Merge tag 'rust-fixes-6.6' of https://github.com/Rust-for-Linux/linux
[platform/kernel/linux-rpi.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 static void process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
185                              struct page *page, struct page *locked_page,
186                              unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
187 {
188         u32 len;
189
190         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
191         len = end + 1 - start;
192
193         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
194                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
195         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
196                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
197                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
198         }
199         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
200                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
201
202         if (page != locked_page && (page_ops & PAGE_UNLOCK))
203                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
204 }
205
206 static void __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
207                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
208                                    unsigned long page_ops)
209 {
210         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
211         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
212         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
213         pgoff_t index = start_index;
214         struct folio_batch fbatch;
215         int i;
216
217         folio_batch_init(&fbatch);
218         while (index <= end_index) {
219                 int found_folios;
220
221                 found_folios = filemap_get_folios_contig(mapping, &index,
222                                 end_index, &fbatch);
223                 for (i = 0; i < found_folios; i++) {
224                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
225
226                         process_one_page(fs_info, &folio->page, locked_page,
227                                          page_ops, start, end);
228                 }
229                 folio_batch_release(&fbatch);
230                 cond_resched();
231         }
232 }
233
234 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
235                                            struct page *locked_page,
236                                            u64 start, u64 end)
237 {
238         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
239         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
240
241         ASSERT(locked_page);
242         if (index == locked_page->index && end_index == index)
243                 return;
244
245         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
246                                PAGE_UNLOCK);
247 }
248
249 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
250                                         struct page *locked_page,
251                                         u64 start,
252                                         u64 end)
253 {
254         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
255         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
256         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
257         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
258         pgoff_t index = start_index;
259         u64 processed_end = start;
260         struct folio_batch fbatch;
261
262         if (index == locked_page->index && index == end_index)
263                 return 0;
264
265         folio_batch_init(&fbatch);
266         while (index <= end_index) {
267                 unsigned int found_folios, i;
268
269                 found_folios = filemap_get_folios_contig(mapping, &index,
270                                 end_index, &fbatch);
271                 if (found_folios == 0)
272                         goto out;
273
274                 for (i = 0; i < found_folios; i++) {
275                         struct page *page = &fbatch.folios[i]->page;
276                         u32 len = end + 1 - start;
277
278                         if (page == locked_page)
279                                 continue;
280
281                         if (btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start,
282                                                          len))
283                                 goto out;
284
285                         if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
286                                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start,
287                                                            len);
288                                 goto out;
289                         }
290
291                         processed_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
292                 }
293                 folio_batch_release(&fbatch);
294                 cond_resched();
295         }
296
297         return 0;
298 out:
299         folio_batch_release(&fbatch);
300         if (processed_end > start)
301                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, start, processed_end);
302         return -EAGAIN;
303 }
304
305 /*
306  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
307  * more than @max_bytes.
308  *
309  * @start:      The original start bytenr to search.
310  *              Will store the extent range start bytenr.
311  * @end:        The original end bytenr of the search range
312  *              Will store the extent range end bytenr.
313  *
314  * Return true if we find a delalloc range which starts inside the original
315  * range, and @start/@end will store the delalloc range start/end.
316  *
317  * Return false if we can't find any delalloc range which starts inside the
318  * original range, and @start/@end will be the non-delalloc range start/end.
319  */
320 EXPORT_FOR_TESTS
321 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
322                                     struct page *locked_page, u64 *start,
323                                     u64 *end)
324 {
325         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
326         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
327         const u64 orig_start = *start;
328         const u64 orig_end = *end;
329         /* The sanity tests may not set a valid fs_info. */
330         u64 max_bytes = fs_info ? fs_info->max_extent_size : BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
331         u64 delalloc_start;
332         u64 delalloc_end;
333         bool found;
334         struct extent_state *cached_state = NULL;
335         int ret;
336         int loops = 0;
337
338         /* Caller should pass a valid @end to indicate the search range end */
339         ASSERT(orig_end > orig_start);
340
341         /* The range should at least cover part of the page */
342         ASSERT(!(orig_start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE ||
343                  orig_end <= page_offset(locked_page)));
344 again:
345         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
346         delalloc_start = *start;
347         delalloc_end = 0;
348         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
349                                           max_bytes, &cached_state);
350         if (!found || delalloc_end <= *start || delalloc_start > orig_end) {
351                 *start = delalloc_start;
352
353                 /* @delalloc_end can be -1, never go beyond @orig_end */
354                 *end = min(delalloc_end, orig_end);
355                 free_extent_state(cached_state);
356                 return false;
357         }
358
359         /*
360          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
361          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
362          * locked_page
363          */
364         if (delalloc_start < *start)
365                 delalloc_start = *start;
366
367         /*
368          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
369          */
370         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
371                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
372
373         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
374         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
375                                   delalloc_start, delalloc_end);
376         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
377         if (ret == -EAGAIN) {
378                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
379                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
380                  */
381                 free_extent_state(cached_state);
382                 cached_state = NULL;
383                 if (!loops) {
384                         max_bytes = PAGE_SIZE;
385                         loops = 1;
386                         goto again;
387                 } else {
388                         found = false;
389                         goto out_failed;
390                 }
391         }
392
393         /* step three, lock the state bits for the whole range */
394         lock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
395
396         /* then test to make sure it is all still delalloc */
397         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
398                              EXTENT_DELALLOC, 1, cached_state);
399         if (!ret) {
400                 unlock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end,
401                               &cached_state);
402                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
403                               delalloc_start, delalloc_end);
404                 cond_resched();
405                 goto again;
406         }
407         free_extent_state(cached_state);
408         *start = delalloc_start;
409         *end = delalloc_end;
410 out_failed:
411         return found;
412 }
413
414 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
415                                   struct page *locked_page,
416                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
417 {
418         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, NULL);
419
420         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
421                                start, end, page_ops);
422 }
423
424 static bool btrfs_verify_page(struct page *page, u64 start)
425 {
426         if (!fsverity_active(page->mapping->host) ||
427             PageUptodate(page) ||
428             start >= i_size_read(page->mapping->host))
429                 return true;
430         return fsverity_verify_page(page);
431 }
432
433 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
434 {
435         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
436
437         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
438                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
439
440         if (uptodate && btrfs_verify_page(page, start))
441                 btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
442         else
443                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
444
445         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
446                 unlock_page(page);
447         else
448                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
449 }
450
451 /*
452  * after a writepage IO is done, we need to:
453  * clear the uptodate bits on error
454  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
455  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
456  *
457  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
458  * to have one and only one object corresponding to this IO.
