Merge tag 'phy-for-6.5_v2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/phy/linux-phy
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / btrfs / extent_io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/bio.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/page-flags.h>
9 #include <linux/sched/mm.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/blkdev.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/writeback.h>
14 #include <linux/pagevec.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/fsverity.h>
17 #include "misc.h"
18 #include "extent_io.h"
19 #include "extent-io-tree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "ctree.h"
22 #include "btrfs_inode.h"
23 #include "bio.h"
24 #include "check-integrity.h"
25 #include "locking.h"
26 #include "rcu-string.h"
27 #include "backref.h"
28 #include "disk-io.h"
29 #include "subpage.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "block-group.h"
32 #include "compression.h"
33 #include "fs.h"
34 #include "accessors.h"
35 #include "file-item.h"
36 #include "file.h"
37 #include "dev-replace.h"
38 #include "super.h"
39 #include "transaction.h"
40
41 static struct kmem_cache *extent_buffer_cache;
42
43 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
44 static inline void btrfs_leak_debug_add_eb(struct extent_buffer *eb)
45 {
46         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
47         unsigned long flags;
48
49         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
50         list_add(&eb->leak_list, &fs_info->allocated_ebs);
51         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
52 }
53
54 static inline void btrfs_leak_debug_del_eb(struct extent_buffer *eb)
55 {
56         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
57         unsigned long flags;
58
59         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
60         list_del(&eb->leak_list);
61         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
62 }
63
64 void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info)
65 {
66         struct extent_buffer *eb;
67         unsigned long flags;
68
69         /*
70          * If we didn't get into open_ctree our allocated_ebs will not be
71          * initialized, so just skip this.
72          */
73         if (!fs_info->allocated_ebs.next)
74                 return;
75
76         WARN_ON(!list_empty(&fs_info->allocated_ebs));
77         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
78         while (!list_empty(&fs_info->allocated_ebs)) {
79                 eb = list_first_entry(&fs_info->allocated_ebs,
80                                       struct extent_buffer, leak_list);
81                 pr_err(
82         "BTRFS: buffer leak start %llu len %lu refs %d bflags %lu owner %llu\n",
83                        eb->start, eb->len, atomic_read(&eb->refs), eb->bflags,
84                        btrfs_header_owner(eb));
85                 list_del(&eb->leak_list);
86                 kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
87         }
88         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
89 }
90 #else
91 #define btrfs_leak_debug_add_eb(eb)                     do {} while (0)
92 #define btrfs_leak_debug_del_eb(eb)                     do {} while (0)
93 #endif
94
95 /*
96  * Structure to record info about the bio being assembled, and other info like
97  * how many bytes are there before stripe/ordered extent boundary.
98  */
99 struct btrfs_bio_ctrl {
100         struct btrfs_bio *bbio;
101         enum btrfs_compression_type compress_type;
102         u32 len_to_oe_boundary;
103         blk_opf_t opf;
104         btrfs_bio_end_io_t end_io_func;
105         struct writeback_control *wbc;
106 };
107
108 static void submit_one_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
109 {
110         struct btrfs_bio *bbio = bio_ctrl->bbio;
111
112         if (!bbio)
113                 return;
114
115         /* Caller should ensure the bio has at least some range added */
116         ASSERT(bbio->bio.bi_iter.bi_size);
117
118         if (btrfs_op(&bbio->bio) == BTRFS_MAP_READ &&
119             bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
120                 btrfs_submit_compressed_read(bbio);
121         else
122                 btrfs_submit_bio(bbio, 0);
123
124         /* The bbio is owned by the end_io handler now */
125         bio_ctrl->bbio = NULL;
126 }
127
128 /*
129  * Submit or fail the current bio in the bio_ctrl structure.
130  */
131 static void submit_write_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl, int ret)
132 {
133         struct btrfs_bio *bbio = bio_ctrl->bbio;
134
135         if (!bbio)
136                 return;
137
138         if (ret) {
139                 ASSERT(ret < 0);
140                 btrfs_bio_end_io(bbio, errno_to_blk_status(ret));
141                 /* The bio is owned by the end_io handler now */
142                 bio_ctrl->bbio = NULL;
143         } else {
144                 submit_one_bio(bio_ctrl);
145         }
146 }
147
148 int __init extent_buffer_init_cachep(void)
149 {
150         extent_buffer_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_buffer",
151                         sizeof(struct extent_buffer), 0,
152                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
153         if (!extent_buffer_cache)
154                 return -ENOMEM;
155
156         return 0;
157 }
158
159 void __cold extent_buffer_free_cachep(void)
160 {
161         /*
162          * Make sure all delayed rcu free are flushed before we
163          * destroy caches.
164          */
165         rcu_barrier();
166         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
167 }
168
169 void extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
170 {
171         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
172         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
173         struct page *page;
174
175         while (index <= end_index) {
176                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
177                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
178                 clear_page_dirty_for_io(page);
179                 put_page(page);
180                 index++;
181         }
182 }
183
184 void extent_range_redirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
185 {
186         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
187         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
188         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
189         struct folio *folio;
190
191         while (index <= end_index) {
192                 folio = filemap_get_folio(mapping, index);
193                 filemap_dirty_folio(mapping, folio);
194                 folio_account_redirty(folio);
195                 index += folio_nr_pages(folio);
196                 folio_put(folio);
197         }
198 }
199
200 /*
201  * Process one page for __process_pages_contig().
202  *
203  * Return >0 if we hit @page == @locked_page.
204  * Return 0 if we updated the page status.
205  * Return -EGAIN if the we need to try again.
206  * (For PAGE_LOCK case but got dirty page or page not belong to mapping)
207  */
208 static int process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
209                             struct address_space *mapping,
210                             struct page *page, struct page *locked_page,
211                             unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
212 {
213         u32 len;
214
215         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
216         len = end + 1 - start;
217
218         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
219                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
220         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
221                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
222                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
223         }
224         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
225                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
226
227         if (page == locked_page)
228                 return 1;
229
230         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
231                 int ret;
232
233                 ret = btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start, len);
234                 if (ret)
235                         return ret;
236                 if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
237                         btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
238                         return -EAGAIN;
239                 }
240         }
241         if (page_ops & PAGE_UNLOCK)
242                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
243         return 0;
244 }
245
246 static int __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
247                                   struct page *locked_page,
248                                   u64 start, u64 end, unsigned long page_ops,
249                                   u64 *processed_end)
250 {
251         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
252         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
253         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
254         pgoff_t index = start_index;
255         unsigned long pages_processed = 0;
256         struct folio_batch fbatch;
257         int err = 0;
258         int i;
259
260         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
261                 ASSERT(page_ops == PAGE_LOCK);
262                 ASSERT(processed_end && *processed_end == start);
263         }
264
265         folio_batch_init(&fbatch);
266         while (index <= end_index) {
267                 int found_folios;
268
269                 found_folios = filemap_get_folios_contig(mapping, &index,
270                                 end_index, &fbatch);
271
272                 if (found_folios == 0) {
273                         /*
274                          * Only if we're going to lock these pages, we can find
275                          * nothing at @index.
276                          */
277                         ASSERT(page_ops & PAGE_LOCK);
278                         err = -EAGAIN;
279                         goto out;
280                 }
281
282                 for (i = 0; i < found_folios; i++) {
283                         int process_ret;
284                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
285                         process_ret = process_one_page(fs_info, mapping,
286                                         &folio->page, locked_page, page_ops,
287                                         start, end);
288                         if (process_ret < 0) {
289                                 err = -EAGAIN;
290                                 folio_batch_release(&fbatch);
291                                 goto out;
292                         }
293                         pages_processed += folio_nr_pages(folio);
294                 }
295                 folio_batch_release(&fbatch);
296                 cond_resched();
297         }
298 out:
299         if (err && processed_end) {
300                 /*
301                  * Update @processed_end. I know this is awful since it has
302                  * two different return value patterns (inclusive vs exclusive).
303                  *
304                  * But the exclusive pattern is necessary if @start is 0, or we
305                  * underflow and check against processed_end won't work as
306                  * expected.
307                  */
308                 if (pages_processed)
309                         *processed_end = min(end,
310                         ((u64)(start_index + pages_processed) << PAGE_SHIFT) - 1);
311                 else
312                         *processed_end = start;
313         }
314         return err;
315 }
316
317 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
318                                            struct page *locked_page,
319                                            u64 start, u64 end)
320 {
321         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
322         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
323
324         ASSERT(locked_page);
325         if (index == locked_page->index && end_index == index)
326                 return;
327
328         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
329                                PAGE_UNLOCK, NULL);
330 }
331
332 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
333                                         struct page *locked_page,
334                                         u64 delalloc_start,
335                                         u64 delalloc_end)
336 {
337         unsigned long index = delalloc_start >> PAGE_SHIFT;
338         unsigned long end_index = delalloc_end >> PAGE_SHIFT;
339         u64 processed_end = delalloc_start;
340         int ret;
341
342         ASSERT(locked_page);
343         if (index == locked_page->index && index == end_index)
344                 return 0;
345
346         ret = __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, delalloc_start,
347                                      delalloc_end, PAGE_LOCK, &processed_end);
348         if (ret == -EAGAIN && processed_end > delalloc_start)
349                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, delalloc_start,
350                                       processed_end);
351         return ret;
352 }
353
354 /*
355  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
356  * more than @max_bytes.
357  *
358  * @start:      The original start bytenr to search.
359  *              Will store the extent range start bytenr.
360  * @end:        The original end bytenr of the search range
361  *              Will store the extent range end bytenr.
362  *
363  * Return true if we find a delalloc range which starts inside the original
364  * range, and @start/@end will store the delalloc range start/end.
365  *
366  * Return false if we can't find any delalloc range which starts inside the
367  * original range, and @start/@end will be the non-delalloc range start/end.
368  */
369 EXPORT_FOR_TESTS
370 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
371                                     struct page *locked_page, u64 *start,
372                                     u64 *end)
373 {
374         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
375         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
376         const u64 orig_start = *start;
377         const u64 orig_end = *end;
378         /* The sanity tests may not set a valid fs_info. */
379         u64 max_bytes = fs_info ? fs_info->max_extent_size : BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
380         u64 delalloc_start;
381         u64 delalloc_end;
382         bool found;
383         struct extent_state *cached_state = NULL;
384         int ret;
385         int loops = 0;
386
387         /* Caller should pass a valid @end to indicate the search range end */
388         ASSERT(orig_end > orig_start);
389
390         /* The range should at least cover part of the page */
391         ASSERT(!(orig_start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE ||
392                  orig_end <= page_offset(locked_page)));
393 again:
394         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
395         delalloc_start = *start;
396         delalloc_end = 0;
397         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
398                                           max_bytes, &cached_state);
399         if (!found || delalloc_end <= *start || delalloc_start > orig_end) {
400                 *start = delalloc_start;
401
402                 /* @delalloc_end can be -1, never go beyond @orig_end */
403                 *end = min(delalloc_end, orig_end);
404                 free_extent_state(cached_state);
405                 return false;
406         }
407
408         /*
409          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
410          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
411          * locked_page
412          */
413         if (delalloc_start < *start)
414                 delalloc_start = *start;
415
416         /*
417          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
418          */
419         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
420                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
421
422         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
423         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
424                                   delalloc_start, delalloc_end);
425         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
426         if (ret == -EAGAIN) {
427                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
428                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
429                  */
430                 free_extent_state(cached_state);
431                 cached_state = NULL;
432                 if (!loops) {
433                         max_bytes = PAGE_SIZE;
434                         loops = 1;
435                         goto again;
436                 } else {
437                         found = false;
438                         goto out_failed;
439                 }
440         }
441
442         /* step three, lock the state bits for the whole range */
443         lock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
444
445         /* then test to make sure it is all still delalloc */
446         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
447                              EXTENT_DELALLOC, 1, cached_state);
448         if (!ret) {
449                 unlock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end,
450                               &cached_state);
451                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
452                               delalloc_start, delalloc_end);
453                 cond_resched();
454                 goto again;
455         }
456         free_extent_state(cached_state);
457         *start = delalloc_start;
458         *end = delalloc_end;
459 out_failed:
460         return found;
461 }
462
463 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
464                                   struct page *locked_page,
465                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
466 {
467         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, NULL);
468
469         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
470                                start, end, page_ops, NULL);
471 }
472
473 static bool btrfs_verify_page(struct page *page, u64 start)
474 {
475         if (!fsverity_active(page->mapping->host) ||
476             PageUptodate(page) ||
477             start >= i_size_read(page->mapping->host))
478                 return true;
479         return fsverity_verify_page(page);
480 }
481
482 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
483 {
484         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
485
486         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
487                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
488
489         if (uptodate && btrfs_verify_page(page, start))
490                 btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
491         else
492                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
493
494         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
495                 unlock_page(page);
496         else
497                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
498 }
499
500 /* lots and lots of room for performance fixes in the end_bio funcs */
501
502 void end_extent_writepage(struct page *page, int err, u64 start, u64 end)
503 {
504         struct btrfs_inode *inode;
505         const bool uptodate = (err == 0);
506         int ret = 0;
507
508         ASSERT(page && page->mapping);
509         inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
510         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, start, end, uptodate);
511
512         if (!uptodate) {
513                 const struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
514                 u32 len;
515
516                 ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
517                 len = end + 1 - start;
518
519                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
520                 ret = err < 0 ? err : -EIO;
521                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
522         }
523 }
524
525 /*
526  * after a writepage IO is done, we need to:
527  * clear the uptodate bits on error
528  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
529  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
530  *
531  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
532  * to have one and only one object corresponding to this IO.
533  */
534 static void end_bio_extent_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
535 {
536         struct bio *bio = &bbio->bio;
537         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
538         struct bio_vec *bvec;
539         struct bvec_iter_all iter_all;
540
541         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
542         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
543                 struct page *page = bvec->bv_page;
544                 struct inode *inode = page->mapping->host;
545                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
546                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
547                 u64 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
548                 u32 len = bvec->bv_len;
549
550                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
551                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
552                         btrfs_err(fs_info,
553                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
554                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
555                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
556                         btrfs_info(fs_info,
557                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
558                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
559
560                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, page, start, len, !error);
561                 if (error) {
562                         btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
563                         mapping_set_error(page->mapping, error);
564                 }
565                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
566         }
567
568         bio_put(bio);
569 }
570
571 /*
572  * Record previously processed extent range
573  *
574  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
575  * the extent io operations.
576  */
577 struct processed_extent {
578         struct btrfs_inode *inode;
579         /* Start of the range in @inode */
580         u64 start;
581         /* End of the range in @inode */
582         u64 end;
583         bool uptodate;
584 };
585
586 /*
587  * Try to release processed extent range
588  *
589  * May not release the extent range right now if the current range is
590  * contiguous to processed extent.
