = stripe->mirror_num;
 int i;

 atomic_inc(&stripe->pending_io);

 for_each_set_bit(i, &has_extent, stripe->nr_sectors) {
  /* We're beyond the chunk boundary, no need to read anymore. */
  if (i >= nr_sectors)
   break;

  /* The current sector cannot be merged, submit the bio. */
  if (bbio &&
      ((i > 0 && !test_bit(i - 1, &has_extent)) ||
       bbio->bio.bi_iter.bi_size >= stripe_len)) {
   ASSERT(bbio->bio.bi_iter.bi_size);
   atomic_inc(&stripe->pending_io);
   btrfs_submit_bbio(bbio, mirror);
   bbio = NULL;
  }

  if (!bbio) {
   struct btrfs_io_stripe io_stripe = {};
   struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
   const u64 logical = stripe->logical +
         (i << fs_info->sectorsize_bits);
   int ret;

   io_stripe.rst_search_commit_root = true;
   stripe_len = (nr_sectors - i) << fs_info->sectorsize_bits;
   /*
    * For RST cases, we need to manually split the bbio to
    * follow the RST boundary.
 */
   ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_READ, logical,
           &stripe_len, &bioc, &io_stripe, &mirror);
   btrfs_put_bioc(bioc);
   if (ret < 0) {
    if (ret != -ENODATA) {
     /*
      * Earlier btrfs_get_raid_extent_offset()
      * returned -ENODATA, which means there's
      * no entry for the corresponding range
      * in the stripe tree.  But if it's in
      * the extent tree, then it's a preallocated
      * extent and not an error.
 */
     scrub_bitmap_set_bit_io_error(stripe, i);
     scrub_bitmap_set_bit_error(stripe, i);
    }
    continue;
   }

   bbio = btrfs_bio_alloc(stripe->nr_sectors, REQ_OP_READ,
            fs_info, scrub_read_endio, stripe);
   bbio->bio.bi_iter.bi_sector = logical >> SECTOR_SHIFT;
  }

  scrub_bio_add_sector(bbio, stripe, i);
 }

 if (bbio) {
  ASSERT(bbio->bio.bi_iter.bi_size);
  atomic_inc(&stripe->pending_io);
  btrfs_submit_bbio(bbio, mirror);
 }

 if (atomic_dec_and_test(&stripe->pending_io)) {
  wake_up(&stripe->io_wait);
  INIT_WORK(&stripe->work, scrub_stripe_read_repair_worker);
  queue_work(stripe->bg->fs_info->scrub_workers, &stripe->work);
 }
}

static void scrub_submit_initial_read(struct scrub_ctx *sctx,
          struct scrub_stripe *stripe)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct btrfs_bio *bbio;
 unsigned int nr_sectors = stripe_length(stripe) >> fs_info->sectorsize_bits;
 int mirror = stripe->mirror_num;

 ASSERT(stripe->bg);
 ASSERT(stripe->mirror_num > 0);
 ASSERT(test_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_INITIALIZED, &stripe->state));

 if (btrfs_need_stripe_tree_update(fs_info, stripe->bg->flags)) {
  scrub_submit_extent_sector_read(stripe);
  return;
 }

 bbio = btrfs_bio_alloc(SCRUB_STRIPE_PAGES, REQ_OP_READ, fs_info,
          scrub_read_endio, stripe);

 bbio->bio.bi_iter.bi_sector = stripe->logical >> SECTOR_SHIFT;
 /* Read the whole range inside the chunk boundary. */
 for (unsigned int cur = 0; cur < nr_sectors; cur++)
  scrub_bio_add_sector(bbio, stripe, cur);
 atomic_inc(&stripe->pending_io);

 /*
  * For dev-replace, either user asks to avoid the source dev, or
  * the device is missing, we try the next mirror instead.
 */
 if (sctx->is_dev_replace &&
     (fs_info->dev_replace.cont_reading_from_srcdev_mode ==
      BTRFS_DEV_REPLACE_ITEM_CONT_READING_FROM_SRCDEV_MODE_AVOID ||
      !stripe->dev->bdev)) {
  int num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, stripe->bg->start,
        stripe->bg->length);

  mirror = calc_next_mirror(mirror, num_copies);
 }
 btrfs_submit_bbio(bbio, mirror);
}

static bool stripe_has_metadata_error(struct scrub_stripe *stripe)
{
 const unsigned long error = scrub_bitmap_read_error(stripe);
 int i;

 for_each_set_bit(i, &error, stripe->nr_sectors) {
  if (scrub_bitmap_test_bit_is_metadata(stripe, i)) {
   struct btrfs_fs_info *fs_info = stripe->bg->fs_info;

   btrfs_err(fs_info,
      "scrub: stripe %llu has unrepaired metadata sector at logical %llu",
      stripe->logical,
      stripe->logical + (i << fs_info->sectorsize_bits));
   return true;
  }
 }
 return false;
}

static void submit_initial_group_read(struct scrub_ctx *sctx,
          unsigned int first_slot,
          unsigned int nr_stripes)
{
 struct blk_plug plug;

 ASSERT(first_slot < SCRUB_TOTAL_STRIPES);
 ASSERT(first_slot + nr_stripes <= SCRUB_TOTAL_STRIPES);

 scrub_throttle_dev_io(sctx, sctx->stripes[0].dev,
         btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_stripes));
 blk_start_plug(&plug);
 for (int i = 0; i < nr_stripes; i++) {
  struct scrub_stripe *stripe = &sctx->stripes[first_slot + i];

  /* Those stripes should be initialized. */
  ASSERT(test_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_INITIALIZED, &stripe->state));
  scrub_submit_initial_read(sctx, stripe);
 }
 blk_finish_plug(&plug);
}

static int flush_scrub_stripes(struct scrub_ctx *sctx)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct scrub_stripe *stripe;
 const int nr_stripes = sctx->cur_stripe;
 int ret = 0;

 if (!nr_stripes)
  return 0;

 ASSERT(test_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_INITIALIZED, &sctx->stripes[0].state));