459  */
460 static void end_bio_extent_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
461 {
462         struct bio *bio = &bbio->bio;
463         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
464         struct bio_vec *bvec;
465         struct bvec_iter_all iter_all;
466
467         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
468         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
469                 struct page *page = bvec->bv_page;
470                 struct inode *inode = page->mapping->host;
471                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
472                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
473                 u64 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
474                 u32 len = bvec->bv_len;
475
476                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
477                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
478                         btrfs_err(fs_info,
479                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
480                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
481                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
482                         btrfs_info(fs_info,
483                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
484                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
485
486                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, page, start, len, !error);
487                 if (error)
488                         mapping_set_error(page->mapping, error);
489                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
490         }
491
492         bio_put(bio);
493 }
494
495 /*
496  * Record previously processed extent range
497  *
498  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
499  * the extent io operations.
500  */
501 struct processed_extent {
502         struct btrfs_inode *inode;
503         /* Start of the range in @inode */
504         u64 start;
505         /* End of the range in @inode */
506         u64 end;
507         bool uptodate;
508 };
509
510 /*
511  * Try to release processed extent range
512  *
513  * May not release the extent range right now if the current range is
514  * contiguous to processed extent.
515  *
516  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
517  * no longer contiguous to the processed range.
518  *
519  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
520  */
521 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
522                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
523                               bool uptodate)
524 {
525         struct extent_state *cached = NULL;
526         struct extent_io_tree *tree;
527
528         /* The first extent, initialize @processed */
529         if (!processed->inode)
530                 goto update;
531
532         /*
533          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
534          *
535          * Several things to notice:
536          *
537          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
538          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
539          *   check if the inode still matches.
540          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
541          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
542          */
543         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
544             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
545                 processed->end = end;
546                 return;
547         }
548
549         tree = &processed->inode->io_tree;
550         /*
551          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
552          * the processed range now.
553          */
554         unlock_extent(tree, processed->start, processed->end, &cached);
555
556 update:
557         /* Update processed to current range */
558         processed->inode = inode;
559         processed->start = start;
560         processed->end = end;
561         processed->uptodate = uptodate;
562 }
563
564 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
565 {
566         ASSERT(PageLocked(page));
567         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
568                 return;
569
570         ASSERT(PagePrivate(page));
571         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
572 }
573
574 /*
575  * after a readpage IO is done, we need to:
576  * clear the uptodate bits on error
577  * set the uptodate bits if things worked
578  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
579  * clear the lock bit in the extent tree
580  * unlock the page if there are no other extents locked for it
581  *
582  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
583  * to have one and only one object corresponding to this IO.
584  */
585 static void end_bio_extent_readpage(struct btrfs_bio *bbio)
586 {
587         struct bio *bio = &bbio->bio;
588         struct bio_vec *bvec;
589         struct processed_extent processed = { 0 };
590         /*
591          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
592          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
593          */
594         u32 bio_offset = 0;
595         struct bvec_iter_all iter_all;
596
597         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
598         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
599                 bool uptodate = !bio->bi_status;
600                 struct page *page = bvec->bv_page;
601                 struct inode *inode = page->mapping->host;
602                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
603                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
604                 u64 start;
605                 u64 end;
606                 u32 len;
607
608                 btrfs_debug(fs_info,
609                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
610                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
611                         bbio->mirror_num);
612
613                 /*
614                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
615                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
616                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
617                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
618                  * a full sector.
619                  */
620                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
621                         btrfs_err(fs_info,
622                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
623                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
624                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
625                                      sectorsize))
626                         btrfs_info(fs_info,
627                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
628                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
629
630                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
631                 end = start + bvec->bv_len - 1;
632                 len = bvec->bv_len;
633
634                 if (likely(uptodate)) {
635                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
636                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
637
638                         /*
639                          * Zero out the remaining part if this range straddles
640                          * i_size.
641                          *
642                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
643                          * not touch anything else.
644                          *
645                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
646                          */
647                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
648                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
649                                                      offset_in_page(start));
650
651                                 zero_user_segment(page, zero_start,
652                                                   offset_in_page(end) + 1);
653                         }
654                 }
655
656                 /* Update page status and unlock. */
657                 end_page_read(page, uptodate, start, len);
658                 endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
659                                               start, end, uptodate);
660
661                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
662                 bio_offset += len;
663
664         }
665         /* Release the last extent */
666         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
667         bio_put(bio);
668 }
669
670 /*
671  * Populate every free slot in a provided array with pages.
672  *
673  * @nr_pages:   number of pages to allocate
674  * @page_array: the array to fill with pages; any existing non-null entries in
675  *              the array will be skipped
676  *
677  * Return: 0        if all pages were able to be allocated;
678  *         -ENOMEM  otherwise, and the caller is responsible for freeing all
679  *                  non-null page pointers in the array.
680  */
681 int btrfs_alloc_page_array(unsigned int nr_pages, struct page **page_array)
682 {
683         unsigned int allocated;
684
685         for (allocated = 0; allocated < nr_pages;) {
686                 unsigned int last = allocated;
687
688                 allocated = alloc_pages_bulk_array(GFP_NOFS, nr_pages, page_array);
689
690                 if (allocated == nr_pages)
691                         return 0;
692
693                 /*
694                  * During this iteration, no page could be allocated, even
695                  * though alloc_pages_bulk_array() falls back to alloc_page()
696                  * if  it could not bulk-allocate. So we must be out of memory.
697                  */
698                 if (allocated == last)
699                         return -ENOMEM;
700
701                 memalloc_retry_wait(GFP_NOFS);
702         }
703         return 0;
704 }
705
706 static bool btrfs_bio_is_contig(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
707                                 struct page *page, u64 disk_bytenr,
708                                 unsigned int pg_offset)
709 {
710         struct bio *bio = &bio_ctrl->bbio->bio;
711         struct bio_vec *bvec = bio_last_bvec_all(bio);
712         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
713
714         if (bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
715                 /*
716                  * For compression, all IO should have its logical bytenr set
717                  * to the starting bytenr of the compressed extent.
718                  */
719                 return bio->bi_iter.bi_sector == sector;
720         }
721
722         /*
723          * The contig check requires the following conditions to be met:
724          *
725          * 1) The pages are belonging to the same inode
726          *    This is implied by the call chain.
727          *
728          * 2) The range has adjacent logical bytenr
729          *
730          * 3) The range has adjacent file offset
731          *    This is required for the usage of btrfs_bio->file_offset.