591  *
592  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
593  * no longer contiguous to the processed range.
594  *
595  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
596  */
597 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
598                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
599                               bool uptodate)
600 {
601         struct extent_state *cached = NULL;
602         struct extent_io_tree *tree;
603
604         /* The first extent, initialize @processed */
605         if (!processed->inode)
606                 goto update;
607
608         /*
609          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
610          *
611          * Several things to notice:
612          *
613          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
614          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
615          *   check if the inode still matches.
616          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
617          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
618          */
619         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
620             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
621                 processed->end = end;
622                 return;
623         }
624
625         tree = &processed->inode->io_tree;
626         /*
627          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
628          * the processed range now.
629          */
630         unlock_extent(tree, processed->start, processed->end, &cached);
631
632 update:
633         /* Update processed to current range */
634         processed->inode = inode;
635         processed->start = start;
636         processed->end = end;
637         processed->uptodate = uptodate;
638 }
639
640 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
641 {
642         ASSERT(PageLocked(page));
643         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
644                 return;
645
646         ASSERT(PagePrivate(page));
647         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
648 }
649
650 /*
651  * after a readpage IO is done, we need to:
652  * clear the uptodate bits on error
653  * set the uptodate bits if things worked
654  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
655  * clear the lock bit in the extent tree
656  * unlock the page if there are no other extents locked for it
657  *
658  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
659  * to have one and only one object corresponding to this IO.
660  */
661 static void end_bio_extent_readpage(struct btrfs_bio *bbio)
662 {
663         struct bio *bio = &bbio->bio;
664         struct bio_vec *bvec;
665         struct processed_extent processed = { 0 };
666         /*
667          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
668          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
669          */
670         u32 bio_offset = 0;
671         struct bvec_iter_all iter_all;
672
673         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
674         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
675                 bool uptodate = !bio->bi_status;
676                 struct page *page = bvec->bv_page;
677                 struct inode *inode = page->mapping->host;
678                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
679                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
680                 u64 start;
681                 u64 end;
682                 u32 len;
683
684                 btrfs_debug(fs_info,
685                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
686                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
687                         bbio->mirror_num);
688
689                 /*
690                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
691                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
692                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
693                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
694                  * a full sector.
695                  */
696                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
697                         btrfs_err(fs_info,
698                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
699                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
700                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
701                                      sectorsize))
702                         btrfs_info(fs_info,
703                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
704                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
705
706                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
707                 end = start + bvec->bv_len - 1;
708                 len = bvec->bv_len;
709
710                 if (likely(uptodate)) {
711                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
712                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
713
714                         /*
715                          * Zero out the remaining part if this range straddles
716                          * i_size.
717                          *
718                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
719                          * not touch anything else.
720                          *
721                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
722                          */
723                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
724                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
725                                                      offset_in_page(start));
726
727                                 zero_user_segment(page, zero_start,
728                                                   offset_in_page(end) + 1);
729                         }
730                 }
731
732                 /* Update page status and unlock. */
733                 end_page_read(page, uptodate, start, len);
734                 endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
735                                               start, end, uptodate);
736
737                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
738                 bio_offset += len;
739
740         }
741         /* Release the last extent */
742         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
743         bio_put(bio);
744 }
745
746 /*
747  * Populate every free slot in a provided array with pages.
748  *
749  * @nr_pages:   number of pages to allocate
750  * @page_array: the array to fill with pages; any existing non-null entries in
751  *              the array will be skipped
752  *
753  * Return: 0        if all pages were able to be allocated;
754  *         -ENOMEM  otherwise, and the caller is responsible for freeing all
755  *                  non-null page pointers in the array.
756  */
757 int btrfs_alloc_page_array(unsigned int nr_pages, struct page **page_array)
758 {
759         unsigned int allocated;
760
761         for (allocated = 0; allocated < nr_pages;) {
762                 unsigned int last = allocated;
763
764                 allocated = alloc_pages_bulk_array(GFP_NOFS, nr_pages, page_array);
765
766                 if (allocated == nr_pages)
767                         return 0;
768
769                 /*
770                  * During this iteration, no page could be allocated, even
771                  * though alloc_pages_bulk_array() falls back to alloc_page()
772                  * if  it could not bulk-allocate. So we must be out of memory.
773                  */
774                 if (allocated == last)
775                         return -ENOMEM;
776
777                 memalloc_retry_wait(GFP_NOFS);
778         }
779         return 0;
780 }
781
782 static bool btrfs_bio_is_contig(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
783                                 struct page *page, u64 disk_bytenr,
784                                 unsigned int pg_offset)
785 {
786         struct bio *bio = &bio_ctrl->bbio->bio;
787         struct bio_vec *bvec = bio_last_bvec_all(bio);
788         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
789
790         if (bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
791                 /*
792                  * For compression, all IO should have its logical bytenr set
793                  * to the starting bytenr of the compressed extent.
794                  */
795                 return bio->bi_iter.bi_sector == sector;
796         }
797
798         /*
799          * The contig check requires the following conditions to be met:
800          *
801          * 1) The pages are belonging to the same inode
802          *    This is implied by the call chain.
803          *
804          * 2) The range has adjacent logical bytenr
805          *
806          * 3) The range has adjacent file offset
807          *    This is required for the usage of btrfs_bio->file_offset.
808          */
809         return bio_end_sector(bio) == sector &&
810                 page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset + bvec->bv_len ==
811                 page_offset(page) + pg_offset;
812 }
813
814 static void alloc_new_bio(struct btrfs_inode *inode,
815                           struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
816                           u64 disk_bytenr, u64 file_offset)
817 {
818         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
819         struct btrfs_bio *bbio;
820
821         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, bio_ctrl->opf, fs_info,
822                                bio_ctrl->end_io_func, NULL);
823         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
824         bbio->inode = inode;
825         bbio->file_offset = file_offset;
826         bio_ctrl->bbio = bbio;
827         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
828
829         /* Limit data write bios to the ordered boundary. */
830         if (bio_ctrl->wbc) {
831                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
832
833                 ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
834                 if (ordered) {
835                         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
836                                         ordered->file_offset +
837                                         ordered->disk_num_bytes - file_offset);
838                         bbio->ordered = ordered;
839                 }
840
841                 /*
842                  * Pick the last added device to support cgroup writeback.  For
843                  * multi-device file systems this means blk-cgroup policies have
844                  * to always be set on the last added/replaced device.
845                  * This is a bit odd but has been like that for a long time.
846                  */
847                 bio_set_dev(&bbio->bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
848                 wbc_init_bio(bio_ctrl->wbc, &bbio->bio);
849         }
850 }
851
852 /*
853  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
854  * @page:       page to add to the bio
855  * @size:       portion of page that we want to write to
856  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
857  *              a contiguous page to the previous one
858  *
859  * The will either add the page into the existing @bio_ctrl->bbio, or allocate a
860  * new one in @bio_ctrl->bbio.
861  * The mirror number for this IO should already be initizlied in
862  * @bio_ctrl->mirror_num.
863  */
864 static void submit_extent_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
865                                u64 disk_bytenr, struct page *page,
866                                size_t size, unsigned long pg_offset)
867 {
868         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
869
870         ASSERT(pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
871         ASSERT(bio_ctrl->end_io_func);
872
873         if (bio_ctrl->bbio &&
874             !btrfs_bio_is_contig(bio_ctrl, page, disk_bytenr, pg_offset))
875                 submit_one_bio(bio_ctrl);
876
877         do {
878                 u32 len = size;
879
880                 /* Allocate new bio if needed */
881                 if (!bio_ctrl->bbio) {
882                         alloc_new_bio(inode, bio_ctrl, disk_bytenr,
883                                       page_offset(page) + pg_offset);
884                 }
885
886                 /* Cap to the current ordered extent boundary if there is one. */
887                 if (len > bio_ctrl->len_to_oe_boundary) {
888                         ASSERT(bio_ctrl->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE);
889                         ASSERT(is_data_inode(&inode->vfs_inode));
890                         len = bio_ctrl->len_to_oe_boundary;
891                 }
892
893                 if (bio_add_page(&bio_ctrl->bbio->bio, page, len, pg_offset) != len) {
894                         /* bio full: move on to a new one */
895                         submit_one_bio(bio_ctrl);
896                         continue;
897                 }
898
899                 if (bio_ctrl->wbc)
900                         wbc_account_cgroup_owner(bio_ctrl->wbc, page, len);
901
902                 size -= len;
903                 pg_offset += len;
904                 disk_bytenr += len;
905                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary -= len;
906
907                 /* Ordered extent boundary: move on to a new bio. */
908                 if (bio_ctrl->len_to_oe_boundary == 0)
909                         submit_one_bio(bio_ctrl);
910         } while (size);
911 }
912
913 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
914                                      struct page *page,
915                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
916 {
917         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
918         int ret = 0;
919
920         /*
921          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
922          * lock to prevent race.
923          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
924          * will not race with any other ebs.
925          */
926         if (page->mapping)
927                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
928
929         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
930                 if (!PagePrivate(page))
931                         attach_page_private(page, eb);
932                 else
933                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
934                 return 0;
935         }
936
937         /* Already mapped, just free prealloc */
938         if (PagePrivate(page)) {
939                 btrfs_free_subpage(prealloc);
940                 return 0;
941         }
942
943         if (prealloc)
944                 /* Has preallocated memory for subpage */
945                 attach_page_private(page, prealloc);
946         else
947                 /* Do new allocation to attach subpage */
948                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
949                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
950         return ret;
951 }
952
953 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
954 {
955         struct btrfs_fs_info *fs_info;
956
957         ASSERT(page->mapping);
958
959         if (PagePrivate(page))
960                 return 0;
961
962         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
963
964         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
965                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
966
967         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
968         return 0;
969 }
970
971 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
972 {
973         struct btrfs_fs_info *fs_info;
974
975         ASSERT(page->mapping);
976
977         if (!PagePrivate(page))
978                 return;
979
980         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
981         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
982                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
983
984         detach_page_private(page);
985 }
986
987 static struct extent_map *
988 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
989                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
990 {
991         struct extent_map *em;
992
993         if (em_cached && *em_cached) {
994                 em = *em_cached;
995                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
996                     start < extent_map_end(em)) {
997                         refcount_inc(&em->refs);
998                         return em;
999                 }
1000
1001                 free_extent_map(em);
1002                 *em_cached = NULL;
1003         }
1004
1005         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
1006         if (em_cached && !IS_ERR(em)) {
1007                 BUG_ON(*em_cached);
1008                 refcount_inc(&em->refs);
1009                 *em_cached = em;
1010         }
1011         return em;
1012 }
1013 /*
1014  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
1015  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
1016  * handlers)
1017  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
1018  * return 0 on success, otherwise return error
1019  */
1020 static int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
1021                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl, u64 *prev_em_start)
1022 {
1023         struct inode *inode = page->mapping->host;
1024         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
1025         u64 start = page_offset(page);
1026         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1027         u64 cur = start;
1028         u64 extent_offset;
1029         u64 last_byte = i_size_read(inode);
1030         u64 block_start;
1031         struct extent_map *em;
1032         int ret = 0;
1033         size_t pg_offset = 0;
1034         size_t iosize;
1035         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
1036         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
1037
1038         ret = set_page_extent_mapped(page);
1039         if (ret < 0) {
1040                 unlock_extent(tree, start, end, NULL);
1041                 unlock_page(page);
1042                 return ret;
1043         }
1044
1045         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
1046                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
1047
1048                 if (zero_offset) {
1049                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
1050                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
1051                 }
1052         }
1053         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_readpage;
1054         begin_page_read(fs_info, page);
1055         while (cur <= end) {
1056                 enum btrfs_compression_type compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
1057                 bool force_bio_submit = false;
1058                 u64 disk_bytenr;
1059
1060                 ASSERT(IS_ALIGNED(cur, fs_info->sectorsize));
1061                 if (cur >= last_byte) {
1062                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
1063                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1064                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1065                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1066                         break;
1067                 }
1068                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
1069                                       end - cur + 1, em_cached);
1070                 if (IS_ERR(em)) {
1071                         unlock_extent(tree, cur, end, NULL);
1072                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
1073                         return PTR_ERR(em);
1074                 }
1075                 extent_offset = cur - em->start;
1076                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
1077                 BUG_ON(end < cur);
1078
1079                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
1080                         compress_type = em->compress_type;
1081
1082                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
1083                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
1084                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1085                         disk_bytenr = em->block_start;
1086                 else
1087                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1088                 block_start = em->block_start;
1089                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
1090                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
1091
1092                 /*
1093                  * If we have a file range that points to a compressed extent
1094                  * and it's followed by a consecutive file range that points
1095                  * to the same compressed extent (possibly with a different
1096                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
1097                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
1098                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
1099                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
1100                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
1101                  *
1102                  *  File layout
1103                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
1104                  *    |                               |
1105                  *    |                               |
1106                  * points to extent X,         points to extent X,
1107                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
1108                  *
1109                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
1110                  *
1111                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
1112                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
1113                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
1114                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
1115                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
1116                  * range and another one for the third range. Both will target
1117                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
1118                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
1119                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
1120                  * coupled with a single extent map, and each range can have
1121                  * an extent map with a different offset value relative to the
1122                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
1123                  * is a corner case so we prioritize correctness over
1124                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
1125                  */
1126                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
1127                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
1128                     *prev_em_start != em->start)
1129                         force_bio_submit = true;
1130
1131                 if (prev_em_start)
1132                         *prev_em_start = em->start;
1133
1134                 free_extent_map(em);
1135                 em = NULL;
1136
1137                 /* we've found a hole, just zero and go on */
1138                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
1139                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1140
1141                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1142                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1143                         cur = cur + iosize;
1144                         pg_offset += iosize;
1145                         continue;
1146                 }
1147                 /* the get_extent function already copied into the page */
1148                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
1149                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1150                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1151                         cur = cur + iosize;
1152                         pg_offset += iosize;
1153                         continue;
1154                 }
1155
1156                 if (bio_ctrl->compress_type != compress_type) {
1157                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1158                         bio_ctrl->compress_type = compress_type;
1159                 }
1160
1161                 if (force_bio_submit)
1162                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1163                 submit_extent_page(bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1164                                    pg_offset);
1165                 cur = cur + iosize;
1166                 pg_offset += iosize;
1167         }
1168
1169         return 0;
1170 }
1171
1172 int btrfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
1173 {
1174         struct page *page = &folio->page;
1175         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
1176         u64 start = page_offset(page);
1177         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1178         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { .opf = REQ_OP_READ };
1179         int ret;
1180
1181         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1182
1183         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio_ctrl, NULL);
1184         /*
1185          * If btrfs_do_readpage() failed we will want to submit the assembled
1186          * bio to do the cleanup.