 /* Submit the stripes which are populated but not submitted. */
 if (nr_stripes % SCRUB_STRIPES_PER_GROUP) {
  const int first_slot = round_down(nr_stripes, SCRUB_STRIPES_PER_GROUP);

  submit_initial_group_read(sctx, first_slot, nr_stripes - first_slot);
 }

 for (int i = 0; i < nr_stripes; i++) {
  stripe = &sctx->stripes[i];

  wait_event(stripe->repair_wait,
      test_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_REPAIR_DONE, &stripe->state));
 }

 /* Submit for dev-replace. */
 if (sctx->is_dev_replace) {
  /*
   * For dev-replace, if we know there is something wrong with
   * metadata, we should immediately abort.
 */
  for (int i = 0; i < nr_stripes; i++) {
   if (stripe_has_metadata_error(&sctx->stripes[i])) {
    ret = -EIO;
    goto out;
   }
  }
  for (int i = 0; i < nr_stripes; i++) {
   unsigned long good;
   unsigned long has_extent;
   unsigned long error;

   stripe = &sctx->stripes[i];

   ASSERT(stripe->dev == fs_info->dev_replace.srcdev);

   has_extent = scrub_bitmap_read_has_extent(stripe);
   error = scrub_bitmap_read_error(stripe);
   bitmap_andnot(&good, &has_extent, &error, stripe->nr_sectors);
   scrub_write_sectors(sctx, stripe, good, true);
  }
 }

 /* Wait for the above writebacks to finish. */
 for (int i = 0; i < nr_stripes; i++) {
  stripe = &sctx->stripes[i];

  wait_scrub_stripe_io(stripe);
  spin_lock(&sctx->stat_lock);
  sctx->stat.last_physical = stripe->physical + stripe_length(stripe);
  spin_unlock(&sctx->stat_lock);
  scrub_reset_stripe(stripe);
 }
out:
 sctx->cur_stripe = 0;
 return ret;
}

static void raid56_scrub_wait_endio(struct bio *bio)
{
 complete(bio->bi_private);
}

static int queue_scrub_stripe(struct scrub_ctx *sctx, struct btrfs_block_group *bg,
         struct btrfs_device *dev, int mirror_num,
         u64 logical, u32 length, u64 physical,
         u64 *found_logical_ret)
{
 struct scrub_stripe *stripe;
 int ret;

 /*
  * There should always be one slot left, as caller filling the last
  * slot should flush them all.
 */
 ASSERT(sctx->cur_stripe < SCRUB_TOTAL_STRIPES);

 /* @found_logical_ret must be specified. */
 ASSERT(found_logical_ret);

 stripe = &sctx->stripes[sctx->cur_stripe];
 scrub_reset_stripe(stripe);
 ret = scrub_find_fill_first_stripe(bg, &sctx->extent_path,
        &sctx->csum_path, dev, physical,
        mirror_num, logical, length, stripe);
 /* Either >0 as no more extents or <0 for error. */
 if (ret)
  return ret;
 *found_logical_ret = stripe->logical;
 sctx->cur_stripe++;

 /* We filled one group, submit it. */
 if (sctx->cur_stripe % SCRUB_STRIPES_PER_GROUP == 0) {
  const int first_slot = sctx->cur_stripe - SCRUB_STRIPES_PER_GROUP;

  submit_initial_group_read(sctx, first_slot, SCRUB_STRIPES_PER_GROUP);
 }

 /* Last slot used, flush them all. */
 if (sctx->cur_stripe == SCRUB_TOTAL_STRIPES)
  return flush_scrub_stripes(sctx);
 return 0;
}

static int scrub_raid56_parity_stripe(struct scrub_ctx *sctx,
          struct btrfs_device *scrub_dev,
          struct btrfs_block_group *bg,
          struct btrfs_chunk_map *map,
          u64 full_stripe_start)
{
 DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(io_done);
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct btrfs_raid_bio *rbio;
 struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
 struct btrfs_path extent_path = { 0 };
 struct btrfs_path csum_path = { 0 };
 struct bio *bio;
 struct scrub_stripe *stripe;
 bool all_empty = true;
 const int data_stripes = nr_data_stripes(map);
 unsigned long extent_bitmap = 0;
 u64 length = btrfs_stripe_nr_to_offset(data_stripes);
 int ret;

 ASSERT(sctx->raid56_data_stripes);

 /*
  * For data stripe search, we cannot reuse the same extent/csum paths,
  * as the data stripe bytenr may be smaller than previous extent.  Thus
  * we have to use our own extent/csum paths.
 */
 extent_path.search_commit_root = 1;
 extent_path.skip_locking = 1;
 csum_path.search_commit_root = 1;
 csum_path.skip_locking = 1;

 for (int i = 0; i < data_stripes; i++) {
  int stripe_index;
  int rot;
  u64 physical;

  stripe = &sctx->raid56_data_stripes[i];
  rot = div_u64(full_stripe_start - bg->start,
         data_stripes) >> BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT;
  stripe_index = (i + rot) % map->num_stripes;
  physical = map->stripes[stripe_index].physical +
      btrfs_stripe_nr_to_offset(rot);

  scrub_reset_stripe(stripe);
  set_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_NO_REPORT, &stripe->state);
  ret = scrub_find_fill_first_stripe(bg, &extent_path, &csum_path,
    map->stripes[stripe_index].dev, physical, 1,
    full_stripe_start + btrfs_stripe_nr_to_offset(i),
    BTRFS_STRIPE_LEN, stripe);
  if (ret < 0)
   goto out;
  /*
   * No extent in this data stripe, need to manually mark them
   * initialized to make later read submission happy.
 */
  if (ret > 0) {
   stripe->logical = full_stripe_start +
       btrfs_stripe_nr_to_offset(i);
   stripe->dev = map->stripes[stripe_index].dev;
   stripe->mirror_num = 1;
   set_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_INITIALIZED, &stripe->state);
  }
 }

