90e60ad9db6200c2d765562998914a34c32b66f2
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / btrfs / btrfs_inode.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #ifndef BTRFS_INODE_H
7 #define BTRFS_INODE_H
8
9 #include <linux/hash.h>
10 #include <linux/refcount.h>
11 #include "extent_map.h"
12 #include "extent_io.h"
13 #include "ordered-data.h"
14 #include "delayed-inode.h"
15
16 /*
17  * Since we search a directory based on f_pos (struct dir_context::pos) we have
18  * to start at 2 since '.' and '..' have f_pos of 0 and 1 respectively, so
19  * everybody else has to start at 2 (see btrfs_real_readdir() and dir_emit_dots()).
20  */
21 #define BTRFS_DIR_START_INDEX 2
22
23 /*
24  * ordered_data_close is set by truncate when a file that used
25  * to have good data has been truncated to zero.  When it is set
26  * the btrfs file release call will add this inode to the
27  * ordered operations list so that we make sure to flush out any
28  * new data the application may have written before commit.
29  */
30 enum {
31         BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
32         BTRFS_INODE_DUMMY,
33         BTRFS_INODE_IN_DEFRAG,
34         BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
35          /*
36           * Always set under the VFS' inode lock, otherwise it can cause races
37           * during fsync (we start as a fast fsync and then end up in a full
38           * fsync racing with ordered extent completion).
39           */
40         BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
41         BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING,
42         BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
43         BTRFS_INODE_HAS_PROPS,
44         BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
45         /*
46          * Set and used when logging an inode and it serves to signal that an
47          * inode does not have xattrs, so subsequent fsyncs can avoid searching
48          * for xattrs to log. This bit must be cleared whenever a xattr is added
49          * to an inode.
50          */
51         BTRFS_INODE_NO_XATTRS,
52         /*
53          * Set when we are in a context where we need to start a transaction and
54          * have dirty pages with the respective file range locked. This is to
55          * ensure that when reserving space for the transaction, if we are low
56          * on available space and need to flush delalloc, we will not flush
57          * delalloc for this inode, because that could result in a deadlock (on
58          * the file range, inode's io_tree).
59          */
60         BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH,
61         /*
62          * Set when we are working on enabling verity for a file. Computing and
63          * writing the whole Merkle tree can take a while so we want to prevent
64          * races where two separate tasks attempt to simultaneously start verity
65          * on the same file.
66          */
67         BTRFS_INODE_VERITY_IN_PROGRESS,
68         /* Set when this inode is a free space inode. */
69         BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
70 };
71
72 /* in memory btrfs inode */
73 struct btrfs_inode {
74         /* which subvolume this inode belongs to */
75         struct btrfs_root *root;
76
77         /* key used to find this inode on disk.  This is used by the code
78          * to read in roots of subvolumes
79          */
80         struct btrfs_key location;
81
82         /*
83          * Lock for counters and all fields used to determine if the inode is in
84          * the log or not (last_trans, last_sub_trans, last_log_commit,
85          * logged_trans), to access/update new_delalloc_bytes and to update the
86          * VFS' inode number of bytes used.
87          */
88         spinlock_t lock;
89
90         /* the extent_tree has caches of all the extent mappings to disk */
91         struct extent_map_tree extent_tree;
92
93         /* the io_tree does range state (DIRTY, LOCKED etc) */
94         struct extent_io_tree io_tree;
95
96         /*
97          * Keep track of where the inode has extent items mapped in order to
98          * make sure the i_size adjustments are accurate
99          */
100         struct extent_io_tree file_extent_tree;
101
102         /* held while logging the inode in tree-log.c */
103         struct mutex log_mutex;
104
105         /* used to order data wrt metadata */
106         struct btrfs_ordered_inode_tree ordered_tree;
107
108         /* list of all the delalloc inodes in the FS.  There are times we need
109          * to write all the delalloc pages to disk, and this list is used
110          * to walk them all.
111          */
112         struct list_head delalloc_inodes;
113
114         /* node for the red-black tree that links inodes in subvolume root */
115         struct rb_node rb_node;
116
117         unsigned long runtime_flags;
118
119         /* full 64 bit generation number, struct vfs_inode doesn't have a big
120          * enough field for this.