732          */
733         return bio_end_sector(bio) == sector &&
734                 page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset + bvec->bv_len ==
735                 page_offset(page) + pg_offset;
736 }
737
738 static void alloc_new_bio(struct btrfs_inode *inode,
739                           struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
740                           u64 disk_bytenr, u64 file_offset)
741 {
742         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
743         struct btrfs_bio *bbio;
744
745         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, bio_ctrl->opf, fs_info,
746                                bio_ctrl->end_io_func, NULL);
747         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
748         bbio->inode = inode;
749         bbio->file_offset = file_offset;
750         bio_ctrl->bbio = bbio;
751         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
752
753         /* Limit data write bios to the ordered boundary. */
754         if (bio_ctrl->wbc) {
755                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
756
757                 ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
758                 if (ordered) {
759                         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
760                                         ordered->file_offset +
761                                         ordered->disk_num_bytes - file_offset);
762                         bbio->ordered = ordered;
763                 }
764
765                 /*
766                  * Pick the last added device to support cgroup writeback.  For
767                  * multi-device file systems this means blk-cgroup policies have
768                  * to always be set on the last added/replaced device.
769                  * This is a bit odd but has been like that for a long time.
770                  */
771                 bio_set_dev(&bbio->bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
772                 wbc_init_bio(bio_ctrl->wbc, &bbio->bio);
773         }
774 }
775
776 /*
777  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
778  * @page:       page to add to the bio
779  * @size:       portion of page that we want to write to
780  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
781  *              a contiguous page to the previous one
782  *
783  * The will either add the page into the existing @bio_ctrl->bbio, or allocate a
784  * new one in @bio_ctrl->bbio.
785  * The mirror number for this IO should already be initizlied in
786  * @bio_ctrl->mirror_num.
787  */
788 static void submit_extent_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
789                                u64 disk_bytenr, struct page *page,
790                                size_t size, unsigned long pg_offset)
791 {
792         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
793
794         ASSERT(pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
795         ASSERT(bio_ctrl->end_io_func);
796
797         if (bio_ctrl->bbio &&
798             !btrfs_bio_is_contig(bio_ctrl, page, disk_bytenr, pg_offset))
799                 submit_one_bio(bio_ctrl);
800
801         do {
802                 u32 len = size;
803
804                 /* Allocate new bio if needed */
805                 if (!bio_ctrl->bbio) {
806                         alloc_new_bio(inode, bio_ctrl, disk_bytenr,
807                                       page_offset(page) + pg_offset);
808                 }
809
810                 /* Cap to the current ordered extent boundary if there is one. */
811                 if (len > bio_ctrl->len_to_oe_boundary) {
812                         ASSERT(bio_ctrl->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE);
813                         ASSERT(is_data_inode(&inode->vfs_inode));
814                         len = bio_ctrl->len_to_oe_boundary;
815                 }
816
817                 if (bio_add_page(&bio_ctrl->bbio->bio, page, len, pg_offset) != len) {
818                         /* bio full: move on to a new one */
819                         submit_one_bio(bio_ctrl);
820                         continue;
821                 }
822
823                 if (bio_ctrl->wbc)
824                         wbc_account_cgroup_owner(bio_ctrl->wbc, page, len);
825
826                 size -= len;
827                 pg_offset += len;
828                 disk_bytenr += len;
829
830                 /*
831                  * len_to_oe_boundary defaults to U32_MAX, which isn't page or
832                  * sector aligned.  alloc_new_bio() then sets it to the end of
833                  * our ordered extent for writes into zoned devices.
834                  *
835                  * When len_to_oe_boundary is tracking an ordered extent, we
836                  * trust the ordered extent code to align things properly, and
837                  * the check above to cap our write to the ordered extent
838                  * boundary is correct.
839                  *
840                  * When len_to_oe_boundary is U32_MAX, the cap above would
841                  * result in a 4095 byte IO for the last page right before
842                  * we hit the bio limit of UINT_MAX.  bio_add_page() has all
843                  * the checks required to make sure we don't overflow the bio,
844                  * and we should just ignore len_to_oe_boundary completely
845                  * unless we're using it to track an ordered extent.
846                  *
847                  * It's pretty hard to make a bio sized U32_MAX, but it can
848                  * happen when the page cache is able to feed us contiguous
849                  * pages for large extents.
850                  */
851                 if (bio_ctrl->len_to_oe_boundary != U32_MAX)
852                         bio_ctrl->len_to_oe_boundary -= len;
853
854                 /* Ordered extent boundary: move on to a new bio. */
855                 if (bio_ctrl->len_to_oe_boundary == 0)
856                         submit_one_bio(bio_ctrl);
857         } while (size);
858 }
859
860 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
861                                      struct page *page,
862                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
863 {
864         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
865         int ret = 0;
866
867         /*
868          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
869          * lock to prevent race.
870          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
871          * will not race with any other ebs.
872          */
873         if (page->mapping)
874                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
875
876         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
877                 if (!PagePrivate(page))
878                         attach_page_private(page, eb);
879                 else
880                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
881                 return 0;
882         }
883
884         /* Already mapped, just free prealloc */
885         if (PagePrivate(page)) {
886                 btrfs_free_subpage(prealloc);
887                 return 0;
888         }
889
890         if (prealloc)
891                 /* Has preallocated memory for subpage */
892                 attach_page_private(page, prealloc);
893         else
894                 /* Do new allocation to attach subpage */
895                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
896                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
897         return ret;
898 }
899
900 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
901 {
902         struct btrfs_fs_info *fs_info;
903
904         ASSERT(page->mapping);
905
906         if (PagePrivate(page))
907                 return 0;
908
909         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
910
911         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
912                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
913
914         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
915         return 0;
916 }
917
918 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
919 {
920         struct btrfs_fs_info *fs_info;
921
922         ASSERT(page->mapping);
923
924         if (!PagePrivate(page))
925                 return;
926
927         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
928         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
929                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
930
931         detach_page_private(page);
932 }
933
934 static struct extent_map *
935 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
936                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
937 {
938         struct extent_map *em;
939
940         if (em_cached && *em_cached) {
941                 em = *em_cached;
942                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
943                     start < extent_map_end(em)) {
944                         refcount_inc(&em->refs);
945                         return em;
946                 }
947
948                 free_extent_map(em);
949                 *em_cached = NULL;
950         }
951
952         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
953         if (em_cached && !IS_ERR(em)) {
954                 BUG_ON(*em_cached);
955                 refcount_inc(&em->refs);
956                 *em_cached = em;
957         }
958         return em;
959 }
960 /*
961  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
962  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
963  * handlers)
964  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
965  * return 0 on success, otherwise return error
966  */
967 static int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
968                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl, u64 *prev_em_start)
969 {
970         struct inode *inode = page->mapping->host;
971         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
972         u64 start = page_offset(page);
973         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
974         u64 cur = start;
975         u64 extent_offset;
976         u64 last_byte = i_size_read(inode);
977         u64 block_start;
978         struct extent_map *em;
979         int ret = 0;
980         size_t pg_offset = 0;
981         size_t iosize;
982         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
983         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
984
985         ret = set_page_extent_mapped(page);
986         if (ret < 0) {
987                 unlock_extent(tree, start, end, NULL);
988                 unlock_page(page);
989                 return ret;
990         }
991
992         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
993                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
994
995                 if (zero_offset) {
996                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
997                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
998                 }
999         }
1000         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_readpage;
1001         begin_page_read(fs_info, page);
1002         while (cur <= end) {
1003                 enum btrfs_compression_type compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
1004                 bool force_bio_submit = false;
1005                 u64 disk_bytenr;
1006
1007                 ASSERT(IS_ALIGNED(cur, fs_info->sectorsize));
1008                 if (cur >= last_byte) {
1009                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
1010                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1011                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1012                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1013                         break;
1014                 }
1015                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