1187          */
1188         submit_one_bio(&bio_ctrl);
1189         return ret;
1190 }
1191
1192 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
1193                                         u64 start, u64 end,
1194                                         struct extent_map **em_cached,
1195                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1196                                         u64 *prev_em_start)
1197 {
1198         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
1199         int index;
1200
1201         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1202
1203         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
1204                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
1205                                   prev_em_start);
1206                 put_page(pages[index]);
1207         }
1208 }
1209
1210 /*
1211  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
1212  *
1213  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
1214  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
1215  * been started and the page is already unlocked.
1216  *
1217  * This returns 0 if all went well (page still locked)
1218  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
1219  */
1220 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
1221                 struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1222 {
1223         const u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
1224         u64 delalloc_start = page_offset(page);
1225         u64 delalloc_to_write = 0;
1226         /* How many pages are started by btrfs_run_delalloc_range() */
1227         unsigned long nr_written = 0;
1228         int ret;
1229         int page_started = 0;
1230
1231         while (delalloc_start < page_end) {
1232                 u64 delalloc_end = page_end;
1233                 bool found;
1234
1235                 found = find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
1236                                                &delalloc_start,
1237                                                &delalloc_end);
1238                 if (!found) {
1239                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
1240                         continue;
1241                 }
1242                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
1243                                 delalloc_end, &page_started, &nr_written, wbc);
1244                 if (ret)
1245                         return ret;
1246
1247                 /*
1248                  * delalloc_end is already one less than the total length, so
1249                  * we don't subtract one from PAGE_SIZE
1250                  */
1251                 delalloc_to_write += (delalloc_end - delalloc_start +
1252                                       PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1253                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
1254         }
1255         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
1256                 int thresh = 8192;
1257
1258                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
1259                         thresh = delalloc_to_write;
1260                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
1261                                          thresh);
1262         }
1263
1264         /* Did btrfs_run_dealloc_range() already unlock and start the IO? */
1265         if (page_started) {
1266                 /*
1267                  * We've unlocked the page, so we can't update the mapping's
1268                  * writeback index, just update nr_to_write.
1269                  */
1270                 wbc->nr_to_write -= nr_written;
1271                 return 1;
1272         }
1273
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Find the first byte we need to write.
1279  *
1280  * For subpage, one page can contain several sectors, and
1281  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
1282  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
1283  *
1284  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
1285  * data at all.
1286  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
1287  * need to submit.
1288  *
1289  * Return the next dirty range in [@start, @end).
1290  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
1291  */
1292 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1293                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
1294 {
1295         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1296         struct btrfs_subpage_info *spi = fs_info->subpage_info;
1297         u64 orig_start = *start;
1298         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
1299         unsigned long flags;
1300         int range_start_bit;
1301         int range_end_bit;
1302
1303         /*
1304          * For regular sector size == page size case, since one page only
1305          * contains one sector, we return the page offset directly.
1306          */
1307         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page)) {
1308                 *start = page_offset(page);
1309                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1310                 return;
1311         }
1312
1313         range_start_bit = spi->dirty_offset +
1314                           (offset_in_page(orig_start) >> fs_info->sectorsize_bits);
1315
1316         /* We should have the page locked, but just in case */
1317         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1318         bitmap_next_set_region(subpage->bitmaps, &range_start_bit, &range_end_bit,
1319                                spi->dirty_offset + spi->bitmap_nr_bits);
1320         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1321
1322         range_start_bit -= spi->dirty_offset;
1323         range_end_bit -= spi->dirty_offset;
1324
1325         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
1326         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
1331  * and does the loop to map the page into extents and bios.
1332  *
1333  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
1334  * 0 if all went well (page still locked)
1335  * < 0 if there were errors (page still locked)
1336  */
1337 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
1338                                  struct page *page,
1339                                  struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1340                                  loff_t i_size,
1341                                  int *nr_ret)
1342 {
1343         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1344         u64 cur = page_offset(page);
1345         u64 end = cur + PAGE_SIZE - 1;
1346         u64 extent_offset;
1347         u64 block_start;
1348         struct extent_map *em;
1349         int ret = 0;
1350         int nr = 0;
1351
1352         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page);
1353         if (ret) {
1354                 /* Fixup worker will requeue */
1355                 redirty_page_for_writepage(bio_ctrl->wbc, page);
1356                 unlock_page(page);
1357                 return 1;
1358         }
1359
1360         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_writepage;
1361         while (cur <= end) {
1362                 u64 disk_bytenr;
1363                 u64 em_end;
1364                 u64 dirty_range_start = cur;
1365                 u64 dirty_range_end;
1366                 u32 iosize;
1367
1368                 if (cur >= i_size) {
1369                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, cur,
1370                                                              end, true);
1371                         /*
1372                          * This range is beyond i_size, thus we don't need to
1373                          * bother writing back.
1374                          * But we still need to clear the dirty subpage bit, or
1375                          * the next time the page gets dirtied, we will try to
1376                          * writeback the sectors with subpage dirty bits,
1377                          * causing writeback without ordered extent.
1378                          */
1379                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, end + 1 - cur);
1380                         break;
1381                 }
1382
1383                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
1384                                      &dirty_range_end);
1385                 if (cur < dirty_range_start) {
1386                         cur = dirty_range_start;
1387                         continue;
1388                 }
1389
1390                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, end - cur + 1);
1391                 if (IS_ERR(em)) {
1392                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
1393                         goto out_error;
1394                 }
1395
1396                 extent_offset = cur - em->start;
1397                 em_end = extent_map_end(em);
1398                 ASSERT(cur <= em_end);
1399                 ASSERT(cur < end);
1400                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
1401                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
1402
1403                 block_start = em->block_start;
1404                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1405
1406                 ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
1407                 ASSERT(block_start != EXTENT_MAP_HOLE);
1408                 ASSERT(block_start != EXTENT_MAP_INLINE);
1409
1410                 /*
1411                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
1412                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
1413                  */
1414                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
1415                 free_extent_map(em);
1416                 em = NULL;
1417
1418                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
1419                 if (!PageWriteback(page)) {
1420                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
1421                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
1422                                page->index, cur, end);
1423                 }
1424
1425                 /*
1426                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
1427                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
1428                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
1429                  * page for range already written to disk.
1430                  */
1431                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
1432
1433                 submit_extent_page(bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1434                                    cur - page_offset(page));
1435                 cur += iosize;
1436                 nr++;
1437         }
1438
1439         btrfs_page_assert_not_dirty(fs_info, page);
1440         *nr_ret = nr;
1441         return 0;
1442
1443 out_error:
1444         /*
1445          * If we finish without problem, we should not only clear page dirty,
1446          * but also empty subpage dirty bits
1447          */
1448         *nr_ret = nr;
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
1454  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
1455  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
1456  * and the end_io handler clears the writeback ranges
1457  *
1458  * Return 0 if everything goes well.
1459  * Return <0 for error.
1460  */
1461 static int __extent_writepage(struct page *page, struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
1462 {
1463         struct folio *folio = page_folio(page);
1464         struct inode *inode = page->mapping->host;
1465         const u64 page_start = page_offset(page);
1466         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
1467         int ret;
1468         int nr = 0;
1469         size_t pg_offset;
1470         loff_t i_size = i_size_read(inode);
1471         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
1472
1473         trace___extent_writepage(page, inode, bio_ctrl->wbc);
1474
1475         WARN_ON(!PageLocked(page));
1476
1477         pg_offset = offset_in_page(i_size);
1478         if (page->index > end_index ||
1479            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
1480                 folio_invalidate(folio, 0, folio_size(folio));
1481                 folio_unlock(folio);
1482                 return 0;
1483         }
1484
1485         if (page->index == end_index)
1486                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
1487
1488         ret = set_page_extent_mapped(page);
1489         if (ret < 0)
1490                 goto done;
1491
1492         ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, bio_ctrl->wbc);
1493         if (ret == 1)
1494                 return 0;
1495         if (ret)
1496                 goto done;
1497
1498         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, bio_ctrl, i_size, &nr);
1499         if (ret == 1)
1500                 return 0;
1501
1502         bio_ctrl->wbc->nr_to_write--;
1503
1504 done:
1505         if (nr == 0) {
1506                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
1507                 set_page_writeback(page);
1508                 end_page_writeback(page);
1509         }
1510         if (ret)
1511                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
1512         unlock_page(page);
1513         ASSERT(ret <= 0);
1514         return ret;
1515 }
1516
1517 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
1518 {
1519         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
1520                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
1525  *
1526  * Return %false if the extent buffer doesn't need to be submitted (e.g. the
1527  * extent buffer is not dirty)
1528  * Return %true is the extent buffer is submitted to bio.
1529  */
1530 static noinline_for_stack bool lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
1531                           struct writeback_control *wbc)
1532 {
1533         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1534         bool ret = false;
1535
1536         btrfs_tree_lock(eb);
1537         while (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
1538                 btrfs_tree_unlock(eb);
1539                 if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_ALL)
1540                         return false;
1541                 wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
1542                 btrfs_tree_lock(eb);
1543         }
1544
1545         /*
1546          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
1547          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
1548          * of time.
1549          */
1550         spin_lock(&eb->refs_lock);
1551         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
1552                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
1553                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
1554                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
1555                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
1556                                          -eb->len,
1557                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
1558                 ret = true;
1559         } else {
1560                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
1561         }
1562         btrfs_tree_unlock(eb);
1563         return ret;
1564 }
1565
1566 static void set_btree_ioerr(struct extent_buffer *eb)
1567 {
1568         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1569
1570         set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
1571
1572         /*
1573          * A read may stumble upon this buffer later, make sure that it gets an
1574          * error and knows there was an error.
1575          */
1576         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
1577
1578         /*
1579          * We need to set the mapping with the io error as well because a write
1580          * error will flip the file system readonly, and then syncfs() will
1581          * return a 0 because we are readonly if we don't modify the err seq for
1582          * the superblock.
1583          */
1584         mapping_set_error(eb->fs_info->btree_inode->i_mapping, -EIO);
1585
1586         /*
1587          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
1588          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
1589          * We do this because while the transaction is running and before it's
1590          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
1591          * the btree inode), we might have
1592          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
1593          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
1594          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
1595          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
1596          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
1597          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
1598          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
1599          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
1600          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
1601          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
1602          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
1603          * cowed or deleted and is no longer valid.
1604          *
1605          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
1606          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
1607          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
1608          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
1609          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
1610          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
1611          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
1612          * from memory and reading it back again means that flag would not be
1613          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
1614          *
1615          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
1616          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
1617          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
1618          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
1619          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
1620          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
1621          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
1622          * writeback).
1623          */
1624         switch (eb->log_index) {
1625         case -1:
1626                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
1627                 break;
1628         case 0:
1629                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
1630                 break;
1631         case 1:
1632                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
1633                 break;
1634         default:
1635                 BUG(); /* unexpected, logic error */
1636         }
1637 }
1638
1639 /*
1640  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
1641  * context.
1642  */
1643 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
1644                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
1645 {
1646         struct extent_buffer *eb;
1647
1648         rcu_read_lock();
1649         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
1650                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
1651         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
1652                 rcu_read_unlock();
1653                 return eb;
1654         }
1655         rcu_read_unlock();
1656         return NULL;
1657 }
1658
1659 static void extent_buffer_write_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
1660 {
1661         struct extent_buffer *eb = bbio->private;
1662         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1663         bool uptodate = !bbio->bio.bi_status;
1664         struct bvec_iter_all iter_all;
1665         struct bio_vec *bvec;
1666         u32 bio_offset = 0;
1667
1668         if (!uptodate)
1669                 set_btree_ioerr(eb);
1670
1671         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
1672                 u64 start = eb->start + bio_offset;
1673                 struct page *page = bvec->bv_page;
1674                 u32 len = bvec->bv_len;
1675
1676                 if (!uptodate)
1677                         btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
1678                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
1679                 bio_offset += len;
1680         }
1681
1682         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
1683         smp_mb__after_atomic();
1684         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
1685
1686         bio_put(&bbio->bio);
1687 }
1688
1689 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
1690 {
1691         u32 nritems;
1692         unsigned long start;
1693         unsigned long end;
1694
1695         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
1696
1697         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
1698         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
1699         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
1700                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(eb, nritems);
1701                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
1702         } else {
1703                 /*
1704                  * Leaf:
1705                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
1706                  */
1707                 start = btrfs_item_nr_offset(eb, nritems);
1708                 end = btrfs_item_nr_offset(eb, 0);
1709                 if (nritems == 0)
1710                         end += BTRFS_LEAF_DATA_SIZE(eb->fs_info);
1711                 else
1712                         end += btrfs_item_offset(eb, nritems - 1);
1713                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
1714         }
1715 }
1716
1717 static noinline_for_stack void write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
1718                                             struct writeback_control *wbc)
1719 {
1720         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1721         struct btrfs_bio *bbio;
1722
1723         prepare_eb_write(eb);
1724
1725         bbio = btrfs_bio_alloc(INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES,
1726                                REQ_OP_WRITE | REQ_META | wbc_to_write_flags(wbc),
1727                                eb->fs_info, extent_buffer_write_end_io, eb);
1728         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = eb->start >> SECTOR_SHIFT;
1729         bio_set_dev(&bbio->bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
1730         wbc_init_bio(wbc, &bbio->bio);
1731         bbio->inode = BTRFS_I(eb->fs_info->btree_inode);
1732         bbio->file_offset = eb->start;
1733         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
1734                 struct page *p = eb->pages[0];
1735
1736                 lock_page(p);
1737                 btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, p, eb->start, eb->len);
1738                 if (btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, p, eb->start,
1739                                                        eb->len)) {
1740                         clear_page_dirty_for_io(p);
1741                         wbc->nr_to_write--;
1742                 }
1743                 __bio_add_page(&bbio->bio, p, eb->len, eb->start - page_offset(p));
1744                 wbc_account_cgroup_owner(wbc, p, eb->len);
1745                 unlock_page(p);
1746         } else {
1747                 for (int i = 0; i < num_extent_pages(eb); i++) {
1748                         struct page *p = eb->pages[i];
1749
1750                         lock_page(p);
1751                         clear_page_dirty_for_io(p);
1752                         set_page_writeback(p);
1753                         __bio_add_page(&bbio->bio, p, PAGE_SIZE, 0);
1754                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, p, PAGE_SIZE);
1755                         wbc->nr_to_write--;
1756                         unlock_page(p);
1757                 }
1758         }
1759         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Submit one subpage btree page.
1764  *
1765  * The main difference to submit_eb_page() is:
1766  * - Page locking
1767  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
1768  *
1769  * - Flush write bio
1770  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
1771  *   current bio.
1772  *
1773  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
1774  * Return <0 for fatal error.