121          */
122         u64 generation;
123
124         /*
125          * transid of the trans_handle that last modified this inode
126          */
127         u64 last_trans;
128
129         /*
130          * transid that last logged this inode
131          */
132         u64 logged_trans;
133
134         /*
135          * log transid when this inode was last modified
136          */
137         int last_sub_trans;
138
139         /* a local copy of root's last_log_commit */
140         int last_log_commit;
141
142         union {
143                 /*
144                  * Total number of bytes pending delalloc, used by stat to
145                  * calculate the real block usage of the file. This is used
146                  * only for files.
147                  */
148                 u64 delalloc_bytes;
149                 /*
150                  * The lowest possible index of the next dir index key which
151                  * points to an inode that needs to be logged.
152                  * This is used only for directories.
153                  * Use the helpers btrfs_get_first_dir_index_to_log() and
154                  * btrfs_set_first_dir_index_to_log() to access this field.
155                  */
156                 u64 first_dir_index_to_log;
157         };
158
159         union {
160                 /*
161                  * Total number of bytes pending delalloc that fall within a file
162                  * range that is either a hole or beyond EOF (and no prealloc extent
163                  * exists in the range). This is always <= delalloc_bytes and this
164                  * is used only for files.
165                  */
166                 u64 new_delalloc_bytes;
167                 /*
168                  * The offset of the last dir index key that was logged.
169                  * This is used only for directories.
170                  */
171                 u64 last_dir_index_offset;
172         };
173
174         /*
175          * total number of bytes pending defrag, used by stat to check whether
176          * it needs COW.
177          */
178         u64 defrag_bytes;
179
180         /*
181          * the size of the file stored in the metadata on disk.  data=ordered
182          * means the in-memory i_size might be larger than the size on disk
183          * because not all the blocks are written yet.
184          */
185         u64 disk_i_size;
186
187         /*
188          * If this is a directory then index_cnt is the counter for the index
189          * number for new files that are created. For an empty directory, this
190          * must be initialized to BTRFS_DIR_START_INDEX.
191          */
192         u64 index_cnt;
193
194         /* Cache the directory index number to speed the dir/file remove */
195         u64 dir_index;
196
197         /* the fsync log has some corner cases that mean we have to check
198          * directories to see if any unlinks have been done before
199          * the directory was logged.  See tree-log.c for all the
200          * details
201          */
202         u64 last_unlink_trans;
203
204         /*
205          * The id/generation of the last transaction where this inode was
206          * either the source or the destination of a clone/dedupe operation.
207          * Used when logging an inode to know if there are shared extents that
208          * need special care when logging checksum items, to avoid duplicate
209          * checksum items in a log (which can lead to a corruption where we end
210          * up with missing checksum ranges after log replay).
211          * Protected by the vfs inode lock.
212          */
213         u64 last_reflink_trans;
214
215         /*
216          * Number of bytes outstanding that are going to need csums.  This is
217          * used in ENOSPC accounting.
218          */
219         u64 csum_bytes;
220
221         /* Backwards incompatible flags, lower half of inode_item::flags  */
222         u32 flags;
223         /* Read-only compatibility flags, upper half of inode_item::flags */
224         u32 ro_flags;
225
226         /*
227          * Counters to keep track of the number of extent item's we may use due
228          * to delalloc and such.  outstanding_extents is the number of extent
229          * items we think we'll end up using, and reserved_extents is the number
230          * of extent items we've reserved metadata for.