1016                                       end - cur + 1, em_cached);
1017                 if (IS_ERR(em)) {
1018                         unlock_extent(tree, cur, end, NULL);
1019                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
1020                         return PTR_ERR(em);
1021                 }
1022                 extent_offset = cur - em->start;
1023                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
1024                 BUG_ON(end < cur);
1025
1026                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
1027                         compress_type = em->compress_type;
1028
1029                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
1030                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
1031                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1032                         disk_bytenr = em->block_start;
1033                 else
1034                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1035                 block_start = em->block_start;
1036                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
1037                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
1038
1039                 /*
1040                  * If we have a file range that points to a compressed extent
1041                  * and it's followed by a consecutive file range that points
1042                  * to the same compressed extent (possibly with a different
1043                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
1044                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
1045                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
1046                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
1047                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
1048                  *
1049                  *  File layout
1050                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
1051                  *    |                               |
1052                  *    |                               |
1053                  * points to extent X,         points to extent X,
1054                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
1055                  *
1056                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
1057                  *
1058                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
1059                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
1060                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
1061                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
1062                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
1063                  * range and another one for the third range. Both will target
1064                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
1065                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
1066                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
1067                  * coupled with a single extent map, and each range can have
1068                  * an extent map with a different offset value relative to the
1069                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
1070                  * is a corner case so we prioritize correctness over
1071                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
1072                  */
1073                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
1074                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
1075                     *prev_em_start != em->start)
1076                         force_bio_submit = true;
1077
1078                 if (prev_em_start)
1079                         *prev_em_start = em->start;
1080
1081                 free_extent_map(em);
1082                 em = NULL;
1083
1084                 /* we've found a hole, just zero and go on */
1085                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
1086                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1087
1088                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1089                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1090                         cur = cur + iosize;
1091                         pg_offset += iosize;
1092                         continue;
1093                 }
1094                 /* the get_extent function already copied into the page */
1095                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
1096                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1097                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1098                         cur = cur + iosize;
1099                         pg_offset += iosize;
1100                         continue;
1101                 }
1102
1103                 if (bio_ctrl->compress_type != compress_type) {
1104                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1105                         bio_ctrl->compress_type = compress_type;
1106                 }
1107
1108                 if (force_bio_submit)
1109                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1110                 submit_extent_page(bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1111                                    pg_offset);
1112                 cur = cur + iosize;
1113                 pg_offset += iosize;
1114         }
1115
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 int btrfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
1120 {
1121         struct page *page = &folio->page;
1122         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
1123         u64 start = page_offset(page);
1124         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1125         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { .opf = REQ_OP_READ };
1126         int ret;
1127
1128         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1129
1130         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio_ctrl, NULL);
1131         /*
1132          * If btrfs_do_readpage() failed we will want to submit the assembled
1133          * bio to do the cleanup.
1134          */
1135         submit_one_bio(&bio_ctrl);
1136         return ret;
1137 }
1138
1139 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
1140                                         u64 start, u64 end,
1141                                         struct extent_map **em_cached,
1142                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1143                                         u64 *prev_em_start)
1144 {
1145         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
1146         int index;
1147
1148         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1149
1150         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
1151                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
1152                                   prev_em_start);
1153                 put_page(pages[index]);
1154         }
1155 }
1156
1157 /*
1158  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
1159  *
1160  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
1161  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
1162  * been started and the page is already unlocked.
1163  *
1164  * This returns 0 if all went well (page still locked)
1165  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
1166  */
1167 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
1168                 struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1169 {
1170         const u64 page_start = page_offset(page);
1171         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
1172         u64 delalloc_start = page_start;
1173         u64 delalloc_end = page_end;
1174         u64 delalloc_to_write = 0;
1175         int ret = 0;
1176
1177         while (delalloc_start < page_end) {
1178                 delalloc_end = page_end;
1179                 if (!find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
1180                                               &delalloc_start, &delalloc_end)) {
1181                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
1182                         continue;
1183                 }
1184
1185                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
1186                                                delalloc_end, wbc);
1187                 if (ret < 0)
1188                         return ret;
1189
1190                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
1191         }
1192
1193         /*
1194          * delalloc_end is already one less than the total length, so
1195          * we don't subtract one from PAGE_SIZE
1196          */
1197         delalloc_to_write +=
1198                 DIV_ROUND_UP(delalloc_end + 1 - page_start, PAGE_SIZE);
1199
1200         /*
1201          * If btrfs_run_dealloc_range() already started I/O and unlocked
1202          * the pages, we just need to account for them here.
1203          */
1204         if (ret == 1) {
1205                 wbc->nr_to_write -= delalloc_to_write;
1206                 return 1;
1207         }
1208
1209         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
1210                 int thresh = 8192;
1211
1212                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
1213                         thresh = delalloc_to_write;
1214                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
1215                                          thresh);
1216         }
1217
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Find the first byte we need to write.
1223  *
1224  * For subpage, one page can contain several sectors, and
1225  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
1226  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
1227  *
1228  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
1229  * data at all.
1230  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
1231  * need to submit.
1232  *
1233  * Return the next dirty range in [@start, @end).
1234  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
1235  */
1236 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1237                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
1238 {
1239         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1240         struct btrfs_subpage_info *spi = fs_info->subpage_info;
1241         u64 orig_start = *start;
1242         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
1243         unsigned long flags;
1244         int range_start_bit;
1245         int range_end_bit;
1246
1247         /*
1248          * For regular sector size == page size case, since one page only
1249          * contains one sector, we return the page offset directly.
1250          */
1251         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page)) {
1252                 *start = page_offset(page);
1253                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1254                 return;
1255         }
1256
1257         range_start_bit = spi->dirty_offset +
1258                           (offset_in_page(orig_start) >> fs_info->sectorsize_bits);
1259
1260         /* We should have the page locked, but just in case */
1261         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1262         bitmap_next_set_region(subpage->bitmaps, &range_start_bit, &range_end_bit,
1263                                spi->dirty_offset + spi->bitmap_nr_bits);
1264         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1265
1266         range_start_bit -= spi->dirty_offset;
1267         range_end_bit -= spi->dirty_offset;
1268
1269         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
1270         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
1271 }
1272
1273 /*
1274  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
1275  * and does the loop to map the page into extents and bios.