1775  */
1776 static int submit_eb_subpage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1777 {
1778         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
1779         int submitted = 0;
1780         u64 page_start = page_offset(page);
1781         int bit_start = 0;
1782         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
1783
1784         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
1785         while (bit_start < fs_info->subpage_info->bitmap_nr_bits) {
1786                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1787                 struct extent_buffer *eb;
1788                 unsigned long flags;
1789                 u64 start;
1790
1791                 /*
1792                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
1793                  * in the meantime.
1794                  */
1795                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
1796                 if (!PagePrivate(page)) {
1797                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1798                         break;
1799                 }
1800                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1801                 if (!test_bit(bit_start + fs_info->subpage_info->dirty_offset,
1802                               subpage->bitmaps)) {
1803                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1804                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1805                         bit_start++;
1806                         continue;
1807                 }
1808
1809                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
1810                 bit_start += sectors_per_node;
1811
1812                 /*
1813                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
1814                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
1815                  */
1816                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
1817                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1818                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1819
1820                 /*
1821                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
1822                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
1823                  * anyway.
1824                  */
1825                 if (!eb)
1826                         continue;
1827
1828                 if (lock_extent_buffer_for_io(eb, wbc)) {
1829                         write_one_eb(eb, wbc);
1830                         submitted++;
1831                 }
1832                 free_extent_buffer(eb);
1833         }
1834         return submitted;
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Submit all page(s) of one extent buffer.
1839  *
1840  * @page:       the page of one extent buffer
1841  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
1842  *              belongs to this eb, we don't need to submit
1843  *
1844  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
1845  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
1846  *
1847  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
1848  * current @eb_context.
1849  *
1850  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
1851  *
1852  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
1853  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
1854  * previous call.
1855  * Return <0 for fatal error.
1856  */
1857 static int submit_eb_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1858                           struct extent_buffer **eb_context)
1859 {
1860         struct address_space *mapping = page->mapping;
1861         struct btrfs_block_group *cache = NULL;
1862         struct extent_buffer *eb;
1863         int ret;
1864
1865         if (!PagePrivate(page))
1866                 return 0;
1867
1868         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
1869                 return submit_eb_subpage(page, wbc);
1870
1871         spin_lock(&mapping->private_lock);
1872         if (!PagePrivate(page)) {
1873                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1874                 return 0;
1875         }
1876
1877         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
1878
1879         /*
1880          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
1881          * crashing the machine for something we can survive anyway.
1882          */
1883         if (WARN_ON(!eb)) {
1884                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1885                 return 0;
1886         }
1887
1888         if (eb == *eb_context) {
1889                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1890                 return 0;
1891         }
1892         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
1893         spin_unlock(&mapping->private_lock);
1894         if (!ret)
1895                 return 0;
1896
1897         if (!btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, eb, &cache)) {
1898                 /*
1899                  * If for_sync, this hole will be filled with
1900                  * trasnsaction commit.
1901                  */
1902                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync)
1903                         ret = -EAGAIN;
1904                 else
1905                         ret = 0;
1906                 free_extent_buffer(eb);
1907                 return ret;
1908         }
1909
1910         *eb_context = eb;
1911
1912         if (!lock_extent_buffer_for_io(eb, wbc)) {
1913                 btrfs_revert_meta_write_pointer(cache, eb);
1914                 if (cache)
1915                         btrfs_put_block_group(cache);
1916                 free_extent_buffer(eb);
1917                 return 0;
1918         }
1919         if (cache) {
1920                 /*
1921                  * Implies write in zoned mode. Mark the last eb in a block group.
1922                  */
1923                 btrfs_schedule_zone_finish_bg(cache, eb);
1924                 btrfs_put_block_group(cache);
1925         }
1926         write_one_eb(eb, wbc);
1927         free_extent_buffer(eb);
1928         return 1;
1929 }
1930
1931 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
1932                                    struct writeback_control *wbc)
1933 {
1934         struct extent_buffer *eb_context = NULL;
1935         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
1936         int ret = 0;
1937         int done = 0;
1938         int nr_to_write_done = 0;
1939         struct folio_batch fbatch;
1940         unsigned int nr_folios;
1941         pgoff_t index;
1942         pgoff_t end;            /* Inclusive */
1943         int scanned = 0;
1944         xa_mark_t tag;
1945
1946         folio_batch_init(&fbatch);
1947         if (wbc->range_cyclic) {
1948                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
1949                 end = -1;
1950                 /*
1951                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
1952                  * range, mark it as scanned.
1953                  */
1954                 scanned = (index == 0);
1955         } else {
1956                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
1957                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
1958                 scanned = 1;
1959         }
1960         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1961                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
1962         else
1963                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
1964         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
1965 retry:
1966         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1967                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
1968         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
1969                (nr_folios = filemap_get_folios_tag(mapping, &index, end,
1970                                             tag, &fbatch))) {
1971                 unsigned i;
1972
1973                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
1974                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
1975
1976                         ret = submit_eb_page(&folio->page, wbc, &eb_context);
1977                         if (ret == 0)
1978                                 continue;
1979                         if (ret < 0) {
1980                                 done = 1;
1981                                 break;
1982                         }
1983
1984                         /*
1985                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
1986                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
1987                          * at any time
1988                          */
1989                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
1990                 }
1991                 folio_batch_release(&fbatch);
1992                 cond_resched();
1993         }
1994         if (!scanned && !done) {
1995                 /*
1996                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
1997                  * back to the start of the file
1998                  */
1999                 scanned = 1;
2000                 index = 0;
2001                 goto retry;
2002         }
2003         /*
2004          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
2005          * submitted.
2006          *
2007          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
2008          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
2009          *
2010          * - Bad extent tree
2011          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
2012          *
2013          * - Log tree operations
2014          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
2015          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
2016          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
2017          *   thus no WRITTEN flag set.
2018          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
2019          *   any dirty extent_io_tree.
2020          *
2021          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
2022          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
2023          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
2024          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
2025          *
2026          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
2027          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
2028          *   if the fs already has error.
2029          *
2030          * We can get ret > 0 from submit_extent_page() indicating how many ebs
2031          * were submitted. Reset it to 0 to avoid false alerts for the caller.
2032          */
2033         if (ret > 0)
2034                 ret = 0;
2035         if (!ret && BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
2036                 ret = -EROFS;
2037         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
2038         return ret;
2039 }
2040
2041 /*
2042  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
2043  *
2044  * @mapping:   address space structure to write
2045  * @wbc:       subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
2046  * @bio_ctrl:  holds context for the write, namely the bio
2047  *
2048  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
2049  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
2050  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
2051  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
2052  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
2053  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
2054  * existing IO to complete.
2055  */
2056 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
2057                              struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2058 {
2059         struct writeback_control *wbc = bio_ctrl->wbc;
2060         struct inode *inode = mapping->host;
2061         int ret = 0;
2062         int done = 0;
2063         int nr_to_write_done = 0;
2064         struct folio_batch fbatch;
2065         unsigned int nr_folios;
2066         pgoff_t index;
2067         pgoff_t end;            /* Inclusive */
2068         pgoff_t done_index;
2069         int range_whole = 0;
2070         int scanned = 0;
2071         xa_mark_t tag;
2072
2073         /*
2074          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
2075          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
2076          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
2077          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
2078          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
2079          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
2080          * going to be truncated anyway.
2081          */
2082         if (!igrab(inode))
2083                 return 0;
2084
2085         folio_batch_init(&fbatch);
2086         if (wbc->range_cyclic) {
2087                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
2088                 end = -1;
2089                 /*
2090                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
2091                  * range, mark it as scanned.
2092                  */
2093                 scanned = (index == 0);
2094         } else {
2095                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
2096                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
2097                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
2098                         range_whole = 1;
2099                 scanned = 1;
2100         }
2101
2102         /*
2103          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
2104          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
2105          *
2106          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
2107          * not race in and drop the bit.
2108          */
2109         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
2110             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
2111                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2112                 wbc->tagged_writepages = 1;
2113
2114         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2115                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
2116         else
2117                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
2118 retry:
2119         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2120                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
2121         done_index = index;
2122         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
2123                         (nr_folios = filemap_get_folios_tag(mapping, &index,
2124                                                         end, tag, &fbatch))) {
2125                 unsigned i;
2126
2127                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
2128                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
2129
2130                         done_index = folio->index + folio_nr_pages(folio);
2131                         /*
2132                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
2133                          * the page lock: the page may be truncated or
2134                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
2135                          * or even swizzled back from swapper_space to
2136                          * tmpfs file mapping
2137                          */
2138                         if (!folio_trylock(folio)) {
2139                                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2140                                 folio_lock(folio);
2141                         }
2142
2143                         if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
2144                                 folio_unlock(folio);
2145                                 continue;
2146                         }
2147
2148                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
2149                                 if (folio_test_writeback(folio))
2150                                         submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2151                                 folio_wait_writeback(folio);
2152                         }
2153
2154                         if (folio_test_writeback(folio) ||
2155                             !folio_clear_dirty_for_io(folio)) {
2156                                 folio_unlock(folio);
2157                                 continue;
2158                         }
2159
2160                         ret = __extent_writepage(&folio->page, bio_ctrl);
2161                         if (ret < 0) {
2162                                 done = 1;
2163                                 break;
2164                         }
2165
2166                         /*
2167                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
2168                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
2169                          * at any time
2170                          */
2171                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
2172                 }
2173                 folio_batch_release(&fbatch);
2174                 cond_resched();
2175         }
2176         if (!scanned && !done) {
2177                 /*
2178                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
2179                  * back to the start of the file
2180                  */
2181                 scanned = 1;
2182                 index = 0;
2183
2184                 /*
2185                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
2186                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
2187                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
2188                  * write bio here.
2189                  */
2190                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2191                 goto retry;
2192         }
2193
2194         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
2195                 mapping->writeback_index = done_index;
2196
2197         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
2198         return ret;
2199 }
2200
2201 /*
2202  * Submit the pages in the range to bio for call sites which delalloc range has
2203  * already been ran (aka, ordered extent inserted) and all pages are still
2204  * locked.
2205  */
2206 int extent_write_locked_range(struct inode *inode, u64 start, u64 end,
2207                               struct writeback_control *wbc)
2208 {
2209         bool found_error = false;
2210         int first_error = 0;
2211         int ret = 0;
2212         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2213         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2214         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2215         loff_t i_size = i_size_read(inode);
2216         u64 cur = start;
2217         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2218                 .wbc = wbc,
2219                 .opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
2220         };
2221
2222         if (wbc->no_cgroup_owner)
2223                 bio_ctrl.opf |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
2224
2225         ASSERT(IS_ALIGNED(start, sectorsize) && IS_ALIGNED(end + 1, sectorsize));
2226
2227         while (cur <= end) {
2228                 u64 cur_end = min(round_down(cur, PAGE_SIZE) + PAGE_SIZE - 1, end);
2229                 struct page *page;
2230                 int nr = 0;
2231
2232                 page = find_get_page(mapping, cur >> PAGE_SHIFT);
2233                 /*
2234                  * All pages in the range are locked since
2235                  * btrfs_run_delalloc_range(), thus there is no way to clear
2236                  * the page dirty flag.
2237                  */
2238                 ASSERT(PageLocked(page));
2239                 ASSERT(PageDirty(page));
2240                 clear_page_dirty_for_io(page);
2241
2242                 ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, &bio_ctrl,
2243                                             i_size, &nr);
2244                 if (ret == 1)
2245                         goto next_page;
2246
2247                 /* Make sure the mapping tag for page dirty gets cleared. */
2248                 if (nr == 0) {
2249                         set_page_writeback(page);
2250                         end_page_writeback(page);
2251                 }
2252                 if (ret)
2253                         end_extent_writepage(page, ret, cur, cur_end);
2254                 btrfs_page_unlock_writer(fs_info, page, cur, cur_end + 1 - cur);
2255                 if (ret < 0) {
2256                         found_error = true;
2257                         first_error = ret;
2258                 }
2259 next_page:
2260                 put_page(page);
2261                 cur = cur_end + 1;
2262         }
2263
2264         submit_write_bio(&bio_ctrl, found_error ? ret : 0);
2265
2266         if (found_error)
2267                 return first_error;
2268         return ret;
2269 }
2270
2271 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
2272                       struct writeback_control *wbc)
2273 {
2274         struct inode *inode = mapping->host;
2275         int ret = 0;
2276         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2277                 .wbc = wbc,
2278                 .opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
2279         };
2280
2281         /*
2282          * Allow only a single thread to do the reloc work in zoned mode to
2283          * protect the write pointer updates.
2284          */
2285         btrfs_zoned_data_reloc_lock(BTRFS_I(inode));
2286         ret = extent_write_cache_pages(mapping, &bio_ctrl);
2287         submit_write_bio(&bio_ctrl, ret);
2288         btrfs_zoned_data_reloc_unlock(BTRFS_I(inode));
2289         return ret;
2290 }
2291
2292 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
2293 {
2294         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { .opf = REQ_OP_READ | REQ_RAHEAD };
2295         struct page *pagepool[16];
2296         struct extent_map *em_cached = NULL;
2297         u64 prev_em_start = (u64)-1;
2298         int nr;
2299
2300         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
2301                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
2302                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
2303
2304                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
2305                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
2306         }
2307
2308         if (em_cached)
2309                 free_extent_map(em_cached);
2310         submit_one_bio(&bio_ctrl);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * basic invalidate_folio code, this waits on any locked or writeback
2315  * ranges corresponding to the folio, and then deletes any extent state
2316  * records from the tree
2317  */
2318 int extent_invalidate_folio(struct extent_io_tree *tree,
2319                           struct folio *folio, size_t offset)
2320 {
2321         struct extent_state *cached_state = NULL;
2322         u64 start = folio_pos(folio);
2323         u64 end = start + folio_size(folio) - 1;
2324         size_t blocksize = folio->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
2325
2326         /* This function is only called for the btree inode */
2327         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
2328
2329         start += ALIGN(offset, blocksize);
2330         if (start > end)
2331                 return 0;
2332
2333         lock_extent(tree, start, end, &cached_state);
2334         folio_wait_writeback(folio);
2335
2336         /*
2337          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
2338          * so here we only need to unlock the extent range to free any
2339          * existing extent state.
2340          */
2341         unlock_extent(tree, start, end, &cached_state);
2342         return 0;
2343 }
2344
2345 /*
2346  * a helper for release_folio, this tests for areas of the page that
2347  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
2348  * to drop the page.
2349  */
2350 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
2351                                     struct page *page, gfp_t mask)
2352 {
2353         u64 start = page_offset(page);
2354         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2355         int ret = 1;
2356
2357         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, 0, NULL)) {
2358                 ret = 0;
2359         } else {
2360                 u32 clear_bits = ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM |
2361                                    EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_CTLBITS);
2362
2363                 /*
2364                  * At this point we can safely clear everything except the
2365                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
2366                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
2367                  * completion.