 /* Check if all data stripes are empty. */
 for (int i = 0; i < data_stripes; i++) {
  stripe = &sctx->raid56_data_stripes[i];
  if (!scrub_bitmap_empty_has_extent(stripe)) {
   all_empty = false;
   break;
  }
 }
 if (all_empty) {
  ret = 0;
  goto out;
 }

 for (int i = 0; i < data_stripes; i++) {
  stripe = &sctx->raid56_data_stripes[i];
  scrub_submit_initial_read(sctx, stripe);
 }
 for (int i = 0; i < data_stripes; i++) {
  stripe = &sctx->raid56_data_stripes[i];

  wait_event(stripe->repair_wait,
      test_bit(SCRUB_STRIPE_FLAG_REPAIR_DONE, &stripe->state));
 }
 /* For now, no zoned support for RAID56. */
 ASSERT(!btrfs_is_zoned(sctx->fs_info));

 /*
  * Now all data stripes are properly verified. Check if we have any
  * unrepaired, if so abort immediately or we could further corrupt the
  * P/Q stripes.
  *
  * During the loop, also populate extent_bitmap.
 */
 for (int i = 0; i < data_stripes; i++) {
  unsigned long error;
  unsigned long has_extent;

  stripe = &sctx->raid56_data_stripes[i];

  error = scrub_bitmap_read_error(stripe);
  has_extent = scrub_bitmap_read_has_extent(stripe);

  /*
   * We should only check the errors where there is an extent.
   * As we may hit an empty data stripe while it's missing.
 */
  bitmap_and(&error, &error, &has_extent, stripe->nr_sectors);
  if (!bitmap_empty(&error, stripe->nr_sectors)) {
   btrfs_err(fs_info,
"scrub: unrepaired sectors detected, full stripe %llu data stripe %u errors %*pbl",
      full_stripe_start, i, stripe->nr_sectors,
      &error);
   ret = -EIO;
   goto out;
  }
  bitmap_or(&extent_bitmap, &extent_bitmap, &has_extent,
     stripe->nr_sectors);
 }

 /* Now we can check and regenerate the P/Q stripe. */
 bio = bio_alloc(NULL, 1, REQ_OP_READ, GFP_NOFS);
 bio->bi_iter.bi_sector = full_stripe_start >> SECTOR_SHIFT;
 bio->bi_private = &io_done;
 bio->bi_end_io = raid56_scrub_wait_endio;

 btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, full_stripe_start,
         &length, &bioc, NULL, NULL);
 if (ret < 0) {
  bio_put(bio);
  btrfs_put_bioc(bioc);
  btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
  goto out;
 }
 rbio = raid56_parity_alloc_scrub_rbio(bio, bioc, scrub_dev, &extent_bitmap,
    BTRFS_STRIPE_LEN >> fs_info->sectorsize_bits);
 btrfs_put_bioc(bioc);
 if (!rbio) {
  ret = -ENOMEM;
  bio_put(bio);
  btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
  goto out;
 }
 /* Use the recovered stripes as cache to avoid read them from disk again. */
 for (int i = 0; i < data_stripes; i++) {
  stripe = &sctx->raid56_data_stripes[i];

  raid56_parity_cache_data_pages(rbio, stripe->pages,
    full_stripe_start + (i << BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT));
 }
 raid56_parity_submit_scrub_rbio(rbio);
 wait_for_completion_io(&io_done);
 ret = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
 bio_put(bio);
 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);

 btrfs_release_path(&extent_path);
 btrfs_release_path(&csum_path);
out:
 return ret;
}

/*
 * Scrub one range which can only has simple mirror based profile.
 * (Including all range in SINGLE/DUP/RAID1/RAID1C*, and each stripe in
 *  RAID0/RAID10).
 *
 * Since we may need to handle a subset of block group, we need @logical_start
 * and @logical_length parameter.
 */
static int scrub_simple_mirror(struct scrub_ctx *sctx,
          struct btrfs_block_group *bg,
          u64 logical_start, u64 logical_length,
          struct btrfs_device *device,
          u64 physical, int mirror_num)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 const u64 logical_end = logical_start + logical_length;
 u64 cur_logical = logical_start;
 int ret = 0;

 /* The range must be inside the bg */
 ASSERT(logical_start >= bg->start && logical_end <= bg->start + bg->length);

 /* Go through each extent items inside the logical range */
 while (cur_logical < logical_end) {
  u64 found_logical = U64_MAX;
  u64 cur_physical = physical + cur_logical - logical_start;

  /* Canceled? */
  if (atomic_read(&fs_info->scrub_cancel_req) ||
      atomic_read(&sctx->cancel_req)) {
   ret = -ECANCELED;
   break;
  }
  /* Paused? */
  if (atomic_read(&fs_info->scrub_pause_req)) {
   /* Push queued extents */
   scrub_blocked_if_needed(fs_info);
  }
  /* Block group removed? */
  spin_lock(&bg->lock);
  if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_REMOVED, &bg->runtime_flags)) {
   spin_unlock(&bg->lock);
   ret = 0;
   break;
  }
  spin_unlock(&bg->lock);

  ret = queue_scrub_stripe(sctx, bg, device, mirror_num,
      cur_logical, logical_end - cur_logical,
      cur_physical, &found_logical);
  if (ret > 0) {
   /* No more extent, just update the accounting */
   spin_lock(&sctx->stat_lock);
   sctx->stat.last_physical = physical + logical_length;
   spin_unlock(&sctx->stat_lock);
   ret = 0;
   break;
  }
  if (ret < 0)
   break;

  /* queue_scrub_stripe() returned 0, @found_logical must be updated. */
  ASSERT(found_logical != U64_MAX);
  cur_logical = found_logical + BTRFS_STRIPE_LEN;

  /* Don't hold CPU for too long time */
  cond_resched();
 }
 return ret;
}

/* Calculate the full stripe length for simple stripe based profiles */
static u64 simple_stripe_full_stripe_len(const struct btrfs_chunk_map *map)
{
 ASSERT(map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
       BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10));

 return btrfs_stripe_nr_to_offset(map->num_stripes / map->sub_stripes);
}

/* Get the logical bytenr for the stripe */
static u64 simple_stripe_get_logical(struct btrfs_chunk_map *map,
         struct btrfs_block_group *bg,
         int stripe_index)
{
 ASSERT(map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
       BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10));
 ASSERT(stripe_index < map->num_stripes);