1276  *
1277  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
1278  * 0 if all went well (page still locked)
1279  * < 0 if there were errors (page still locked)
1280  */
1281 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
1282                                  struct page *page,
1283                                  struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1284                                  loff_t i_size,
1285                                  int *nr_ret)
1286 {
1287         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1288         u64 cur = page_offset(page);
1289         u64 end = cur + PAGE_SIZE - 1;
1290         u64 extent_offset;
1291         u64 block_start;
1292         struct extent_map *em;
1293         int ret = 0;
1294         int nr = 0;
1295
1296         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page);
1297         if (ret) {
1298                 /* Fixup worker will requeue */
1299                 redirty_page_for_writepage(bio_ctrl->wbc, page);
1300                 unlock_page(page);
1301                 return 1;
1302         }
1303
1304         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_writepage;
1305         while (cur <= end) {
1306                 u32 len = end - cur + 1;
1307                 u64 disk_bytenr;
1308                 u64 em_end;
1309                 u64 dirty_range_start = cur;
1310                 u64 dirty_range_end;
1311                 u32 iosize;
1312
1313                 if (cur >= i_size) {
1314                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, cur, len,
1315                                                        true);
1316                         /*
1317                          * This range is beyond i_size, thus we don't need to
1318                          * bother writing back.
1319                          * But we still need to clear the dirty subpage bit, or
1320                          * the next time the page gets dirtied, we will try to
1321                          * writeback the sectors with subpage dirty bits,
1322                          * causing writeback without ordered extent.
1323                          */
1324                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, len);
1325                         break;
1326                 }
1327
1328                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
1329                                      &dirty_range_end);
1330                 if (cur < dirty_range_start) {
1331                         cur = dirty_range_start;
1332                         continue;
1333                 }
1334
1335                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, len);
1336                 if (IS_ERR(em)) {
1337                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
1338                         goto out_error;
1339                 }
1340
1341                 extent_offset = cur - em->start;
1342                 em_end = extent_map_end(em);
1343                 ASSERT(cur <= em_end);
1344                 ASSERT(cur < end);
1345                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
1346                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
1347
1348                 block_start = em->block_start;
1349                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1350
1351                 ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
1352                 ASSERT(block_start != EXTENT_MAP_HOLE);
1353                 ASSERT(block_start != EXTENT_MAP_INLINE);
1354
1355                 /*
1356                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
1357                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
1358                  */
1359                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
1360                 free_extent_map(em);
1361                 em = NULL;
1362
1363                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
1364                 if (!PageWriteback(page)) {
1365                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
1366                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
1367                                page->index, cur, end);
1368                 }
1369
1370                 /*
1371                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
1372                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
1373                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
1374                  * page for range already written to disk.
1375                  */
1376                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
1377
1378                 submit_extent_page(bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1379                                    cur - page_offset(page));
1380                 cur += iosize;
1381                 nr++;
1382         }
1383
1384         btrfs_page_assert_not_dirty(fs_info, page);
1385         *nr_ret = nr;
1386         return 0;
1387
1388 out_error:
1389         /*
1390          * If we finish without problem, we should not only clear page dirty,
1391          * but also empty subpage dirty bits
1392          */
1393         *nr_ret = nr;
1394         return ret;
1395 }
1396
1397 /*
1398  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
1399  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
1400  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
1401  * and the end_io handler clears the writeback ranges
1402  *
1403  * Return 0 if everything goes well.
1404  * Return <0 for error.
1405  */
1406 static int __extent_writepage(struct page *page, struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
1407 {
1408         struct folio *folio = page_folio(page);
1409         struct inode *inode = page->mapping->host;
1410         const u64 page_start = page_offset(page);
1411         int ret;
1412         int nr = 0;
1413         size_t pg_offset;
1414         loff_t i_size = i_size_read(inode);
1415         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
1416
1417         trace___extent_writepage(page, inode, bio_ctrl->wbc);
1418
1419         WARN_ON(!PageLocked(page));
1420
1421         pg_offset = offset_in_page(i_size);
1422         if (page->index > end_index ||
1423            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
1424                 folio_invalidate(folio, 0, folio_size(folio));
1425                 folio_unlock(folio);
1426                 return 0;
1427         }
1428
1429         if (page->index == end_index)
1430                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
1431
1432         ret = set_page_extent_mapped(page);
1433         if (ret < 0)
1434                 goto done;
1435
1436         ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, bio_ctrl->wbc);
1437         if (ret == 1)
1438                 return 0;
1439         if (ret)
1440                 goto done;
1441
1442         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, bio_ctrl, i_size, &nr);
1443         if (ret == 1)
1444                 return 0;
1445
1446         bio_ctrl->wbc->nr_to_write--;
1447
1448 done:
1449         if (nr == 0) {
1450                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
1451                 set_page_writeback(page);
1452                 end_page_writeback(page);
1453         }
1454         if (ret) {
1455                 btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), page, page_start,
1456                                                PAGE_SIZE, !ret);
1457                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
1458         }
1459         unlock_page(page);
1460         ASSERT(ret <= 0);
1461         return ret;
1462 }
1463
1464 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
1465 {
1466         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
1467                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
1472  *
1473  * Return %false if the extent buffer doesn't need to be submitted (e.g. the
1474  * extent buffer is not dirty)
1475  * Return %true is the extent buffer is submitted to bio.
1476  */
1477 static noinline_for_stack bool lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
1478                           struct writeback_control *wbc)
1479 {
1480         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1481         bool ret = false;
1482
1483         btrfs_tree_lock(eb);
1484         while (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
1485                 btrfs_tree_unlock(eb);
1486                 if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_ALL)
1487                         return false;
1488                 wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
1489                 btrfs_tree_lock(eb);
1490         }
1491
1492         /*
1493          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
1494          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
1495          * of time.
1496          */
1497         spin_lock(&eb->refs_lock);
1498         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
1499                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
1500                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
1501                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
1502                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
1503                                          -eb->len,
1504                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
1505                 ret = true;
1506         } else {
1507                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
1508         }
1509         btrfs_tree_unlock(eb);
1510         return ret;
1511 }
1512
1513 static void set_btree_ioerr(struct extent_buffer *eb)
1514 {
1515         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1516
1517         set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
1518
1519         /*
1520          * A read may stumble upon this buffer later, make sure that it gets an
1521          * error and knows there was an error.
1522          */
1523         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
1524
1525         /*
1526          * We need to set the mapping with the io error as well because a write
1527          * error will flip the file system readonly, and then syncfs() will
1528          * return a 0 because we are readonly if we don't modify the err seq for
1529          * the superblock.