2368                  */
2369                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end, clear_bits, NULL, NULL);
2370
2371                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
2372                  * we can't allow the release to continue.
2373                  */
2374                 if (ret < 0)
2375                         ret = 0;
2376                 else
2377                         ret = 1;
2378         }
2379         return ret;
2380 }
2381
2382 /*
2383  * a helper for release_folio.  As long as there are no locked extents
2384  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
2385  * map records are removed
2386  */
2387 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
2388 {
2389         struct extent_map *em;
2390         u64 start = page_offset(page);
2391         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2392         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2393         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
2394         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
2395
2396         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
2397             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
2398                 u64 len;
2399                 while (start <= end) {
2400                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
2401                         u64 cur_gen;
2402
2403                         len = end - start + 1;
2404                         write_lock(&map->lock);
2405                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
2406                         if (!em) {
2407                                 write_unlock(&map->lock);
2408                                 break;
2409                         }
2410                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
2411                             em->start != start) {
2412                                 write_unlock(&map->lock);
2413                                 free_extent_map(em);
2414                                 break;
2415                         }
2416                         if (test_range_bit(tree, em->start,
2417                                            extent_map_end(em) - 1,
2418                                            EXTENT_LOCKED, 0, NULL))
2419                                 goto next;
2420                         /*
2421                          * If it's not in the list of modified extents, used
2422                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
2423                          * logged we can safely remove it since fsync took an
2424                          * extra reference on the em.
2425                          */
2426                         if (list_empty(&em->list) ||
2427                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
2428                                 goto remove_em;
2429                         /*
2430                          * If it's in the list of modified extents, remove it
2431                          * only if its generation is older then the current one,
2432                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
2433                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
2434                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
2435                          */
2436                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
2437                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
2438                         cur_gen = fs_info->generation;
2439                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
2440                         if (em->generation >= cur_gen)
2441                                 goto next;
2442 remove_em:
2443                         /*
2444                          * We only remove extent maps that are not in the list of
2445                          * modified extents or that are in the list but with a
2446                          * generation lower then the current generation, so there
2447                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
2448                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
2449                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
2450                          */
2451                         remove_extent_mapping(map, em);
2452                         /* once for the rb tree */
2453                         free_extent_map(em);
2454 next:
2455                         start = extent_map_end(em);
2456                         write_unlock(&map->lock);
2457
2458                         /* once for us */
2459                         free_extent_map(em);
2460
2461                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
2462                 }
2463         }
2464         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * To cache previous fiemap extent
2469  *
2470  * Will be used for merging fiemap extent
2471  */
2472 struct fiemap_cache {
2473         u64 offset;
2474         u64 phys;
2475         u64 len;
2476         u32 flags;
2477         bool cached;
2478 };
2479
2480 /*
2481  * Helper to submit fiemap extent.
2482  *
2483  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
2484  * @len and @flags with cached one.
2485  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
2486  * fiemap extent.
2487  *
2488  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
2489  */
2490 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2491                                 struct fiemap_cache *cache,
2492                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
2493 {
2494         int ret = 0;
2495
2496         /* Set at the end of extent_fiemap(). */
2497         ASSERT((flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) == 0);
2498
2499         if (!cache->cached)
2500                 goto assign;
2501
2502         /*
2503          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
2504          * fiemap extent won't overlap with cached one.
2505          * Not recoverable.
2506          *
2507          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
2508          */
2509         if (cache->offset + cache->len > offset) {
2510                 WARN_ON(1);
2511                 return -EINVAL;
2512         }
2513
2514         /*
2515          * Only merges fiemap extents if
2516          * 1) Their logical addresses are continuous
2517          *
2518          * 2) Their physical addresses are continuous
2519          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
2520          *    extents won't get merged with each other
2521          *
2522          * 3) Share same flags
2523          */
2524         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
2525             cache->phys + cache->len == phys  &&
2526             cache->flags == flags) {
2527                 cache->len += len;
2528                 return 0;
2529         }
2530
2531         /* Not mergeable, need to submit cached one */
2532         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
2533                                       cache->len, cache->flags);
2534         cache->cached = false;
2535         if (ret)
2536                 return ret;
2537 assign:
2538         cache->cached = true;
2539         cache->offset = offset;
2540         cache->phys = phys;
2541         cache->len = len;
2542         cache->flags = flags;
2543
2544         return 0;
2545 }
2546
2547 /*
2548  * Emit last fiemap cache
2549  *
2550  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
2551  * 0                  4k                    8k
2552  * |<- Fiemap range ->|
2553  * |<------------  First extent ----------->|
2554  *
2555  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
2556  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
2557  */
2558 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2559                                   struct fiemap_cache *cache)
2560 {
2561         int ret;
2562
2563         if (!cache->cached)
2564                 return 0;
2565
2566         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
2567                                       cache->len, cache->flags);
2568         cache->cached = false;
2569         if (ret > 0)
2570                 ret = 0;
2571         return ret;
2572 }
2573
2574 static int fiemap_next_leaf_item(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path)
2575 {
2576         struct extent_buffer *clone;
2577         struct btrfs_key key;
2578         int slot;
2579         int ret;
2580
2581         path->slots[0]++;
2582         if (path->slots[0] < btrfs_header_nritems(path->nodes[0]))
2583                 return 0;
2584
2585         ret = btrfs_next_leaf(inode->root, path);
2586         if (ret != 0)
2587                 return ret;
2588
2589         /*
2590          * Don't bother with cloning if there are no more file extent items for
2591          * our inode.
2592          */
2593         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
2594         if (key.objectid != btrfs_ino(inode) || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2595                 return 1;
2596
2597         /* See the comment at fiemap_search_slot() about why we clone. */
2598         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2599         if (!clone)
2600                 return -ENOMEM;
2601
2602         slot = path->slots[0];
2603         btrfs_release_path(path);
2604         path->nodes[0] = clone;
2605         path->slots[0] = slot;
2606
2607         return 0;
2608 }
2609
2610 /*
2611  * Search for the first file extent item that starts at a given file offset or
2612  * the one that starts immediately before that offset.
2613  * Returns: 0 on success, < 0 on error, 1 if not found.
2614  */
2615 static int fiemap_search_slot(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
2616                               u64 file_offset)
2617 {
2618         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2619         struct btrfs_root *root = inode->root;
2620         struct extent_buffer *clone;
2621         struct btrfs_key key;
2622         int slot;
2623         int ret;
2624
2625         key.objectid = ino;
2626         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2627         key.offset = file_offset;
2628
2629         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
2630         if (ret < 0)
2631                 return ret;
2632
2633         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
2634                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
2635                 if (key.objectid == ino && key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2636                         path->slots[0]--;
2637         }
2638
2639         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
2640                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2641                 if (ret != 0)
2642                         return ret;
2643
2644                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
2645                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2646                         return 1;
2647         }
2648
2649         /*
2650          * We clone the leaf and use it during fiemap. This is because while
2651          * using the leaf we do expensive things like checking if an extent is
2652          * shared, which can take a long time. In order to prevent blocking
2653          * other tasks for too long, we use a clone of the leaf. We have locked
2654          * the file range in the inode's io tree, so we know none of our file
2655          * extent items can change. This way we avoid blocking other tasks that
2656          * want to insert items for other inodes in the same leaf or b+tree
2657          * rebalance operations (triggered for example when someone is trying
2658          * to push items into this leaf when trying to insert an item in a
2659          * neighbour leaf).
2660          * We also need the private clone because holding a read lock on an
2661          * extent buffer of the subvolume's b+tree will make lockdep unhappy
2662          * when we call fiemap_fill_next_extent(), because that may cause a page
2663          * fault when filling the user space buffer with fiemap data.
2664          */
2665         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2666         if (!clone)
2667                 return -ENOMEM;
2668
2669         slot = path->slots[0];
2670         btrfs_release_path(path);
2671         path->nodes[0] = clone;
2672         path->slots[0] = slot;
2673
2674         return 0;
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Process a range which is a hole or a prealloc extent in the inode's subvolume
2679  * btree. If @disk_bytenr is 0, we are dealing with a hole, otherwise a prealloc
2680  * extent. The end offset (@end) is inclusive.
2681  */
2682 static int fiemap_process_hole(struct btrfs_inode *inode,
2683                                struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2684                                struct fiemap_cache *cache,
2685                                struct extent_state **delalloc_cached_state,
2686                                struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx,
2687                                u64 disk_bytenr, u64 extent_offset,
2688                                u64 extent_gen,
2689                                u64 start, u64 end)
2690 {
2691         const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
2692         u64 cur_offset = start;
2693         u64 last_delalloc_end = 0;
2694         u32 prealloc_flags = FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
2695         bool checked_extent_shared = false;
2696         int ret;
2697
2698         /*
2699          * There can be no delalloc past i_size, so don't waste time looking for
2700          * it beyond i_size.
2701          */
2702         while (cur_offset < end && cur_offset < i_size) {
2703                 u64 delalloc_start;
2704                 u64 delalloc_end;
2705                 u64 prealloc_start;
2706                 u64 prealloc_len = 0;
2707                 bool delalloc;
2708
2709                 delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode, cur_offset, end,
2710                                                         delalloc_cached_state,
2711                                                         &delalloc_start,
2712                                                         &delalloc_end);
2713                 if (!delalloc)
2714                         break;
2715
2716                 /*
2717                  * If this is a prealloc extent we have to report every section
2718                  * of it that has no delalloc.
2719                  */
2720                 if (disk_bytenr != 0) {
2721                         if (last_delalloc_end == 0) {
2722                                 prealloc_start = start;
2723                                 prealloc_len = delalloc_start - start;
2724                         } else {
2725                                 prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
2726                                 prealloc_len = delalloc_start - prealloc_start;
2727                         }
2728                 }
2729
2730                 if (prealloc_len > 0) {
2731                         if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
2732                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2733                                                                   disk_bytenr,
2734                                                                   extent_gen,
2735                                                                   backref_ctx);
2736                                 if (ret < 0)
2737                                         return ret;
2738                                 else if (ret > 0)
2739                                         prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2740
2741                                 checked_extent_shared = true;
2742                         }
2743                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
2744                                                  disk_bytenr + extent_offset,
2745                                                  prealloc_len, prealloc_flags);
2746                         if (ret)
2747                                 return ret;
2748                         extent_offset += prealloc_len;
2749                 }
2750
2751                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, delalloc_start, 0,
2752                                          delalloc_end + 1 - delalloc_start,
2753                                          FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
2754                                          FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
2755                 if (ret)
2756                         return ret;
2757
2758                 last_delalloc_end = delalloc_end;
2759                 cur_offset = delalloc_end + 1;
2760                 extent_offset += cur_offset - delalloc_start;
2761                 cond_resched();
2762         }
2763
2764         /*
2765          * Either we found no delalloc for the whole prealloc extent or we have
2766          * a prealloc extent that spans i_size or starts at or after i_size.
2767          */
2768         if (disk_bytenr != 0 && last_delalloc_end < end) {
2769                 u64 prealloc_start;
2770                 u64 prealloc_len;
2771
2772                 if (last_delalloc_end == 0) {
2773                         prealloc_start = start;
2774                         prealloc_len = end + 1 - start;
2775                 } else {
2776                         prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
2777                         prealloc_len = end + 1 - prealloc_start;
2778                 }
2779
2780                 if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
2781                         ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2782                                                           disk_bytenr,
2783                                                           extent_gen,
2784                                                           backref_ctx);
2785                         if (ret < 0)
2786                                 return ret;
2787                         else if (ret > 0)
2788                                 prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2789                 }
2790                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
2791                                          disk_bytenr + extent_offset,
2792                                          prealloc_len, prealloc_flags);
2793                 if (ret)
2794                         return ret;
2795         }
2796
2797         return 0;
2798 }
2799
2800 static int fiemap_find_last_extent_offset(struct btrfs_inode *inode,
2801                                           struct btrfs_path *path,
2802                                           u64 *last_extent_end_ret)
2803 {
2804         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2805         struct btrfs_root *root = inode->root;
2806         struct extent_buffer *leaf;
2807         struct btrfs_file_extent_item *ei;
2808         struct btrfs_key key;
2809         u64 disk_bytenr;
2810         int ret;
2811
2812         /*
2813          * Lookup the last file extent. We're not using i_size here because
2814          * there might be preallocation past i_size.
2815          */
2816         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino, (u64)-1, 0);
2817         /* There can't be a file extent item at offset (u64)-1 */
2818         ASSERT(ret != 0);
2819         if (ret < 0)
2820                 return ret;
2821
2822         /*
2823          * For a non-existing key, btrfs_search_slot() always leaves us at a
2824          * slot > 0, except if the btree is empty, which is impossible because
2825          * at least it has the inode item for this inode and all the items for
2826          * the root inode 256.
2827          */
2828         ASSERT(path->slots[0] > 0);
2829         path->slots[0]--;
2830         leaf = path->nodes[0];
2831         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2832         if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2833                 /* No file extent items in the subvolume tree. */
2834                 *last_extent_end_ret = 0;
2835                 return 0;
2836         }
2837
2838         /*
2839          * For an inline extent, the disk_bytenr is where inline data starts at,
2840          * so first check if we have an inline extent item before checking if we
2841          * have an implicit hole (disk_bytenr == 0).
2842          */
2843         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
2844         if (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2845                 *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
2846                 return 0;
2847         }
2848
2849         /*
2850          * Find the last file extent item that is not a hole (when NO_HOLES is
2851          * not enabled). This should take at most 2 iterations in the worst
2852          * case: we have one hole file extent item at slot 0 of a leaf and
2853          * another hole file extent item as the last item in the previous leaf.
2854          * This is because we merge file extent items that represent holes.
2855          */
2856         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2857         while (disk_bytenr == 0) {
2858                 ret = btrfs_previous_item(root, path, ino, BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
2859                 if (ret < 0) {
2860                         return ret;
2861                 } else if (ret > 0) {
2862                         /* No file extent items that are not holes. */
2863                         *last_extent_end_ret = 0;
2864                         return 0;
2865                 }
2866                 leaf = path->nodes[0];
2867                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2868                                     struct btrfs_file_extent_item);
2869                 disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2870         }
2871
2872         *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
2873         return 0;
2874 }
2875
2876 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2877                   u64 start, u64 len)
2878 {
2879         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2880         struct extent_state *cached_state = NULL;
2881         struct extent_state *delalloc_cached_state = NULL;
2882         struct btrfs_path *path;
2883         struct fiemap_cache cache = { 0 };
2884         struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx;
2885         u64 last_extent_end;
2886         u64 prev_extent_end;
2887         u64 lockstart;
2888         u64 lockend;
2889         bool stopped = false;
2890         int ret;
2891
2892         backref_ctx = btrfs_alloc_backref_share_check_ctx();
2893         path = btrfs_alloc_path();
2894         if (!backref_ctx || !path) {
2895                 ret = -ENOMEM;
2896                 goto out;
2897         }
2898
2899         lockstart = round_down(start, inode->root->fs_info->sectorsize);
2900         lockend = round_up(start + len, inode->root->fs_info->sectorsize);
2901         prev_extent_end = lockstart;
2902
2903         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
2904         lock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
2905
2906         ret = fiemap_find_last_extent_offset(inode, path, &last_extent_end);
2907         if (ret < 0)
2908                 goto out_unlock;
2909         btrfs_release_path(path);
2910
2911         path->reada = READA_FORWARD;
2912         ret = fiemap_search_slot(inode, path, lockstart);
2913         if (ret < 0) {
2914                 goto out_unlock;
2915         } else if (ret > 0) {
2916                 /*
2917                  * No file extent item found, but we may have delalloc between
2918                  * the current offset and i_size. So check for that.