 /*
  * (stripe_index / sub_stripes) gives how many data stripes we need to
  * skip.
 */
 return btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_index / map->sub_stripes) +
        bg->start;
}

/* Get the mirror number for the stripe */
static int simple_stripe_mirror_num(struct btrfs_chunk_map *map, int stripe_index)
{
 ASSERT(map->type & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 |
       BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10));
 ASSERT(stripe_index < map->num_stripes);

 /* For RAID0, it's fixed to 1, for RAID10 it's 0,1,0,1... */
 return stripe_index % map->sub_stripes + 1;
}

static int scrub_simple_stripe(struct scrub_ctx *sctx,
          struct btrfs_block_group *bg,
          struct btrfs_chunk_map *map,
          struct btrfs_device *device,
          int stripe_index)
{
 const u64 logical_increment = simple_stripe_full_stripe_len(map);
 const u64 orig_logical = simple_stripe_get_logical(map, bg, stripe_index);
 const u64 orig_physical = map->stripes[stripe_index].physical;
 const int mirror_num = simple_stripe_mirror_num(map, stripe_index);
 u64 cur_logical = orig_logical;
 u64 cur_physical = orig_physical;
 int ret = 0;

 while (cur_logical < bg->start + bg->length) {
  /*
   * Inside each stripe, RAID0 is just SINGLE, and RAID10 is
   * just RAID1, so we can reuse scrub_simple_mirror() to scrub
   * this stripe.
 */
  ret = scrub_simple_mirror(sctx, bg, cur_logical,
       BTRFS_STRIPE_LEN, device, cur_physical,
       mirror_num);
  if (ret)
   return ret;
  /* Skip to next stripe which belongs to the target device */
  cur_logical += logical_increment;
  /* For physical offset, we just go to next stripe */
  cur_physical += BTRFS_STRIPE_LEN;
 }
 return ret;
}

static noinline_for_stack int scrub_stripe(struct scrub_ctx *sctx,
        struct btrfs_block_group *bg,
        struct btrfs_chunk_map *map,
        struct btrfs_device *scrub_dev,
        int stripe_index)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 const u64 profile = map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK;
 const u64 chunk_logical = bg->start;
 int ret;
 int ret2;
 u64 physical = map->stripes[stripe_index].physical;
 const u64 dev_stripe_len = btrfs_calc_stripe_length(map);
 const u64 physical_end = physical + dev_stripe_len;
 u64 logical;
 u64 logic_end;
 /* The logical increment after finishing one stripe */
 u64 increment;
 /* Offset inside the chunk */
 u64 offset;
 u64 stripe_logical;

 /* Extent_path should be released by now. */
 ASSERT(sctx->extent_path.nodes[0] == NULL);

 scrub_blocked_if_needed(fs_info);

 if (sctx->is_dev_replace &&
     btrfs_dev_is_sequential(sctx->wr_tgtdev, physical)) {
  mutex_lock(&sctx->wr_lock);
  sctx->write_pointer = physical;
  mutex_unlock(&sctx->wr_lock);
 }

 /* Prepare the extra data stripes used by RAID56. */
 if (profile & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
  ASSERT(sctx->raid56_data_stripes == NULL);

  sctx->raid56_data_stripes = kcalloc(nr_data_stripes(map),
          sizeof(struct scrub_stripe),
          GFP_KERNEL);
  if (!sctx->raid56_data_stripes) {
   ret = -ENOMEM;
   goto out;
  }
  for (int i = 0; i < nr_data_stripes(map); i++) {
   ret = init_scrub_stripe(fs_info,
      &sctx->raid56_data_stripes[i]);
   if (ret < 0)
    goto out;
   sctx->raid56_data_stripes[i].bg = bg;
   sctx->raid56_data_stripes[i].sctx = sctx;
  }
 }
 /*
  * There used to be a big double loop to handle all profiles using the
  * same routine, which grows larger and more gross over time.
  *
  * So here we handle each profile differently, so simpler profiles
  * have simpler scrubbing function.
 */
 if (!(profile & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10 |
    BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK))) {
  /*
   * Above check rules out all complex profile, the remaining
   * profiles are SINGLE|DUP|RAID1|RAID1C*, which is simple
   * mirrored duplication without stripe.
   *
   * Only @physical and @mirror_num needs to calculated using
   * @stripe_index.
 */
  ret = scrub_simple_mirror(sctx, bg, bg->start, bg->length,
    scrub_dev, map->stripes[stripe_index].physical,
    stripe_index + 1);
  offset = 0;
  goto out;
 }
 if (profile & (BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID0 | BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID10)) {
  ret = scrub_simple_stripe(sctx, bg, map, scrub_dev, stripe_index);
  offset = btrfs_stripe_nr_to_offset(stripe_index / map->sub_stripes);
  goto out;
 }

 /* Only RAID56 goes through the old code */
 ASSERT(map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
 ret = 0;

 /* Calculate the logical end of the stripe */
 get_raid56_logic_offset(physical_end, stripe_index,
    map, &logic_end, NULL);
 logic_end += chunk_logical;

 /* Initialize @offset in case we need to go to out: label */
 get_raid56_logic_offset(physical, stripe_index, map, &offset, NULL);
 increment = btrfs_stripe_nr_to_offset(nr_data_stripes(map));

 /*
  * Due to the rotation, for RAID56 it's better to iterate each stripe
  * using their physical offset.
 */
 while (physical < physical_end) {
  ret = get_raid56_logic_offset(physical, stripe_index, map,
           &logical, &stripe_logical);
  logical += chunk_logical;
  if (ret) {
   /* it is parity strip */
   stripe_logical += chunk_logical;
   ret = scrub_raid56_parity_stripe(sctx, scrub_dev, bg,
        map, stripe_logical);
   spin_lock(&sctx->stat_lock);
   sctx->stat.last_physical = min(physical + BTRFS_STRIPE_LEN,
             physical_end);
   spin_unlock(&sctx->stat_lock);
   if (ret)
    goto out;
   goto next;
  }