1530          */
1531         mapping_set_error(eb->fs_info->btree_inode->i_mapping, -EIO);
1532
1533         /*
1534          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
1535          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
1536          * We do this because while the transaction is running and before it's
1537          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
1538          * the btree inode), we might have
1539          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
1540          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
1541          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
1542          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
1543          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
1544          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
1545          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
1546          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
1547          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
1548          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
1549          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
1550          * cowed or deleted and is no longer valid.
1551          *
1552          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
1553          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
1554          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
1555          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
1556          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
1557          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
1558          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
1559          * from memory and reading it back again means that flag would not be
1560          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
1561          *
1562          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
1563          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
1564          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
1565          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
1566          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
1567          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
1568          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
1569          * writeback).
1570          */
1571         switch (eb->log_index) {
1572         case -1:
1573                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
1574                 break;
1575         case 0:
1576                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
1577                 break;
1578         case 1:
1579                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
1580                 break;
1581         default:
1582                 BUG(); /* unexpected, logic error */
1583         }
1584 }
1585
1586 /*
1587  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
1588  * context.
1589  */
1590 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
1591                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
1592 {
1593         struct extent_buffer *eb;
1594
1595         rcu_read_lock();
1596         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
1597                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
1598         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
1599                 rcu_read_unlock();
1600                 return eb;
1601         }
1602         rcu_read_unlock();
1603         return NULL;
1604 }
1605
1606 static void extent_buffer_write_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
1607 {
1608         struct extent_buffer *eb = bbio->private;
1609         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1610         bool uptodate = !bbio->bio.bi_status;
1611         struct bvec_iter_all iter_all;
1612         struct bio_vec *bvec;
1613         u32 bio_offset = 0;
1614
1615         if (!uptodate)
1616                 set_btree_ioerr(eb);
1617
1618         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
1619                 u64 start = eb->start + bio_offset;
1620                 struct page *page = bvec->bv_page;
1621                 u32 len = bvec->bv_len;
1622
1623                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
1624                 bio_offset += len;
1625         }
1626
1627         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
1628         smp_mb__after_atomic();
1629         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
1630
1631         bio_put(&bbio->bio);
1632 }
1633
1634 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
1635 {
1636         u32 nritems;
1637         unsigned long start;
1638         unsigned long end;
1639
1640         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
1641
1642         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
1643         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
1644         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
1645                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(eb, nritems);
1646                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
1647         } else {
1648                 /*
1649                  * Leaf:
1650                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
1651                  */
1652                 start = btrfs_item_nr_offset(eb, nritems);
1653                 end = btrfs_item_nr_offset(eb, 0);
1654                 if (nritems == 0)
1655                         end += BTRFS_LEAF_DATA_SIZE(eb->fs_info);
1656                 else
1657                         end += btrfs_item_offset(eb, nritems - 1);
1658                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
1659         }
1660 }
1661
1662 static noinline_for_stack void write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
1663                                             struct writeback_control *wbc)
1664 {
1665         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1666         struct btrfs_bio *bbio;
1667
1668         prepare_eb_write(eb);
1669
1670         bbio = btrfs_bio_alloc(INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES,
1671                                REQ_OP_WRITE | REQ_META | wbc_to_write_flags(wbc),
1672                                eb->fs_info, extent_buffer_write_end_io, eb);
1673         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = eb->start >> SECTOR_SHIFT;
1674         bio_set_dev(&bbio->bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
1675         wbc_init_bio(wbc, &bbio->bio);
1676         bbio->inode = BTRFS_I(eb->fs_info->btree_inode);
1677         bbio->file_offset = eb->start;
1678         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
1679                 struct page *p = eb->pages[0];
1680
1681                 lock_page(p);
1682                 btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, p, eb->start, eb->len);
1683                 if (btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, p, eb->start,
1684                                                        eb->len)) {
1685                         clear_page_dirty_for_io(p);
1686                         wbc->nr_to_write--;
1687                 }
1688                 __bio_add_page(&bbio->bio, p, eb->len, eb->start - page_offset(p));
1689                 wbc_account_cgroup_owner(wbc, p, eb->len);
1690                 unlock_page(p);
1691         } else {
1692                 for (int i = 0; i < num_extent_pages(eb); i++) {
1693                         struct page *p = eb->pages[i];
1694
1695                         lock_page(p);
1696                         clear_page_dirty_for_io(p);
1697                         set_page_writeback(p);
1698                         __bio_add_page(&bbio->bio, p, PAGE_SIZE, 0);
1699                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, p, PAGE_SIZE);
1700                         wbc->nr_to_write--;
1701                         unlock_page(p);
1702                 }
1703         }
1704         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Submit one subpage btree page.
1709  *
1710  * The main difference to submit_eb_page() is:
1711  * - Page locking
1712  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
1713  *
1714  * - Flush write bio
1715  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
1716  *   current bio.
1717  *
1718  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
1719  * Return <0 for fatal error.
1720  */
1721 static int submit_eb_subpage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1722 {
1723         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
1724         int submitted = 0;
1725         u64 page_start = page_offset(page);
1726         int bit_start = 0;
1727         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
1728
1729         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
1730         while (bit_start < fs_info->subpage_info->bitmap_nr_bits) {
1731                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1732                 struct extent_buffer *eb;
1733                 unsigned long flags;
1734                 u64 start;
1735
1736                 /*
1737                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
1738                  * in the meantime.
1739                  */
1740                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
1741                 if (!PagePrivate(page)) {
1742                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1743                         break;
1744                 }
1745                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1746                 if (!test_bit(bit_start + fs_info->subpage_info->dirty_offset,
1747                               subpage->bitmaps)) {
1748                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1749                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1750                         bit_start++;
1751                         continue;
1752                 }
1753
1754                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
1755                 bit_start += sectors_per_node;
1756
1757                 /*
1758                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
1759                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
1760                  */
1761                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
1762                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1763                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1764
1765                 /*
1766                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
1767                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
1768                  * anyway.
1769                  */
1770                 if (!eb)
1771                         continue;
1772
1773                 if (lock_extent_buffer_for_io(eb, wbc)) {
1774                         write_one_eb(eb, wbc);
1775                         submitted++;
1776                 }
1777                 free_extent_buffer(eb);
1778         }
1779         return submitted;
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Submit all page(s) of one extent buffer.
1784  *
1785  * @page:       the page of one extent buffer
1786  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
1787  *              belongs to this eb, we don't need to submit
1788  *
1789  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
1790  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
1791  *
1792  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
1793  * current @eb_context.
1794  *
1795  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
1796  *
1797  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
1798  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
1799  * previous call.
1800  * Return <0 for fatal error.