2919                  */
2920                 ret = 0;
2921                 goto check_eof_delalloc;
2922         }
2923
2924         while (prev_extent_end < lockend) {
2925                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
2926                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
2927                 struct btrfs_key key;
2928                 u64 extent_end;
2929                 u64 extent_len;
2930                 u64 extent_offset = 0;
2931                 u64 extent_gen;
2932                 u64 disk_bytenr = 0;
2933                 u64 flags = 0;
2934                 int extent_type;
2935                 u8 compression;
2936
2937                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2938                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2939                         break;
2940
2941                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2942
2943                 /*
2944                  * The first iteration can leave us at an extent item that ends
2945                  * before our range's start. Move to the next item.
2946                  */
2947                 if (extent_end <= lockstart)
2948                         goto next_item;
2949
2950                 backref_ctx->curr_leaf_bytenr = leaf->start;
2951
2952                 /* We have in implicit hole (NO_HOLES feature enabled). */
2953                 if (prev_extent_end < key.offset) {
2954                         const u64 range_end = min(key.offset, lockend) - 1;
2955
2956                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2957                                                   &delalloc_cached_state,
2958                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
2959                                                   prev_extent_end, range_end);
2960                         if (ret < 0) {
2961                                 goto out_unlock;
2962                         } else if (ret > 0) {
2963                                 /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
2964                                 stopped = true;
2965                                 break;
2966                         }
2967
2968                         /* We've reached the end of the fiemap range, stop. */
2969                         if (key.offset >= lockend) {
2970                                 stopped = true;
2971                                 break;
2972                         }
2973                 }
2974
2975                 extent_len = extent_end - key.offset;
2976                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2977                                     struct btrfs_file_extent_item);
2978                 compression = btrfs_file_extent_compression(leaf, ei);
2979                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
2980                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, ei);
2981
2982                 if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2983                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2984                         if (compression == BTRFS_COMPRESS_NONE)
2985                                 extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
2986                 }
2987
2988                 if (compression != BTRFS_COMPRESS_NONE)
2989                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
2990
2991                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2992                         flags |= FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE;
2993                         flags |= FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED;
2994                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset, 0,
2995                                                  extent_len, flags);
2996                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2997                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2998                                                   &delalloc_cached_state,
2999                                                   backref_ctx,
3000                                                   disk_bytenr, extent_offset,
3001                                                   extent_gen, key.offset,
3002                                                   extent_end - 1);
3003                 } else if (disk_bytenr == 0) {
3004                         /* We have an explicit hole. */
3005                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3006                                                   &delalloc_cached_state,
3007                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
3008                                                   key.offset, extent_end - 1);
3009                 } else {
3010                         /* We have a regular extent. */
3011                         if (fieinfo->fi_extents_max) {
3012                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
3013                                                                   disk_bytenr,
3014                                                                   extent_gen,
3015                                                                   backref_ctx);
3016                                 if (ret < 0)
3017                                         goto out_unlock;
3018                                 else if (ret > 0)
3019                                         flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
3020                         }
3021
3022                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset,
3023                                                  disk_bytenr + extent_offset,
3024                                                  extent_len, flags);
3025                 }
3026
3027                 if (ret < 0) {
3028                         goto out_unlock;
3029                 } else if (ret > 0) {
3030                         /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
3031                         stopped = true;
3032                         break;
3033                 }
3034
3035                 prev_extent_end = extent_end;
3036 next_item:
3037                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3038                         ret = -EINTR;
3039                         goto out_unlock;
3040                 }
3041
3042                 ret = fiemap_next_leaf_item(inode, path);
3043                 if (ret < 0) {
3044                         goto out_unlock;
3045                 } else if (ret > 0) {
3046                         /* No more file extent items for this inode. */
3047                         break;
3048                 }
3049                 cond_resched();
3050         }
3051
3052 check_eof_delalloc:
3053         /*
3054          * Release (and free) the path before emitting any final entries to
3055          * fiemap_fill_next_extent() to keep lockdep happy. This is because
3056          * once we find no more file extent items exist, we may have a
3057          * non-cloned leaf, and fiemap_fill_next_extent() can trigger page
3058          * faults when copying data to the user space buffer.
3059          */
3060         btrfs_free_path(path);
3061         path = NULL;
3062
3063         if (!stopped && prev_extent_end < lockend) {
3064                 ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3065                                           &delalloc_cached_state, backref_ctx,
3066                                           0, 0, 0, prev_extent_end, lockend - 1);
3067                 if (ret < 0)
3068                         goto out_unlock;
3069                 prev_extent_end = lockend;
3070         }
3071
3072         if (cache.cached && cache.offset + cache.len >= last_extent_end) {
3073                 const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
3074
3075                 if (prev_extent_end < i_size) {
3076                         u64 delalloc_start;
3077                         u64 delalloc_end;
3078                         bool delalloc;
3079
3080                         delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode,
3081                                                                 prev_extent_end,
3082                                                                 i_size - 1,
3083                                                                 &delalloc_cached_state,
3084                                                                 &delalloc_start,
3085                                                                 &delalloc_end);
3086                         if (!delalloc)
3087                                 cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3088                 } else {
3089                         cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3090                 }
3091         }
3092
3093         ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
3094
3095 out_unlock:
3096         unlock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
3097         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
3098 out:
3099         free_extent_state(delalloc_cached_state);
3100         btrfs_free_backref_share_ctx(backref_ctx);
3101         btrfs_free_path(path);
3102         return ret;
3103 }
3104
3105 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3106 {
3107         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
3108 }
3109
3110 static int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
3111 {
3112         return (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
3113                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
3114 }
3115
3116 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
3117 {
3118         struct btrfs_subpage *subpage;
3119
3120         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
3121
3122         if (PagePrivate(page)) {
3123                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
3124                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
3125                         return true;
3126                 /*
3127                  * Even there is no eb refs here, we may still have
3128                  * end_page_read() call relying on page::private.
3129                  */
3130                 if (atomic_read(&subpage->readers))
3131                         return true;
3132         }
3133         return false;
3134 }
3135
3136 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
3137 {
3138         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3139         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
3140
3141         /*
3142          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
3143          * be done under the private_lock.
3144          */
3145         if (mapped)
3146                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
3147
3148         if (!PagePrivate(page)) {
3149                 if (mapped)
3150                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3151                 return;
3152         }
3153
3154         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
3155                 /*
3156                  * We do this since we'll remove the pages after we've
3157                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
3158                  * and have this page now attached to the new eb.  So
3159                  * only clear page_private if it's still connected to
3160                  * this eb.
3161                  */
3162                 if (PagePrivate(page) &&
3163                     page->private == (unsigned long)eb) {
3164                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
3165                         BUG_ON(PageDirty(page));
3166                         BUG_ON(PageWriteback(page));
3167                         /*
3168                          * We need to make sure we haven't be attached
3169                          * to a new eb.
3170                          */
3171                         detach_page_private(page);
3172                 }
3173                 if (mapped)
3174                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3175                 return;
3176         }
3177
3178         /*
3179          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
3180          * we can directly detach the private as such page is only attached to
3181          * one dummy eb, no sharing.
3182          */
3183         if (!mapped) {
3184                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3185                 return;
3186         }
3187
3188         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
3189
3190         /*
3191          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
3192          * page range and no unfinished IO.
3193          */
3194         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
3195                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3196
3197         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3198 }
3199
3200 /* Release all pages attached to the extent buffer */
3201 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
3202 {
3203         int i;
3204         int num_pages;
3205
3206         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
3207
3208         num_pages = num_extent_pages(eb);
3209         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3210                 struct page *page = eb->pages[i];
3211
3212                 if (!page)
3213                         continue;
3214
3215                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
3216
3217                 /* One for when we allocated the page */
3218                 put_page(page);
3219         }
3220 }
3221
3222 /*
3223  * Helper for releasing the extent buffer.
3224  */
3225 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3226 {
3227         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
3228         btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
3229         __free_extent_buffer(eb);
3230 }
3231
3232 static struct extent_buffer *
3233 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
3234                       unsigned long len)
3235 {
3236         struct extent_buffer *eb = NULL;
3237
3238         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
3239         eb->start = start;
3240         eb->len = len;
3241         eb->fs_info = fs_info;
3242         init_rwsem(&eb->lock);
3243
3244         btrfs_leak_debug_add_eb(eb);
3245
3246         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
3247         atomic_set(&eb->refs, 1);
3248
3249         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
3250
3251         return eb;
3252 }
3253
3254 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
3255 {
3256         int i;
3257         struct extent_buffer *new;
3258         int num_pages = num_extent_pages(src);
3259         int ret;
3260
3261         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
3262         if (new == NULL)
3263                 return NULL;
3264
3265         /*
3266          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
3267          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
3268          * UNMAPPED subpage extent buffer.
3269          */
3270         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
3271
3272         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, new->pages);
3273         if (ret) {
3274                 btrfs_release_extent_buffer(new);
3275                 return NULL;
3276         }
3277
3278         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3279                 int ret;
3280                 struct page *p = new->pages[i];
3281
3282                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
3283                 if (ret < 0) {
3284                         btrfs_release_extent_buffer(new);
3285                         return NULL;
3286                 }
3287                 WARN_ON(PageDirty(p));
3288                 copy_page(page_address(p), page_address(src->pages[i]));
3289         }
3290         set_extent_buffer_uptodate(new);
3291
3292         return new;
3293 }
3294
3295 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3296                                                   u64 start, unsigned long len)
3297 {
3298         struct extent_buffer *eb;
3299         int num_pages;
3300         int i;
3301         int ret;
3302
3303         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
3304         if (!eb)
3305                 return NULL;
3306
3307         num_pages = num_extent_pages(eb);
3308         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, eb->pages);
3309         if (ret)
3310                 goto err;
3311
3312         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3313                 struct page *p = eb->pages[i];
3314
3315                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, NULL);
3316                 if (ret < 0)
3317                         goto err;
3318         }
3319
3320         set_extent_buffer_uptodate(eb);
3321         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
3322         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
3323
3324         return eb;
3325 err:
3326         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3327                 if (eb->pages[i]) {
3328                         detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i]);
3329                         __free_page(eb->pages[i]);
3330                 }
3331         }
3332         __free_extent_buffer(eb);
3333         return NULL;
3334 }
3335
3336 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3337                                                 u64 start)
3338 {
3339         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
3340 }
3341
3342 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
3343 {
3344         int refs;
3345         /*
3346          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
3347          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
3348          * is created by find_extent_buffer.
3349          *
3350          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
3351          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
3352          * calling release_folio when the tree reference is the only reference.
3353          *
3354          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
3355          * pages are not under io. However, release_folio can be concurrently
3356          * called with creating new references, which is prone to race
3357          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
3358          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
3359          *
3360          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
3361          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
3362          * its corresponding reference are not. To protect against this
3363          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
3364          * which trigger io. Note that once io is initiated, TREE_REF can no
3365          * longer be cleared, so that is the moment at which any such race is
3366          * best fixed.
3367          */
3368         refs = atomic_read(&eb->refs);
3369         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3370                 return;
3371
3372         spin_lock(&eb->refs_lock);
3373         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3374                 atomic_inc(&eb->refs);
3375         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3376 }
3377
3378 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
3379                 struct page *accessed)
3380 {
3381         int num_pages, i;
3382
3383         check_buffer_tree_ref(eb);
3384
3385         num_pages = num_extent_pages(eb);
3386         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3387                 struct page *p = eb->pages[i];
3388
3389                 if (p != accessed)
3390                         mark_page_accessed(p);
3391         }
3392 }
3393
3394 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3395                                          u64 start)
3396 {
3397         struct extent_buffer *eb;
3398
3399         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
3400         if (!eb)
3401                 return NULL;
3402         /*
3403          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
3404          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
3405          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
3406          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
3407          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
3408          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
3409          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
3410          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
3411          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
3412          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
3413          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
3414          */
3415         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
3416                 spin_lock(&eb->refs_lock);
3417                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
3418         }
3419         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
3420         return eb;
3421 }
3422
3423 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
3424 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3425                                         u64 start)
3426 {
3427         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
3428         int ret;
3429
3430         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
3431         if (eb)
3432                 return eb;
3433         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
3434         if (!eb)
3435                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3436         eb->fs_info = fs_info;
3437 again:
3438         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
3439         if (ret) {
3440                 exists = ERR_PTR(ret);
3441                 goto free_eb;
3442         }
3443         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3444         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
3445                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
3446         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3447         radix_tree_preload_end();
3448         if (ret == -EEXIST) {
3449                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
3450                 if (exists)
3451                         goto free_eb;
3452                 else
3453                         goto again;
3454         }
3455         check_buffer_tree_ref(eb);
3456         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
3457
3458         return eb;
3459 free_eb:
3460         btrfs_release_extent_buffer(eb);
3461         return exists;
3462 }
3463 #endif
3464
3465 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
3466                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
3467 {
3468         struct extent_buffer *exists;
3469
3470         /*
3471          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
3472          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
3473          * return NULL and just continue.
3474          */
3475         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
3476                 return NULL;
3477
3478         /* Page not yet attached to an extent buffer */
3479         if (!PagePrivate(page))
3480                 return NULL;
3481
3482         /*
3483          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
3484          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
3485          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
3486          * just overwrite page->private.