231          */
232         unsigned outstanding_extents;
233
234         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
235
236         /*
237          * Cached values of inode properties
238          */
239         unsigned prop_compress;         /* per-file compression algorithm */
240         /*
241          * Force compression on the file using the defrag ioctl, could be
242          * different from prop_compress and takes precedence if set
243          */
244         unsigned defrag_compress;
245
246         struct btrfs_delayed_node *delayed_node;
247
248         /* File creation time. */
249         struct timespec64 i_otime;
250
251         /* Hook into fs_info->delayed_iputs */
252         struct list_head delayed_iput;
253
254         struct rw_semaphore i_mmap_lock;
255         struct inode vfs_inode;
256 };
257
258 static inline u64 btrfs_get_first_dir_index_to_log(const struct btrfs_inode *inode)
259 {
260         return READ_ONCE(inode->first_dir_index_to_log);
261 }
262
263 static inline void btrfs_set_first_dir_index_to_log(struct btrfs_inode *inode,
264                                                     u64 index)
265 {
266         WRITE_ONCE(inode->first_dir_index_to_log, index);
267 }
268
269 static inline struct btrfs_inode *BTRFS_I(const struct inode *inode)
270 {
271         return container_of(inode, struct btrfs_inode, vfs_inode);
272 }
273
274 static inline unsigned long btrfs_inode_hash(u64 objectid,
275                                              const struct btrfs_root *root)
276 {
277         u64 h = objectid ^ (root->root_key.objectid * GOLDEN_RATIO_PRIME);
278
279 #if BITS_PER_LONG == 32
280         h = (h >> 32) ^ (h & 0xffffffff);
281 #endif
282
283         return (unsigned long)h;
284 }
285
286 #if BITS_PER_LONG == 32
287
288 /*
289  * On 32 bit systems the i_ino of struct inode is 32 bits (unsigned long), so
290  * we use the inode's location objectid which is a u64 to avoid truncation.
291  */
292 static inline u64 btrfs_ino(const struct btrfs_inode *inode)
293 {
294         u64 ino = inode->location.objectid;
295
296         /* type == BTRFS_ROOT_ITEM_KEY: subvol dir */
297         if (inode->location.type == BTRFS_ROOT_ITEM_KEY)
298                 ino = inode->vfs_inode.i_ino;
299         return ino;
300 }
301
302 #else
303
304 static inline u64 btrfs_ino(const struct btrfs_inode *inode)
305 {
306         return inode->vfs_inode.i_ino;
307 }
308
309 #endif
310
311 static inline void btrfs_i_size_write(struct btrfs_inode *inode, u64 size)
312 {
313         i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
314         inode->disk_i_size = size;
315 }
316
317 static inline bool btrfs_is_free_space_inode(struct btrfs_inode *inode)
318 {
319         return test_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE, &inode->runtime_flags);
320 }
321
322 static inline bool is_data_inode(struct inode *inode)
323 {
324         return btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID;
325 }
326
327 static inline void btrfs_mod_outstanding_extents(struct btrfs_inode *inode,
328                                                  int mod)
329 {
330         lockdep_assert_held(&inode->lock);
331         inode->outstanding_extents += mod;
332         if (btrfs_is_free_space_inode(inode))
333                 return;
334         trace_btrfs_inode_mod_outstanding_extents(inode->root, btrfs_ino(inode),
335                                                   mod, inode->outstanding_extents);
336 }
337
338 /*
339  * Called every time after doing a buffered, direct IO or memory mapped write.
340  *
341  * This is to ensure that if we write to a file that was previously fsynced in
342  * the current transaction, then try to fsync it again in the same transaction,
343  * we will know that there were changes in the file and that it needs to be
344  * logged.
345  */
346 static inline void btrfs_set_inode_last_sub_trans(struct btrfs_inode *inode)
347 {
348         spin_lock(&inode->lock);
349         inode->last_sub_trans = inode->root->log_transid;
350         spin_unlock(&inode->lock);
351 }
352
353 /*
354  * Should be called while holding the inode's VFS lock in exclusive mode or in a
355  * context where no one else can access the inode concurrently (during inode
356  * creation or when loading an inode from disk).
357  */
358 static inline void btrfs_set_inode_full_sync(struct btrfs_inode *inode)
359 {
360         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &inode->runtime_flags);
361         /*
362          * The inode may have been part of a reflink operation in the last
363          * transaction that modified it, and then a fsync has reset the
364          * last_reflink_trans to avoid subsequent fsyncs in the same
365          * transaction to do unnecessary work. So update last_reflink_trans
366          * to the last_trans value (we have to be pessimistic and assume a
367          * reflink happened).
368          *
369          * The ->last_trans is protected by the inode's spinlock and we can
370          * have a concurrent ordered extent completion update it. Also set
371          * last_reflink_trans to ->last_trans only if the former is less than
372          * the later, because we can be called in a context where
373          * last_reflink_trans was set to the current transaction generation
374          * while ->last_trans was not yet updated in the current transaction,
375          * and therefore has a lower value.