1801  */
1802 static int submit_eb_page(struct page *page, struct btrfs_eb_write_context *ctx)
1803 {
1804         struct writeback_control *wbc = ctx->wbc;
1805         struct address_space *mapping = page->mapping;
1806         struct extent_buffer *eb;
1807         int ret;
1808
1809         if (!PagePrivate(page))
1810                 return 0;
1811
1812         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
1813                 return submit_eb_subpage(page, wbc);
1814
1815         spin_lock(&mapping->private_lock);
1816         if (!PagePrivate(page)) {
1817                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1818                 return 0;
1819         }
1820
1821         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
1822
1823         /*
1824          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
1825          * crashing the machine for something we can survive anyway.
1826          */
1827         if (WARN_ON(!eb)) {
1828                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1829                 return 0;
1830         }
1831
1832         if (eb == ctx->eb) {
1833                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1834                 return 0;
1835         }
1836         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
1837         spin_unlock(&mapping->private_lock);
1838         if (!ret)
1839                 return 0;
1840
1841         ctx->eb = eb;
1842
1843         ret = btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, ctx);
1844         if (ret) {
1845                 if (ret == -EBUSY)
1846                         ret = 0;
1847                 free_extent_buffer(eb);
1848                 return ret;
1849         }
1850
1851         if (!lock_extent_buffer_for_io(eb, wbc)) {
1852                 free_extent_buffer(eb);
1853                 return 0;
1854         }
1855         /* Implies write in zoned mode. */
1856         if (ctx->zoned_bg) {
1857                 /* Mark the last eb in the block group. */
1858                 btrfs_schedule_zone_finish_bg(ctx->zoned_bg, eb);
1859                 ctx->zoned_bg->meta_write_pointer += eb->len;
1860         }
1861         write_one_eb(eb, wbc);
1862         free_extent_buffer(eb);
1863         return 1;
1864 }
1865
1866 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
1867                                    struct writeback_control *wbc)
1868 {
1869         struct btrfs_eb_write_context ctx = { .wbc = wbc };
1870         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
1871         int ret = 0;
1872         int done = 0;
1873         int nr_to_write_done = 0;
1874         struct folio_batch fbatch;
1875         unsigned int nr_folios;
1876         pgoff_t index;
1877         pgoff_t end;            /* Inclusive */
1878         int scanned = 0;
1879         xa_mark_t tag;
1880
1881         folio_batch_init(&fbatch);
1882         if (wbc->range_cyclic) {
1883                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
1884                 end = -1;
1885                 /*
1886                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
1887                  * range, mark it as scanned.
1888                  */
1889                 scanned = (index == 0);
1890         } else {
1891                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
1892                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
1893                 scanned = 1;
1894         }
1895         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1896                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
1897         else
1898                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
1899         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
1900 retry:
1901         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1902                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
1903         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
1904                (nr_folios = filemap_get_folios_tag(mapping, &index, end,
1905                                             tag, &fbatch))) {
1906                 unsigned i;
1907
1908                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
1909                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
1910
1911                         ret = submit_eb_page(&folio->page, &ctx);
1912                         if (ret == 0)
1913                                 continue;
1914                         if (ret < 0) {
1915                                 done = 1;
1916                                 break;
1917                         }
1918
1919                         /*
1920                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
1921                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
1922                          * at any time
1923                          */
1924                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
1925                 }
1926                 folio_batch_release(&fbatch);
1927                 cond_resched();
1928         }
1929         if (!scanned && !done) {
1930                 /*
1931                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
1932                  * back to the start of the file
1933                  */
1934                 scanned = 1;
1935                 index = 0;
1936                 goto retry;
1937         }
1938         /*
1939          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
1940          * submitted.
1941          *
1942          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
1943          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
1944          *
1945          * - Bad extent tree
1946          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
1947          *
1948          * - Log tree operations
1949          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
1950          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
1951          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
1952          *   thus no WRITTEN flag set.
1953          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
1954          *   any dirty extent_io_tree.
1955          *
1956          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
1957          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
1958          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
1959          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
1960          *
1961          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
1962          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
1963          *   if the fs already has error.
1964          *
1965          * We can get ret > 0 from submit_extent_page() indicating how many ebs
1966          * were submitted. Reset it to 0 to avoid false alerts for the caller.
1967          */
1968         if (ret > 0)
1969                 ret = 0;
1970         if (!ret && BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
1971                 ret = -EROFS;
1972
1973         if (ctx.zoned_bg)
1974                 btrfs_put_block_group(ctx.zoned_bg);
1975         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
1976         return ret;
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
1981  *
1982  * @mapping:   address space structure to write
1983  * @wbc:       subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
1984  * @bio_ctrl:  holds context for the write, namely the bio
1985  *
1986  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
1987  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
1988  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
1989  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
1990  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
1991  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
1992  * existing IO to complete.
1993  */
1994 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
1995                              struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
1996 {
1997         struct writeback_control *wbc = bio_ctrl->wbc;
1998         struct inode *inode = mapping->host;
1999         int ret = 0;
2000         int done = 0;
2001         int nr_to_write_done = 0;
2002         struct folio_batch fbatch;
2003         unsigned int nr_folios;
2004         pgoff_t index;
2005         pgoff_t end;            /* Inclusive */
2006         pgoff_t done_index;
2007         int range_whole = 0;
2008         int scanned = 0;
2009         xa_mark_t tag;
2010
2011         /*
2012          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
2013          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
2014          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
2015          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
2016          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
2017          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
2018          * going to be truncated anyway.
2019          */
2020         if (!igrab(inode))
2021                 return 0;
2022
2023         folio_batch_init(&fbatch);
2024         if (wbc->range_cyclic) {
2025                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
2026                 end = -1;
2027                 /*
2028                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
2029                  * range, mark it as scanned.
2030                  */
2031                 scanned = (index == 0);
2032         } else {
2033                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
2034                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
2035                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
2036                         range_whole = 1;
2037                 scanned = 1;
2038         }
2039
2040         /*
2041          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
2042          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
2043          *
2044          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
2045          * not race in and drop the bit.