  /*
   * Now we're at a data stripe, scrub each extents in the range.
   *
   * At this stage, if we ignore the repair part, inside each data
   * stripe it is no different than SINGLE profile.
   * We can reuse scrub_simple_mirror() here, as the repair part
   * is still based on @mirror_num.
 */
  ret = scrub_simple_mirror(sctx, bg, logical, BTRFS_STRIPE_LEN,
       scrub_dev, physical, 1);
  if (ret < 0)
   goto out;
next:
  logical += increment;
  physical += BTRFS_STRIPE_LEN;
  spin_lock(&sctx->stat_lock);
  sctx->stat.last_physical = physical;
  spin_unlock(&sctx->stat_lock);
 }
out:
 ret2 = flush_scrub_stripes(sctx);
 if (!ret)
  ret = ret2;
 btrfs_release_path(&sctx->extent_path);
 btrfs_release_path(&sctx->csum_path);

 if (sctx->raid56_data_stripes) {
  for (int i = 0; i < nr_data_stripes(map); i++)
   release_scrub_stripe(&sctx->raid56_data_stripes[i]);
  kfree(sctx->raid56_data_stripes);
  sctx->raid56_data_stripes = NULL;
 }

 if (sctx->is_dev_replace && ret >= 0) {
  int ret2;

  ret2 = sync_write_pointer_for_zoned(sctx,
    chunk_logical + offset,
    map->stripes[stripe_index].physical,
    physical_end);
  if (ret2)
   ret = ret2;
 }

 return ret < 0 ? ret : 0;
}

static noinline_for_stack int scrub_chunk(struct scrub_ctx *sctx,
       struct btrfs_block_group *bg,
       struct btrfs_device *scrub_dev,
       u64 dev_offset,
       u64 dev_extent_len)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct btrfs_chunk_map *map;
 int i;
 int ret = 0;

 map = btrfs_find_chunk_map(fs_info, bg->start, bg->length);
 if (!map) {
  /*
   * Might have been an unused block group deleted by the cleaner
   * kthread or relocation.
 */
  spin_lock(&bg->lock);
  if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_REMOVED, &bg->runtime_flags))
   ret = -EINVAL;
  spin_unlock(&bg->lock);

  return ret;
 }
 if (map->start != bg->start)
  goto out;
 if (map->chunk_len < dev_extent_len)
  goto out;

 for (i = 0; i < map->num_stripes; ++i) {
  if (map->stripes[i].dev->bdev == scrub_dev->bdev &&
      map->stripes[i].physical == dev_offset) {
   ret = scrub_stripe(sctx, bg, map, scrub_dev, i);
   if (ret)
    goto out;
  }
 }
out:
 btrfs_free_chunk_map(map);

 return ret;
}

static int finish_extent_writes_for_zoned(struct btrfs_root *root,
       struct btrfs_block_group *cache)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;

 if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
  return 0;

 btrfs_wait_block_group_reservations(cache);
 btrfs_wait_nocow_writers(cache);
 btrfs_wait_ordered_roots(fs_info, U64_MAX, cache);

 return btrfs_commit_current_transaction(root);
}

static noinline_for_stack
int scrub_enumerate_chunks(struct scrub_ctx *sctx,
      struct btrfs_device *scrub_dev, u64 start, u64 end)
{
 struct btrfs_dev_extent *dev_extent = NULL;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct btrfs_root *root = fs_info->dev_root;
 u64 chunk_offset;
 int ret = 0;
 int ro_set;
 int slot;
 struct extent_buffer *l;
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_key found_key;
 struct btrfs_block_group *cache;
 struct btrfs_dev_replace *dev_replace = &fs_info->dev_replace;

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

 path->reada = READA_FORWARD;
 path->search_commit_root = 1;
 path->skip_locking = 1;

 key.objectid = scrub_dev->devid;
 key.type = BTRFS_DEV_EXTENT_KEY;
 key.offset = 0ull;

 while (1) {
  u64 dev_extent_len;

  ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
  if (ret < 0)
   break;
  if (ret > 0) {
   if (path->slots[0] >=
       btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
    ret = btrfs_next_leaf(root, path);
    if (ret < 0)
     break;
    if (ret > 0) {
     ret = 0;
     break;
    }
   } else {
    ret = 0;
   }
  }

  l = path->nodes[0];
  slot = path->slots[0];

  btrfs_item_key_to_cpu(l, &found_key, slot);

  if (found_key.objectid != scrub_dev->devid)
   break;

  if (found_key.type != BTRFS_DEV_EXTENT_KEY)
   break;

  if (found_key.offset >= end)
   break;

  if (found_key.offset < key.offset)
   break;

  dev_extent = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_dev_extent);
  dev_extent_len = btrfs_dev_extent_length(l, dev_extent);

  if (found_key.offset + dev_extent_len <= start)
   goto skip;

  chunk_offset = btrfs_dev_extent_chunk_offset(l, dev_extent);

  /*
   * get a reference on the corresponding block group to prevent
   * the chunk from going away while we scrub it
 */
  cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, chunk_offset);

  /* some chunks are removed but not committed to disk yet,
 * continue scrubbing */
  if (!cache)
   goto skip;

  ASSERT(cache->start <= chunk_offset);
  /*
   * We are using the commit root to search for device extents, so
   * that means we could have found a device extent item from a
   * block group that was deleted in the current transaction. The
   * logical start offset of the deleted block group, stored at
   * @chunk_offset, might be part of the logical address range of
   * a new block group (which uses different physical extents).
   * In this case btrfs_lookup_block_group() has returned the new
   * block group, and its start address is less than @chunk_offset.
   *
   * We skip such new block groups, because it's pointless to
   * process them, as we won't find their extents because we search
   * for them using the commit root of the extent tree. For a device
   * replace it's also fine to skip it, we won't miss copying them
   * to the target device because we have the write duplication
   * setup through the regular write path (by btrfs_map_block()),
   * and we have committed a transaction when we started the device
   * replace, right after setting up the device replace state.
 */
  if (cache->start < chunk_offset) {
   btrfs_put_block_group(cache);
   goto skip;
  }

  if (sctx->is_dev_replace && btrfs_is_zoned(fs_info)) {
   if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_TO_COPY, &cache->runtime_flags)) {
    btrfs_put_block_group(cache);
    goto skip;
   }
  }