3487          */
3488         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
3489         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
3490                 return exists;
3491
3492         WARN_ON(PageDirty(page));
3493         detach_page_private(page);
3494         return NULL;
3495 }
3496
3497 static int check_eb_alignment(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
3498 {
3499         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
3500                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
3501                 return -EINVAL;
3502         }
3503
3504         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE &&
3505             offset_in_page(start) + fs_info->nodesize > PAGE_SIZE) {
3506                 btrfs_err(fs_info,
3507                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %u",
3508                           start, fs_info->nodesize);
3509                 return -EINVAL;
3510         }
3511         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE &&
3512             !PAGE_ALIGNED(start)) {
3513                 btrfs_err(fs_info,
3514                 "tree block is not page aligned, start %llu nodesize %u",
3515                           start, fs_info->nodesize);
3516                 return -EINVAL;
3517         }
3518         return 0;
3519 }
3520
3521 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3522                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
3523 {
3524         unsigned long len = fs_info->nodesize;
3525         int num_pages;
3526         int i;
3527         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
3528         struct extent_buffer *eb;
3529         struct extent_buffer *exists = NULL;
3530         struct page *p;
3531         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
3532         u64 lockdep_owner = owner_root;
3533         int uptodate = 1;
3534         int ret;
3535
3536         if (check_eb_alignment(fs_info, start))
3537                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3538
3539 #if BITS_PER_LONG == 32
3540         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
3541                 btrfs_err_rl(fs_info,
3542                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
3543                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
3544                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
3545         }
3546         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
3547                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
3548 #endif
3549
3550         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
3551         if (eb)
3552                 return eb;
3553
3554         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
3555         if (!eb)
3556                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3557
3558         /*
3559          * The reloc trees are just snapshots, so we need them to appear to be
3560          * just like any other fs tree WRT lockdep.
3561          */
3562         if (lockdep_owner == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID)
3563                 lockdep_owner = BTRFS_FS_TREE_OBJECTID;
3564
3565         btrfs_set_buffer_lockdep_class(lockdep_owner, eb, level);
3566
3567         num_pages = num_extent_pages(eb);
3568         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
3569                 struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
3570
3571                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
3572                 if (!p) {
3573                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
3574                         goto free_eb;
3575                 }
3576
3577                 /*
3578                  * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
3579                  * allocate memory with private_lock hold.  The memory will be
3580                  * freed by attach_extent_buffer_page() or freed manually if
3581                  * we exit earlier.
3582                  *
3583                  * Although we have ensured one subpage eb can only have one
3584                  * page, but it may change in the future for 16K page size
3585                  * support, so we still preallocate the memory in the loop.
3586                  */
3587                 if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
3588                         prealloc = btrfs_alloc_subpage(fs_info, BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
3589                         if (IS_ERR(prealloc)) {
3590                                 ret = PTR_ERR(prealloc);
3591                                 unlock_page(p);
3592                                 put_page(p);
3593                                 exists = ERR_PTR(ret);
3594                                 goto free_eb;
3595                         }
3596                 }
3597
3598                 spin_lock(&mapping->private_lock);
3599                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
3600                 if (exists) {
3601                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
3602                         unlock_page(p);
3603                         put_page(p);
3604                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
3605                         btrfs_free_subpage(prealloc);
3606                         goto free_eb;
3607                 }
3608                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
3609                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
3610                 ASSERT(!ret);
3611                 /*
3612                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
3613                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
3614                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
3615                  *
3616                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
3617                  * detach_extent_buffer_page().
3618                  * Thus needs no special handling in error path.
3619                  */
3620                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
3621                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
3622
3623                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
3624                 eb->pages[i] = p;
3625                 if (!btrfs_page_test_uptodate(fs_info, p, eb->start, eb->len))
3626                         uptodate = 0;
3627
3628                 /*
3629                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
3630                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
3631                  * opens a race with btree_release_folio which can free a page
3632                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
3633                  * we could crash.
3634                  */
3635         }
3636         if (uptodate)
3637                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3638 again:
3639         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
3640         if (ret) {
3641                 exists = ERR_PTR(ret);
3642                 goto free_eb;
3643         }
3644
3645         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3646         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
3647                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
3648         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3649         radix_tree_preload_end();
3650         if (ret == -EEXIST) {
3651                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
3652                 if (exists)
3653                         goto free_eb;
3654                 else
3655                         goto again;
3656         }
3657         /* add one reference for the tree */
3658         check_buffer_tree_ref(eb);
3659         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
3660
3661         /*
3662          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
3663          * btree_release_folio will correctly detect that a page belongs to a
3664          * live buffer and won't free them prematurely.
3665          */
3666         for (i = 0; i < num_pages; i++)
3667                 unlock_page(eb->pages[i]);
3668         return eb;
3669
3670 free_eb:
3671         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
3672         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3673                 if (eb->pages[i])
3674                         unlock_page(eb->pages[i]);
3675         }
3676
3677         btrfs_release_extent_buffer(eb);
3678         return exists;
3679 }
3680
3681 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
3682 {
3683         struct extent_buffer *eb =
3684                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
3685
3686         __free_extent_buffer(eb);
3687 }
3688
3689 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3690         __releases(&eb->refs_lock)
3691 {
3692         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
3693
3694         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3695         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
3696                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
3697                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3698
3699                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3700
3701                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3702                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
3703                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
3704                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3705                 } else {
3706                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3707                 }
3708
3709                 btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
3710                 /* Should be safe to release our pages at this point */
3711                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
3712 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
3713                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
3714                         __free_extent_buffer(eb);
3715                         return 1;
3716                 }
3717 #endif
3718                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
3719                 return 1;
3720         }
3721         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3722
3723         return 0;
3724 }
3725
3726 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3727 {
3728         int refs;
3729         if (!eb)
3730                 return;
3731
3732         refs = atomic_read(&eb->refs);
3733         while (1) {
3734                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
3735                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
3736                         refs == 1))
3737                         break;
3738                 if (atomic_try_cmpxchg(&eb->refs, &refs, refs - 1))
3739                         return;
3740         }
3741
3742         spin_lock(&eb->refs_lock);
3743         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
3744             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
3745             !extent_buffer_under_io(eb) &&
3746             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3747                 atomic_dec(&eb->refs);
3748
3749         /*
3750          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
3751          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
3752          */
3753         release_extent_buffer(eb);
3754 }
3755
3756 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
3757 {
3758         if (!eb)
3759                 return;
3760
3761         spin_lock(&eb->refs_lock);
3762         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
3763
3764         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
3765             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3766                 atomic_dec(&eb->refs);
3767         release_extent_buffer(eb);
3768 }
3769
3770 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
3771 {
3772         ASSERT(PageDirty(page));
3773         ASSERT(PageLocked(page));
3774         clear_page_dirty_for_io(page);
3775         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
3776         if (!PageDirty(page))
3777                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
3778                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
3779         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
3780 }
3781
3782 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
3783 {
3784         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3785         struct page *page = eb->pages[0];
3786         bool last;
3787
3788         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
3789         lock_page(page);
3790         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
3791                                                   eb->len);
3792         if (last)
3793                 btree_clear_page_dirty(page);
3794         unlock_page(page);
3795         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3796 }
3797
3798 void btrfs_clear_buffer_dirty(struct btrfs_trans_handle *trans,
3799                               struct extent_buffer *eb)
3800 {
3801         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3802         int i;
3803         int num_pages;
3804         struct page *page;
3805
3806         btrfs_assert_tree_write_locked(eb);
3807
3808         if (trans && btrfs_header_generation(eb) != trans->transid)
3809                 return;
3810
3811         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags))
3812                 return;
3813
3814         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes, -eb->len,
3815                                  fs_info->dirty_metadata_batch);
3816
3817         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
3818                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
3819
3820         num_pages = num_extent_pages(eb);
3821
3822         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3823                 page = eb->pages[i];
3824                 if (!PageDirty(page))
3825                         continue;
3826                 lock_page(page);
3827                 btree_clear_page_dirty(page);
3828                 unlock_page(page);
3829         }
3830         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3831 }
3832
3833 void set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
3834 {
3835         int i;
3836         int num_pages;
3837         bool was_dirty;
3838
3839         check_buffer_tree_ref(eb);
3840
3841         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
3842
3843         num_pages = num_extent_pages(eb);
3844         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3845         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
3846
3847         if (!was_dirty) {
3848                 bool subpage = eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE;
3849
3850                 /*
3851                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
3852                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
3853                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
3854                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
3855                  * we just set it.
3856                  *
3857                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
3858                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
3859                  * the above race.
3860                  */
3861                 if (subpage)
3862                         lock_page(eb->pages[0]);
3863                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
3864                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
3865                                              eb->start, eb->len);
3866                 if (subpage)
3867                         unlock_page(eb->pages[0]);
3868                 percpu_counter_add_batch(&eb->fs_info->dirty_metadata_bytes,
3869                                          eb->len,
3870                                          eb->fs_info->dirty_metadata_batch);
3871         }
3872 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
3873         for (i = 0; i < num_pages; i++)
3874                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
3875 #endif
3876 }
3877
3878 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
3879 {
3880         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3881         struct page *page;
3882         int num_pages;
3883         int i;
3884
3885         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3886         num_pages = num_extent_pages(eb);
3887         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3888                 page = eb->pages[i];
3889                 if (!page)
3890                         continue;
3891
3892                 /*
3893                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
3894                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
3895                  */
3896                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
3897                         ClearPageUptodate(page);
3898                 else
3899                         btrfs_subpage_clear_uptodate(fs_info, page, eb->start,
3900                                                      eb->len);
3901         }
3902 }
3903
3904 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
3905 {
3906         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3907         struct page *page;
3908         int num_pages;
3909         int i;
3910
3911         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3912         num_pages = num_extent_pages(eb);
3913         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3914                 page = eb->pages[i];
3915
3916                 /*
3917                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
3918                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
3919                  */
3920                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
3921                         SetPageUptodate(page);
3922                 else
3923                         btrfs_subpage_set_uptodate(fs_info, page, eb->start,
3924                                                    eb->len);
3925         }
3926 }
3927
3928 static void extent_buffer_read_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
3929 {
3930         struct extent_buffer *eb = bbio->private;
3931         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3932         bool uptodate = !bbio->bio.bi_status;
3933         struct bvec_iter_all iter_all;
3934         struct bio_vec *bvec;
3935         u32 bio_offset = 0;
3936
3937         eb->read_mirror = bbio->mirror_num;
3938
3939         if (uptodate &&
3940             btrfs_validate_extent_buffer(eb, &bbio->parent_check) < 0)
3941                 uptodate = false;
3942
3943         if (uptodate) {
3944                 set_extent_buffer_uptodate(eb);
3945         } else {
3946                 clear_extent_buffer_uptodate(eb);
3947                 set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3948         }
3949
3950         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
3951                 u64 start = eb->start + bio_offset;
3952                 struct page *page = bvec->bv_page;
3953                 u32 len = bvec->bv_len;
3954
3955                 if (uptodate)
3956                         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
3957                 else
3958                         btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
3959
3960                 bio_offset += len;
3961         }
3962
3963         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READING, &eb->bflags);
3964         smp_mb__after_atomic();
3965         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_READING);
3966         free_extent_buffer(eb);
3967
3968         bio_put(&bbio->bio);
3969 }
3970
3971 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num,
3972                              struct btrfs_tree_parent_check *check)
3973 {
3974         int num_pages = num_extent_pages(eb), i;
3975         struct btrfs_bio *bbio;
3976
3977         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
3978                 return 0;
3979
3980         /*
3981          * We could have had EXTENT_BUFFER_UPTODATE cleared by the write
3982          * operation, which could potentially still be in flight.  In this case
3983          * we simply want to return an error.
3984          */
3985         if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)))
3986                 return -EIO;
3987
3988         /* Someone else is already reading the buffer, just wait for it. */
3989         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_READING, &eb->bflags))
3990                 goto done;
3991
3992         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3993         eb->read_mirror = 0;
3994         check_buffer_tree_ref(eb);
3995         atomic_inc(&eb->refs);
3996
3997         bbio = btrfs_bio_alloc(INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES,
3998                                REQ_OP_READ | REQ_META, eb->fs_info,
3999                                extent_buffer_read_end_io, eb);
4000         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = eb->start >> SECTOR_SHIFT;
4001         bbio->inode = BTRFS_I(eb->fs_info->btree_inode);
4002         bbio->file_offset = eb->start;
4003         memcpy(&bbio->parent_check, check, sizeof(*check));
4004         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
4005                 __bio_add_page(&bbio->bio, eb->pages[0], eb->len,
4006                                eb->start - page_offset(eb->pages[0]));
4007         } else {
4008                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
4009                         __bio_add_page(&bbio->bio, eb->pages[i], PAGE_SIZE, 0);
4010         }
4011         btrfs_submit_bio(bbio, mirror_num);
4012
4013 done:
4014         if (wait == WAIT_COMPLETE) {
4015                 wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_READING, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4016                 if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
4017                         return -EIO;
4018         }
4019
4020         return 0;
4021 }
4022
4023 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4024                             unsigned long len)
4025 {
4026         btrfs_warn(eb->fs_info,
4027                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
4028                 eb->start, eb->len, start, len);
4029         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
4030
4031         return true;
4032 }
4033
4034 /*
4035  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
4036  * the eb.
4037  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
4038  *
4039  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
4040  */
4041 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
4042                                  unsigned long start, unsigned long len)
4043 {
4044         unsigned long offset;
4045
4046         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
4047         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
4048                 return report_eb_range(eb, start, len);
4049
4050         return false;
4051 }
4052
4053 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
4054                         unsigned long start, unsigned long len)
4055 {
4056         size_t cur;
4057         size_t offset;
4058         struct page *page;
4059         char *kaddr;
4060         char *dst = (char *)dstv;
4061         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4062
4063         if (check_eb_range(eb, start, len))
4064                 return;
4065
4066         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4067
4068         while (len > 0) {
4069                 page = eb->pages[i];
4070
4071                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4072                 kaddr = page_address(page);
4073                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
4074
4075                 dst += cur;
4076                 len -= cur;
4077                 offset = 0;
4078                 i++;
4079         }
4080 }
4081
4082 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
4083                                        void __user *dstv,
4084                                        unsigned long start, unsigned long len)
4085 {
4086         size_t cur;
4087         size_t offset;
4088         struct page *page;
4089         char *kaddr;
4090         char __user *dst = (char __user *)dstv;
4091         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4092         int ret = 0;
4093
4094         WARN_ON(start > eb->len);
4095         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
4096
4097         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4098
4099         while (len > 0) {
4100                 page = eb->pages[i];
4101
4102                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4103                 kaddr = page_address(page);
4104                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
4105                         ret = -EFAULT;
4106                         break;
4107                 }
4108
4109                 dst += cur;
4110                 len -= cur;
4111                 offset = 0;
4112                 i++;
4113         }
4114
4115         return ret;
4116 }
4117
4118 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
4119                          unsigned long start, unsigned long len)
4120 {
4121         size_t cur;
4122         size_t offset;
4123         struct page *page;
4124         char *kaddr;
4125         char *ptr = (char *)ptrv;
4126         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4127         int ret = 0;
4128
4129         if (check_eb_range(eb, start, len))
4130                 return -EINVAL;
4131
4132         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4133
4134         while (len > 0) {
4135                 page = eb->pages[i];
4136
4137                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4138
4139                 kaddr = page_address(page);
4140                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
4141                 if (ret)
4142                         break;
4143
4144                 ptr += cur;
4145                 len -= cur;
4146                 offset = 0;
4147                 i++;
4148         }
4149         return ret;
4150 }
4151
4152 /*
4153  * Check that the extent buffer is uptodate.