376          */
377         spin_lock(&inode->lock);
378         if (inode->last_reflink_trans < inode->last_trans)
379                 inode->last_reflink_trans = inode->last_trans;
380         spin_unlock(&inode->lock);
381 }
382
383 static inline bool btrfs_inode_in_log(struct btrfs_inode *inode, u64 generation)
384 {
385         bool ret = false;
386
387         spin_lock(&inode->lock);
388         if (inode->logged_trans == generation &&
389             inode->last_sub_trans <= inode->last_log_commit &&
390             inode->last_sub_trans <= inode->root->last_log_commit)
391                 ret = true;
392         spin_unlock(&inode->lock);
393         return ret;
394 }
395
396 /*
397  * Check if the inode has flags compatible with compression
398  */
399 static inline bool btrfs_inode_can_compress(const struct btrfs_inode *inode)
400 {
401         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW ||
402             inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
403                 return false;
404         return true;
405 }
406
407 /* Array of bytes with variable length, hexadecimal format 0x1234 */
408 #define CSUM_FMT                                "0x%*phN"
409 #define CSUM_FMT_VALUE(size, bytes)             size, bytes
410
411 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
412                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected);
413 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
414                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv);
415 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
416                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
417                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict);
418
419 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode);
420 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry);
421 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index);
422 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
423                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
424                        const struct fscrypt_str *name);
425 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
426                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
427                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index);
428 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry);
429 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
430                          int front);
431
432 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context);
433 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
434                                bool in_reclaim_context);
435 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
436                               unsigned int extra_bits,
437                               struct extent_state **cached_state);
438
439 struct btrfs_new_inode_args {
440         /* Input */
441         struct inode *dir;
442         struct dentry *dentry;
443         struct inode *inode;
444         bool orphan;
445         bool subvol;
446
447         /* Output from btrfs_new_inode_prepare(), input to btrfs_create_new_inode(). */
448         struct posix_acl *default_acl;
449         struct posix_acl *acl;
450         struct fscrypt_name fname;
451 };
452
453 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
454                             unsigned int *trans_num_items);
455 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
456                            struct btrfs_new_inode_args *args);
457 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args);
458 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
459                                      struct inode *dir);
460  void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
461                                 u32 bits);
462 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
463                                  struct extent_state *state, u32 bits);
464 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
465                                  struct extent_state *other);
466 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
467                                  struct extent_state *orig, u64 split);
468 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end);
469 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
470 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode);
471 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb);
472 void btrfs_destroy_inode(struct inode *inode);
473 void btrfs_free_inode(struct inode *inode);
474 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode);
475 int __init btrfs_init_cachep(void);
476 void __cold btrfs_destroy_cachep(void);
477 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
478                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path);
479 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root);
480 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
481                                     struct page *page, size_t pg_offset,
482                                     u64 start, u64 end);
483 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
484                        struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode);
485 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
486                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode);
487 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans, struct btrfs_inode *inode);
488 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root);
489 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size);
490 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode);
491 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info);
492 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info);
493 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
494                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
495                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint);
496 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
497                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
498                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
499                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint);
500 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
501                              u64 start, u64 end, int *page_started,
502                              unsigned long *nr_written, struct writeback_control *wbc);
503 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page);
504 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
505                                              int compress_type);
506 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
507                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
508                                           u64 disk_io_size,
509                                           struct page **pages);
510 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
511                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded);
512 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
513                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded);
514
515 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
516                        size_t done_before);
517 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
518                                   size_t done_before);
519
520 extern const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations;
521
522 /* Inode locking type flags, by default the exclusive lock is taken. */
523 enum btrfs_ilock_type {
524         ENUM_BIT(BTRFS_ILOCK_SHARED),
525         ENUM_BIT(BTRFS_ILOCK_TRY),
526         ENUM_BIT(BTRFS_ILOCK_MMAP),
527 };
528
529 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags);
530 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags);
531 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode, const u64 add_bytes,
532                               const u64 del_bytes);
533 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end);
534
535 #endif