  /*
   * Make sure that while we are scrubbing the corresponding block
   * group doesn't get its logical address and its device extents
   * reused for another block group, which can possibly be of a
   * different type and different profile. We do this to prevent
   * false error detections and crashes due to bogus attempts to
   * repair extents.
 */
  spin_lock(&cache->lock);
  if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_REMOVED, &cache->runtime_flags)) {
   spin_unlock(&cache->lock);
   btrfs_put_block_group(cache);
   goto skip;
  }
  btrfs_freeze_block_group(cache);
  spin_unlock(&cache->lock);

  /*
   * we need call btrfs_inc_block_group_ro() with scrubs_paused,
   * to avoid deadlock caused by:
   * btrfs_inc_block_group_ro()
   * -> btrfs_wait_for_commit()
   * -> btrfs_commit_transaction()
   * -> btrfs_scrub_pause()
 */
  scrub_pause_on(fs_info);

  /*
   * Don't do chunk preallocation for scrub.
   *
   * This is especially important for SYSTEM bgs, or we can hit
   * -EFBIG from btrfs_finish_chunk_alloc() like:
   * 1. The only SYSTEM bg is marked RO.
   *    Since SYSTEM bg is small, that's pretty common.
   * 2. New SYSTEM bg will be allocated
   *    Due to regular version will allocate new chunk.
   * 3. New SYSTEM bg is empty and will get cleaned up
   *    Before cleanup really happens, it's marked RO again.
   * 4. Empty SYSTEM bg get scrubbed
   *    We go back to 2.
   *
   * This can easily boost the amount of SYSTEM chunks if cleaner
   * thread can't be triggered fast enough, and use up all space
   * of btrfs_super_block::sys_chunk_array
   *
   * While for dev replace, we need to try our best to mark block
   * group RO, to prevent race between:
   * - Write duplication
   *   Contains latest data
   * - Scrub copy
   *   Contains data from commit tree
   *
   * If target block group is not marked RO, nocow writes can
   * be overwritten by scrub copy, causing data corruption.
   * So for dev-replace, it's not allowed to continue if a block
   * group is not RO.
 */
  ret = btrfs_inc_block_group_ro(cache, sctx->is_dev_replace);
  if (!ret && sctx->is_dev_replace) {
   ret = finish_extent_writes_for_zoned(root, cache);
   if (ret) {
    btrfs_dec_block_group_ro(cache);
    scrub_pause_off(fs_info);
    btrfs_put_block_group(cache);
    break;
   }
  }

  if (ret == 0) {
   ro_set = 1;
  } else if (ret == -ENOSPC && !sctx->is_dev_replace &&
      !(cache->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK)) {
   /*
    * btrfs_inc_block_group_ro return -ENOSPC when it
    * failed in creating new chunk for metadata.
    * It is not a problem for scrub, because
    * metadata are always cowed, and our scrub paused
    * commit_transactions.
    *
    * For RAID56 chunks, we have to mark them read-only
    * for scrub, as later we would use our own cache
    * out of RAID56 realm.
    * Thus we want the RAID56 bg to be marked RO to
    * prevent RMW from screwing up out cache.
 */
   ro_set = 0;
  } else if (ret == -ETXTBSY) {
   btrfs_warn(fs_info,
      "scrub: skipping scrub of block group %llu due to active swapfile",
       cache->start);
   scrub_pause_off(fs_info);
   ret = 0;
   goto skip_unfreeze;
  } else {
   btrfs_warn(fs_info, "scrub: failed setting block group ro: %d",
       ret);
   btrfs_unfreeze_block_group(cache);
   btrfs_put_block_group(cache);
   scrub_pause_off(fs_info);
   break;
  }

  /*
   * Now the target block is marked RO, wait for nocow writes to
   * finish before dev-replace.
   * COW is fine, as COW never overwrites extents in commit tree.
 */
  if (sctx->is_dev_replace) {
   btrfs_wait_nocow_writers(cache);
   btrfs_wait_ordered_roots(fs_info, U64_MAX, cache);
  }

  scrub_pause_off(fs_info);
  down_write(&dev_replace->rwsem);
  dev_replace->cursor_right = found_key.offset + dev_extent_len;
  dev_replace->cursor_left = found_key.offset;
  dev_replace->item_needs_writeback = 1;
  up_write(&dev_replace->rwsem);

  ret = scrub_chunk(sctx, cache, scrub_dev, found_key.offset,
      dev_extent_len);
  if (sctx->is_dev_replace &&
      !btrfs_finish_block_group_to_copy(dev_replace->srcdev,
            cache, found_key.offset))
   ro_set = 0;

  down_write(&dev_replace->rwsem);
  dev_replace->cursor_left = dev_replace->cursor_right;
  dev_replace->item_needs_writeback = 1;
  up_write(&dev_replace->rwsem);

  if (ro_set)
   btrfs_dec_block_group_ro(cache);