4154  *
4155  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
4156  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
4157  */
4158 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
4159                                     struct page *page)
4160 {
4161         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4162
4163         /*
4164          * If we are using the commit root we could potentially clear a page
4165          * Uptodate while we're using the extent buffer that we've previously
4166          * looked up.  We don't want to complain in this case, as the page was
4167          * valid before, we just didn't write it out.  Instead we want to catch
4168          * the case where we didn't actually read the block properly, which
4169          * would have !PageUptodate and !EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR.
4170          */
4171         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
4172                 return;
4173
4174         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
4175                 if (WARN_ON(!btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
4176                                                          eb->start, eb->len)))
4177                         btrfs_subpage_dump_bitmap(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4178         } else {
4179                 WARN_ON(!PageUptodate(page));
4180         }
4181 }
4182
4183 void write_extent_buffer_chunk_tree_uuid(const struct extent_buffer *eb,
4184                 const void *srcv)
4185 {
4186         char *kaddr;
4187
4188         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
4189         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
4190                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header,
4191                                                    chunk_tree_uuid));
4192         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
4193 }
4194
4195 void write_extent_buffer_fsid(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv)
4196 {
4197         char *kaddr;
4198
4199         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
4200         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
4201                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header, fsid));
4202         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
4203 }
4204
4205 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
4206                          unsigned long start, unsigned long len)
4207 {
4208         size_t cur;
4209         size_t offset;
4210         struct page *page;
4211         char *kaddr;
4212         char *src = (char *)srcv;
4213         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4214
4215         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
4216
4217         if (check_eb_range(eb, start, len))
4218                 return;
4219
4220         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4221
4222         while (len > 0) {
4223                 page = eb->pages[i];
4224                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4225
4226                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
4227                 kaddr = page_address(page);
4228                 memcpy(kaddr + offset, src, cur);
4229
4230                 src += cur;
4231                 len -= cur;
4232                 offset = 0;
4233                 i++;
4234         }
4235 }
4236
4237 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4238                 unsigned long len)
4239 {
4240         size_t cur;
4241         size_t offset;
4242         struct page *page;
4243         char *kaddr;
4244         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4245
4246         if (check_eb_range(eb, start, len))
4247                 return;
4248
4249         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4250
4251         while (len > 0) {
4252                 page = eb->pages[i];
4253                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4254
4255                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
4256                 kaddr = page_address(page);
4257                 memset(kaddr + offset, 0, cur);
4258
4259                 len -= cur;
4260                 offset = 0;
4261                 i++;
4262         }
4263 }
4264
4265 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
4266                              const struct extent_buffer *src)
4267 {
4268         int i;
4269         int num_pages;
4270
4271         ASSERT(dst->len == src->len);
4272
4273         if (dst->fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
4274                 num_pages = num_extent_pages(dst);
4275                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
4276                         copy_page(page_address(dst->pages[i]),
4277                                   page_address(src->pages[i]));
4278         } else {
4279                 size_t src_offset = get_eb_offset_in_page(src, 0);
4280                 size_t dst_offset = get_eb_offset_in_page(dst, 0);
4281
4282                 ASSERT(src->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE);
4283                 memcpy(page_address(dst->pages[0]) + dst_offset,
4284                        page_address(src->pages[0]) + src_offset,
4285                        src->len);
4286         }
4287 }
4288
4289 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4290                         const struct extent_buffer *src,
4291                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4292                         unsigned long len)
4293 {
4294         u64 dst_len = dst->len;
4295         size_t cur;
4296         size_t offset;
4297         struct page *page;
4298         char *kaddr;
4299         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
4300
4301         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4302             check_eb_range(src, src_offset, len))
4303                 return;
4304
4305         WARN_ON(src->len != dst_len);
4306
4307         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
4308
4309         while (len > 0) {
4310                 page = dst->pages[i];
4311                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
4312
4313                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
4314
4315                 kaddr = page_address(page);
4316                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
4317
4318                 src_offset += cur;
4319                 len -= cur;
4320                 offset = 0;
4321                 i++;
4322         }
4323 }
4324
4325 /*
4326  * eb_bitmap_offset() - calculate the page and offset of the byte containing the
4327  * given bit number
4328  * @eb: the extent buffer
4329  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
4330  * @nr: bit number
4331  * @page_index: return index of the page in the extent buffer that contains the
4332  * given bit number
4333  * @page_offset: return offset into the page given by page_index
4334  *
4335  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
4336  * contains a given bit.
4337  */
4338 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
4339                                     unsigned long start, unsigned long nr,
4340                                     unsigned long *page_index,
4341                                     size_t *page_offset)
4342 {
4343         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
4344         size_t offset;
4345
4346         /*
4347          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
4348          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
4349          * bitmap item.
4350          */
4351         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
4352
4353         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
4354         *page_offset = offset_in_page(offset);
4355 }
4356
4357 /*
4358  * Determine whether a bit in a bitmap item is set.
4359  *
4360  * @eb:     the extent buffer
4361  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4362  * @nr:     bit number to test
4363  */
4364 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4365                            unsigned long nr)
4366 {
4367         u8 *kaddr;
4368         struct page *page;
4369         unsigned long i;
4370         size_t offset;
4371
4372         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
4373         page = eb->pages[i];
4374         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4375         kaddr = page_address(page);
4376         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
4377 }
4378
4379 /*
4380  * Set an area of a bitmap to 1.
4381  *
4382  * @eb:     the extent buffer
4383  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4384  * @pos:    bit number of the first bit
4385  * @len:    number of bits to set
4386  */
4387 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4388                               unsigned long pos, unsigned long len)
4389 {
4390         u8 *kaddr;
4391         struct page *page;
4392         unsigned long i;
4393         size_t offset;
4394         const unsigned int size = pos + len;
4395         int bits_to_set = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
4396         u8 mask_to_set = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
4397
4398         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
4399         page = eb->pages[i];
4400         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4401         kaddr = page_address(page);
4402
4403         while (len >= bits_to_set) {
4404                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
4405                 len -= bits_to_set;
4406                 bits_to_set = BITS_PER_BYTE;
4407                 mask_to_set = ~0;
4408                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
4409                         offset = 0;
4410                         page = eb->pages[++i];
4411                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4412                         kaddr = page_address(page);
4413                 }
4414         }
4415         if (len) {
4416                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
4417                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
4418         }
4419 }
4420
4421
4422 /*
4423  * Clear an area of a bitmap.
4424  *
4425  * @eb:     the extent buffer
4426  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4427  * @pos:    bit number of the first bit
4428  * @len:    number of bits to clear
4429  */
4430 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
4431                                 unsigned long start, unsigned long pos,
4432                                 unsigned long len)
4433 {
4434         u8 *kaddr;
4435         struct page *page;
4436         unsigned long i;
4437         size_t offset;
4438         const unsigned int size = pos + len;
4439         int bits_to_clear = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
4440         u8 mask_to_clear = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
4441
4442         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
4443         page = eb->pages[i];
4444         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4445         kaddr = page_address(page);
4446
4447         while (len >= bits_to_clear) {
4448                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
4449                 len -= bits_to_clear;
4450                 bits_to_clear = BITS_PER_BYTE;
4451                 mask_to_clear = ~0;
4452                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
4453                         offset = 0;
4454                         page = eb->pages[++i];
4455                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4456                         kaddr = page_address(page);
4457                 }
4458         }
4459         if (len) {
4460                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
4461                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
4462         }
4463 }
4464
4465 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
4466 {
4467         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
4468         return distance < len;
4469 }
4470
4471 static void copy_pages(struct page *dst_page, struct page *src_page,
4472                        unsigned long dst_off, unsigned long src_off,
4473                        unsigned long len)
4474 {
4475         char *dst_kaddr = page_address(dst_page);
4476         char *src_kaddr;
4477         int must_memmove = 0;
4478
4479         if (dst_page != src_page) {
4480                 src_kaddr = page_address(src_page);
4481         } else {
4482                 src_kaddr = dst_kaddr;
4483                 if (areas_overlap(src_off, dst_off, len))
4484                         must_memmove = 1;
4485         }
4486
4487         if (must_memmove)
4488                 memmove(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
4489         else
4490                 memcpy(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
4491 }
4492
4493 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4494                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4495                           unsigned long len)
4496 {
4497         size_t cur;
4498         size_t dst_off_in_page;
4499         size_t src_off_in_page;
4500         unsigned long dst_i;
4501         unsigned long src_i;
4502
4503         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4504             check_eb_range(dst, src_offset, len))
4505                 return;
4506
4507         while (len > 0) {
4508                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
4509                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_offset);
4510
4511                 dst_i = get_eb_page_index(dst_offset);
4512                 src_i = get_eb_page_index(src_offset);
4513
4514                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE -
4515                                                src_off_in_page));
4516                 cur = min_t(unsigned long, cur,
4517                         (unsigned long)(PAGE_SIZE - dst_off_in_page));
4518
4519                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
4520                            dst_off_in_page, src_off_in_page, cur);
4521
4522                 src_offset += cur;
4523                 dst_offset += cur;
4524                 len -= cur;
4525         }
4526 }
4527
4528 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4529                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4530                            unsigned long len)
4531 {
4532         size_t cur;
4533         size_t dst_off_in_page;
4534         size_t src_off_in_page;
4535         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
4536         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
4537         unsigned long dst_i;
4538         unsigned long src_i;
4539
4540         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4541             check_eb_range(dst, src_offset, len))
4542                 return;
4543         if (dst_offset < src_offset) {
4544                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
4545                 return;
4546         }
4547         while (len > 0) {
4548                 dst_i = get_eb_page_index(dst_end);
4549                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
4550
4551                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
4552                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
4553
4554                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
4555                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
4556                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
4557                            dst_off_in_page - cur + 1,
4558                            src_off_in_page - cur + 1, cur);
4559
4560                 dst_end -= cur;
4561                 src_end -= cur;
4562                 len -= cur;
4563         }
4564 }
4565
4566 #define GANG_LOOKUP_SIZE        16
4567 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
4568                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
4569 {
4570         struct extent_buffer *gang[GANG_LOOKUP_SIZE];
4571         struct extent_buffer *found = NULL;
4572         u64 page_start = page_offset(page);
4573         u64 cur = page_start;
4574
4575         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
4576         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
4577
4578         while (cur < page_start + PAGE_SIZE) {
4579                 int ret;
4580                 int i;
4581
4582                 ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix,
4583                                 (void **)gang, cur >> fs_info->sectorsize_bits,
4584                                 min_t(unsigned int, GANG_LOOKUP_SIZE,
4585                                       PAGE_SIZE / fs_info->nodesize));
4586                 if (ret == 0)
4587                         goto out;
4588                 for (i = 0; i < ret; i++) {
4589                         /* Already beyond page end */
4590                         if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
4591                                 goto out;
4592                         /* Found one */
4593                         if (gang[i]->start >= bytenr) {
4594                                 found = gang[i];
4595                                 goto out;
4596                         }
4597                 }
4598                 cur = gang[ret - 1]->start + gang[ret - 1]->len;
4599         }
4600 out:
4601         return found;
4602 }
4603
4604 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
4605 {
4606         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
4607         u64 cur = page_offset(page);
4608         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
4609         int ret;
4610
4611         while (cur < end) {
4612                 struct extent_buffer *eb = NULL;
4613
4614                 /*
4615                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
4616                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
4617                  * we need to ensure radix tree consistency.
4618                  *
4619                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
4620                  * with spinlock rather than RCU.
4621                  */
4622                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4623                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
4624                 if (!eb) {
4625                         /* No more eb in the page range after or at cur */
4626                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4627                         break;
4628                 }
4629                 cur = eb->start + eb->len;
4630
4631                 /*
4632                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
4633                  * won't disappear out from under us.
4634                  */
4635                 spin_lock(&eb->refs_lock);
4636                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
4637                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4638                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4639                         break;
4640                 }
4641                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4642
4643                 /*
4644                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
4645                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
4646                  * anyway.
4647                  */
4648                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
4649                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4650                         break;
4651                 }
4652
4653                 /*
4654                  * Here we don't care about the return value, we will always
4655                  * check the page private at the end.  And
4656                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
4657                  */
4658                 release_extent_buffer(eb);
4659         }
4660         /*
4661          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
4662          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
4663          */
4664         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4665         if (!PagePrivate(page))
4666                 ret = 1;
4667         else
4668                 ret = 0;
4669         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4670         return ret;
4671
4672 }
4673
4674 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
4675 {
4676         struct extent_buffer *eb;
4677
4678         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
4679                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
4680
4681         /*
4682          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
4683          * page->private as the pointer to extent buffer.
4684          */
4685         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4686         if (!PagePrivate(page)) {
4687                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4688                 return 1;
4689         }
4690
4691         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4692         BUG_ON(!eb);
4693
4694         /*
4695          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
4696          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
4697          * this page.
4698          */
4699         spin_lock(&eb->refs_lock);
4700         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
4701                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4702                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4703                 return 0;
4704         }
4705         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4706
4707         /*
4708          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
4709          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
4710          */
4711         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
4712                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4713                 return 0;
4714         }
4715
4716         return release_extent_buffer(eb);
4717 }
4718
4719 /*
4720  * btrfs_readahead_tree_block - attempt to readahead a child block
4721  * @fs_info:    the fs_info
4722  * @bytenr:     bytenr to read
4723  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
4724  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
4725  * @level:      level for the eb
4726  *
4727  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
4728  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
4729  * to read the block we will not block on anything.
4730  */
4731 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4732                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
4733 {
4734         struct btrfs_tree_parent_check check = {
4735                 .has_first_key = 0,
4736                 .level = level,
4737                 .transid = gen
4738         };
4739         struct extent_buffer *eb;
4740         int ret;
4741
4742         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
4743         if (IS_ERR(eb))
4744                 return;
4745
4746         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
4747                 free_extent_buffer(eb);
4748                 return;
4749         }
4750
4751         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0, &check);
4752         if (ret < 0)
4753                 free_extent_buffer_stale(eb);
4754         else
4755                 free_extent_buffer(eb);
4756 }
4757
4758 /*
4759  * btrfs_readahead_node_child - readahead a node's child block
4760  * @node:       parent node we're reading from
4761  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
4762  *
4763  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
4764  * the slot in the node provided.
4765  */
4766 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
4767 {
4768         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
4769                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
4770                                    btrfs_header_owner(node),
4771                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
4772                                    btrfs_header_level(node) - 1);
4773 }