  /*
   * We might have prevented the cleaner kthread from deleting
   * this block group if it was already unused because we raced
   * and set it to RO mode first. So add it back to the unused
   * list, otherwise it might not ever be deleted unless a manual
   * balance is triggered or it becomes used and unused again.
 */
  spin_lock(&cache->lock);
  if (!test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_REMOVED, &cache->runtime_flags) &&
      !cache->ro && cache->reserved == 0 && cache->used == 0) {
   spin_unlock(&cache->lock);
   if (btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_ASYNC))
    btrfs_discard_queue_work(&fs_info->discard_ctl,
        cache);
   else
    btrfs_mark_bg_unused(cache);
  } else {
   spin_unlock(&cache->lock);
  }
skip_unfreeze:
  btrfs_unfreeze_block_group(cache);
  btrfs_put_block_group(cache);
  if (ret)
   break;
  if (sctx->is_dev_replace &&
      atomic64_read(&dev_replace->num_write_errors) > 0) {
   ret = -EIO;
   break;
  }
  if (sctx->stat.malloc_errors > 0) {
   ret = -ENOMEM;
   break;
  }
skip:
  key.offset = found_key.offset + dev_extent_len;
  btrfs_release_path(path);
 }

 btrfs_free_path(path);

 return ret;
}

static int scrub_one_super(struct scrub_ctx *sctx, struct btrfs_device *dev,
      struct page *page, u64 physical, u64 generation)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;
 struct btrfs_super_block *sb = page_address(page);
 int ret;

 ret = bdev_rw_virt(dev->bdev, physical >> SECTOR_SHIFT, sb,
   BTRFS_SUPER_INFO_SIZE, REQ_OP_READ);
 if (ret < 0)
  return ret;
 ret = btrfs_check_super_csum(fs_info, sb);
 if (ret != 0) {
  btrfs_err_rl(fs_info,
    "scrub: super block at physical %llu devid %llu has bad csum",
   physical, dev->devid);
  return -EIO;
 }
 if (btrfs_super_generation(sb) != generation) {
  btrfs_err_rl(fs_info,
"scrub: super block at physical %llu devid %llu has bad generation %llu expect %llu",
        physical, dev->devid,
        btrfs_super_generation(sb), generation);
  return -EUCLEAN;
 }

 return btrfs_validate_super(fs_info, sb, -1);
}

static noinline_for_stack int scrub_supers(struct scrub_ctx *sctx,
        struct btrfs_device *scrub_dev)
{
 int i;
 u64 bytenr;
 u64 gen;
 int ret = 0;
 struct page *page;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->fs_info;

 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
  return -EROFS;

 page = alloc_page(GFP_KERNEL);
 if (!page) {
  spin_lock(&sctx->stat_lock);
  sctx->stat.malloc_errors++;
  spin_unlock(&sctx->stat_lock);
  return -ENOMEM;
 }

 /* Seed devices of a new filesystem has their own generation. */
 if (scrub_dev->fs_devices != fs_info->fs_devices)
  gen = scrub_dev->generation;
 else
  gen = btrfs_get_last_trans_committed(fs_info);

 for (i = 0; i < BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX; i++) {
  ret = btrfs_sb_log_location(scrub_dev, i, 0, &bytenr);
  if (ret == -ENOENT)
   break;

  if (ret) {
   spin_lock(&sctx->stat_lock);
   sctx->stat.super_errors++;
   spin_unlock(&sctx->stat_lock);
   continue;
  }

  if (bytenr + BTRFS_SUPER_INFO_SIZE >
      scrub_dev->commit_total_bytes)
   break;
  if (!btrfs_check_super_location(scrub_dev, bytenr))
   continue;

  ret = scrub_one_super(sctx, scrub_dev, page, bytenr, gen);
  if (ret) {
   spin_lock(&sctx->stat_lock);
   sctx->stat.super_errors++;
   spin_unlock(&sctx->stat_lock);
  }
 }
 __free_page(page);
 return 0;
}

static void scrub_workers_put(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 if (refcount_dec_and_mutex_lock(&fs_info->scrub_workers_refcnt,
     &fs_info->scrub_lock)) {
  struct workqueue_struct *scrub_workers = fs_info->scrub_workers;

  fs_info->scrub_workers = NULL;
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);

  if (scrub_workers)
   destroy_workqueue(scrub_workers);
 }
}

/*
 * get a reference count on fs_info->scrub_workers. start worker if necessary
 */
static noinline_for_stack int scrub_workers_get(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct workqueue_struct *scrub_workers = NULL;
 unsigned int flags = WQ_FREEZABLE | WQ_UNBOUND;
 int max_active = fs_info->thread_pool_size;
 int ret = -ENOMEM;

 if (refcount_inc_not_zero(&fs_info->scrub_workers_refcnt))
  return 0;

 scrub_workers = alloc_workqueue("btrfs-scrub", flags, max_active);
 if (!scrub_workers)
  return -ENOMEM;

 mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 if (refcount_read(&fs_info->scrub_workers_refcnt) == 0) {
  ASSERT(fs_info->scrub_workers == NULL);
  fs_info->scrub_workers = scrub_workers;
  refcount_set(&fs_info->scrub_workers_refcnt, 1);
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  return 0;
 }
 /* Other thread raced in and created the workers for us */
 refcount_inc(&fs_info->scrub_workers_refcnt);
 mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);

 ret = 0;

 destroy_workqueue(scrub_workers);
 return ret;
}

int btrfs_scrub_dev(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid, u64 start,
      u64 end, struct btrfs_scrub_progress *progress,
      int readonly, int is_dev_replace)
{
 struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
 struct scrub_ctx *sctx;
 int ret;
 struct btrfs_device *dev;
 unsigned int nofs_flag;
 bool need_commit = false;

 if (btrfs_fs_closing(fs_info))
  return -EAGAIN;

 /* At mount time we have ensured nodesize is in the range of [4K, 64K]. */
 ASSERT(fs_info->nodesize <= BTRFS_STRIPE_LEN);

 /*
  * SCRUB_MAX_SECTORS_PER_BLOCK is calculated using the largest possible
  * value (max nodesize / min sectorsize), thus nodesize should always
  * be fine.
 */
 ASSERT(fs_info->nodesize <=
        SCRUB_MAX_SECTORS_PER_BLOCK << fs_info->sectorsize_bits);

 /* Allocate outside of device_list_mutex */
 sctx = scrub_setup_ctx(fs_info, is_dev_replace);
 if (IS_ERR(sctx))
  return PTR_ERR(sctx);

 ret = scrub_workers_get(fs_info);
 if (ret)
  goto out_free_ctx;

 mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
 dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
 if (!dev || (test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) &&
       !is_dev_replace)) {
  mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
  ret = -ENODEV;
  goto out;
 }

 if (!is_dev_replace && !readonly &&
     !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state)) {
  mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
  btrfs_err(fs_info,
   "scrub: devid %llu: filesystem on %s is not writable",
     devid, btrfs_dev_name(dev));
  ret = -EROFS;
  goto out;
 }

 mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 if (!test_bit(BTRFS_DEV_STATE_IN_FS_METADATA, &dev->dev_state) ||
     test_bit(BTRFS_DEV_STATE_REPLACE_TGT, &dev->dev_state)) {
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
  ret = -EIO;
  goto out;
 }

 down_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
 if (dev->scrub_ctx ||
     (!is_dev_replace &&
      btrfs_dev_replace_is_ongoing(&fs_info->dev_replace))) {
  up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
  ret = -EINPROGRESS;
  goto out;
 }
 up_read(&fs_info->dev_replace.rwsem);

 sctx->readonly = readonly;
 dev->scrub_ctx = sctx;
 mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);

 /*
  * checking @scrub_pause_req here, we can avoid
  * race between committing transaction and scrubbing.
 */
 __scrub_blocked_if_needed(fs_info);
 atomic_inc(&fs_info->scrubs_running);
 mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);

 /*
  * In order to avoid deadlock with reclaim when there is a transaction
  * trying to pause scrub, make sure we use GFP_NOFS for all the
  * allocations done at btrfs_scrub_sectors() and scrub_sectors_for_parity()
  * invoked by our callees. The pausing request is done when the
  * transaction commit starts, and it blocks the transaction until scrub
  * is paused (done at specific points at scrub_stripe() or right above
  * before incrementing fs_info->scrubs_running).
 */
 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 if (!is_dev_replace) {
  u64 old_super_errors;

  spin_lock(&sctx->stat_lock);
  old_super_errors = sctx->stat.super_errors;
  spin_unlock(&sctx->stat_lock);

  btrfs_info(fs_info, "scrub: started on devid %llu", devid);
  /*
   * by holding device list mutex, we can
   * kick off writing super in log tree sync.
 */
  mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
  ret = scrub_supers(sctx, dev);
  mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);

  spin_lock(&sctx->stat_lock);
  /*
   * Super block errors found, but we can not commit transaction
   * at current context, since btrfs_commit_transaction() needs
   * to pause the current running scrub (hold by ourselves).
 */
  if (sctx->stat.super_errors > old_super_errors && !sctx->readonly)
   need_commit = true;
  spin_unlock(&sctx->stat_lock);
 }

 if (!ret)
  ret = scrub_enumerate_chunks(sctx, dev, start, end);
 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);

 atomic_dec(&fs_info->scrubs_running);
 wake_up(&fs_info->scrub_pause_wait);

 if (progress)
  memcpy(progress, &sctx->stat, sizeof(*progress));

 if (!is_dev_replace)
  btrfs_info(fs_info, "scrub: %s on devid %llu with status: %d",
   ret ? "not finished" : "finished", devid, ret);

 mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 dev->scrub_ctx = NULL;
 mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);

 scrub_workers_put(fs_info);
 scrub_put_ctx(sctx);

 /*
  * We found some super block errors before, now try to force a
  * transaction commit, as scrub has finished.
 */
 if (need_commit) {
  struct btrfs_trans_handle *trans;

  trans = btrfs_start_transaction(fs_info->tree_root, 0);
  if (IS_ERR(trans)) {
   ret = PTR_ERR(trans);
   btrfs_err(fs_info,
 "scrub: failed to start transaction to fix super block errors: %d", ret);
   return ret;
  }
  ret = btrfs_commit_transaction(trans);
  if (ret < 0)
   btrfs_err(fs_info,
 "scrub: failed to commit transaction to fix super block errors: %d", ret);
 }
 return ret;
out:
 scrub_workers_put(fs_info);
out_free_ctx:
 scrub_free_ctx(sctx);

 return ret;
}

void btrfs_scrub_pause(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 atomic_inc(&fs_info->scrub_pause_req);
 while (atomic_read(&fs_info->scrubs_paused) !=
        atomic_read(&fs_info->scrubs_running)) {
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  wait_event(fs_info->scrub_pause_wait,
      atomic_read(&fs_info->scrubs_paused) ==
      atomic_read(&fs_info->scrubs_running));
  mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 }
 mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
}

void btrfs_scrub_continue(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 atomic_dec(&fs_info->scrub_pause_req);
 wake_up(&fs_info->scrub_pause_wait);
}

int btrfs_scrub_cancel(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 if (!atomic_read(&fs_info->scrubs_running)) {
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  return -ENOTCONN;
 }

 atomic_inc(&fs_info->scrub_cancel_req);
 while (atomic_read(&fs_info->scrubs_running)) {
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  wait_event(fs_info->scrub_pause_wait,
      atomic_read(&fs_info->scrubs_running) == 0);
  mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 }
 atomic_dec(&fs_info->scrub_cancel_req);
 mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);

 return 0;
}

int btrfs_scrub_cancel_dev(struct btrfs_device *dev)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = dev->fs_info;
 struct scrub_ctx *sctx;

 mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 sctx = dev->scrub_ctx;
 if (!sctx) {
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  return -ENOTCONN;
 }
 atomic_inc(&sctx->cancel_req);
 while (dev->scrub_ctx) {
  mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);
  wait_event(fs_info->scrub_pause_wait,
      dev->scrub_ctx == NULL);
  mutex_lock(&fs_info->scrub_lock);
 }
 mutex_unlock(&fs_info->scrub_lock);

 return 0;
}

int btrfs_scrub_progress(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 devid,
    struct btrfs_scrub_progress *progress)
{
 struct btrfs_dev_lookup_args args = { .devid = devid };
 struct btrfs_device *dev;
 struct scrub_ctx *sctx = NULL;

 mutex_lock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);
 dev = btrfs_find_device(fs_info->fs_devices, &args);
 if (dev)
  sctx = dev->scrub_ctx;
 if (sctx)
  memcpy(progress, &sctx->stat, sizeof(*progress));
 mutex_unlock(&fs_info->fs_devices->device_list_mutex);

 return dev ? (sctx ? 0 : -ENOTCONN) : -ENODEV;
}