2046          */
2047         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
2048             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
2049                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2050                 wbc->tagged_writepages = 1;
2051
2052         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2053                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
2054         else
2055                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
2056 retry:
2057         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2058                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
2059         done_index = index;
2060         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
2061                         (nr_folios = filemap_get_folios_tag(mapping, &index,
2062                                                         end, tag, &fbatch))) {
2063                 unsigned i;
2064
2065                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
2066                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
2067
2068                         done_index = folio_next_index(folio);
2069                         /*
2070                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
2071                          * the page lock: the page may be truncated or
2072                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
2073                          * or even swizzled back from swapper_space to
2074                          * tmpfs file mapping
2075                          */
2076                         if (!folio_trylock(folio)) {
2077                                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2078                                 folio_lock(folio);
2079                         }
2080
2081                         if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
2082                                 folio_unlock(folio);
2083                                 continue;
2084                         }
2085
2086                         if (!folio_test_dirty(folio)) {
2087                                 /* Someone wrote it for us. */
2088                                 folio_unlock(folio);
2089                                 continue;
2090                         }
2091
2092                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
2093                                 if (folio_test_writeback(folio))
2094                                         submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2095                                 folio_wait_writeback(folio);
2096                         }
2097
2098                         if (folio_test_writeback(folio) ||
2099                             !folio_clear_dirty_for_io(folio)) {
2100                                 folio_unlock(folio);
2101                                 continue;
2102                         }
2103
2104                         ret = __extent_writepage(&folio->page, bio_ctrl);
2105                         if (ret < 0) {
2106                                 done = 1;
2107                                 break;
2108                         }
2109
2110                         /*
2111                          * The filesystem may choose to bump up nr_to_write.
2112                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
2113                          * at any time.
2114                          */
2115                         nr_to_write_done = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE &&
2116                                             wbc->nr_to_write <= 0);
2117                 }
2118                 folio_batch_release(&fbatch);
2119                 cond_resched();
2120         }
2121         if (!scanned && !done) {
2122                 /*
2123                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
2124                  * back to the start of the file
2125                  */
2126                 scanned = 1;
2127                 index = 0;
2128
2129                 /*
2130                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
2131                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
2132                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
2133                  * write bio here.
2134                  */
2135                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2136                 goto retry;
2137         }
2138
2139         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
2140                 mapping->writeback_index = done_index;
2141
2142         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
2143         return ret;
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Submit the pages in the range to bio for call sites which delalloc range has
2148  * already been ran (aka, ordered extent inserted) and all pages are still
2149  * locked.
2150  */
2151 void extent_write_locked_range(struct inode *inode, struct page *locked_page,
2152                                u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc,
2153                                bool pages_dirty)
2154 {
2155         bool found_error = false;
2156         int ret = 0;
2157         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2158         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2159         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2160         loff_t i_size = i_size_read(inode);
2161         u64 cur = start;
2162         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2163                 .wbc = wbc,
2164                 .opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
2165         };
2166
2167         if (wbc->no_cgroup_owner)
2168                 bio_ctrl.opf |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
2169
2170         ASSERT(IS_ALIGNED(start, sectorsize) && IS_ALIGNED(end + 1, sectorsize));
2171
2172         while (cur <= end) {
2173                 u64 cur_end = min(round_down(cur, PAGE_SIZE) + PAGE_SIZE - 1, end);
2174                 u32 cur_len = cur_end + 1 - cur;
2175                 struct page *page;
2176                 int nr = 0;
2177
2178                 page = find_get_page(mapping, cur >> PAGE_SHIFT);
2179                 ASSERT(PageLocked(page));
2180                 if (pages_dirty && page != locked_page) {
2181                         ASSERT(PageDirty(page));
2182                         clear_page_dirty_for_io(page);
2183                 }
2184
2185                 ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, &bio_ctrl,
2186                                             i_size, &nr);
2187                 if (ret == 1)
2188                         goto next_page;
2189
2190                 /* Make sure the mapping tag for page dirty gets cleared. */
2191                 if (nr == 0) {
2192                         set_page_writeback(page);
2193                         end_page_writeback(page);
2194                 }
2195                 if (ret) {
2196                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), page,
2197                                                        cur, cur_len, !ret);
2198                         mapping_set_error(page->mapping, ret);
2199                 }
2200                 btrfs_page_unlock_writer(fs_info, page, cur, cur_len);
2201                 if (ret < 0)
2202                         found_error = true;
2203 next_page:
2204                 put_page(page);
2205                 cur = cur_end + 1;
2206         }
2207
2208         submit_write_bio(&bio_ctrl, found_error ? ret : 0);
2209 }
2210
2211 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
2212                       struct writeback_control *wbc)
2213 {
2214         struct inode *inode = mapping->host;
2215         int ret = 0;
2216         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2217                 .wbc = wbc,
2218                 .opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
2219         };
2220
2221         /*
2222          * Allow only a single thread to do the reloc work in zoned mode to
2223          * protect the write pointer updates.
2224          */
2225         btrfs_zoned_data_reloc_lock(BTRFS_I(inode));
2226         ret = extent_write_cache_pages(mapping, &bio_ctrl);
2227         submit_write_bio(&bio_ctrl, ret);
2228         btrfs_zoned_data_reloc_unlock(BTRFS_I(inode));
2229         return ret;
2230 }
2231
2232 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
2233 {
2234         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { .opf = REQ_OP_READ | REQ_RAHEAD };
2235         struct page *pagepool[16];
2236         struct extent_map *em_cached = NULL;
2237         u64 prev_em_start = (u64)-1;
2238         int nr;
2239
2240         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
2241                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
2242                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
2243
2244                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
2245                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
2246         }
2247
2248         if (em_cached)
2249                 free_extent_map(em_cached);
2250         submit_one_bio(&bio_ctrl);
2251 }
2252
2253 /*
2254  * basic invalidate_folio code, this waits on any locked or writeback
2255  * ranges corresponding to the folio, and then deletes any extent state
2256  * records from the tree
2257  */
2258 int extent_invalidate_folio(struct extent_io_tree *tree,
2259                           struct folio *folio, size_t offset)
2260 {
2261         struct extent_state *cached_state = NULL;
2262         u64 start = folio_pos(folio);
2263         u64 end = start + folio_size(folio) - 1;
2264         size_t blocksize = folio->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
2265
2266         /* This function is only called for the btree inode */
2267         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
2268
2269         start += ALIGN(offset, blocksize);
2270         if (start > end)
2271                 return 0;
2272
2273         lock_extent(tree, start, end, &cached_state);
2274         folio_wait_writeback(folio);
2275
2276         /*
2277          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
2278          * so here we only need to unlock the extent range to free any
2279          * existing extent state.
2280          */
2281         unlock_extent(tree, start, end, &cached_state);
2282         return 0;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * a helper for release_folio, this tests for areas of the page that
2287  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
2288  * to drop the page.
2289  */
2290 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
2291                                     struct page *page, gfp_t mask)
2292 {
2293         u64 start = page_offset(page);
2294         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2295         int ret = 1;
2296
2297         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, 0, NULL)) {
2298                 ret = 0;
2299         } else {
2300                 u32 clear_bits = ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM |
2301                                    EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_CTLBITS);
2302
2303                 /*
2304                  * At this point we can safely clear everything except the
2305                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
2306                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
2307                  * completion.
2308                  */
2309                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end, clear_bits, NULL, NULL);
2310
2311                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
2312                  * we can't allow the release to continue.
2313                  */
2314                 if (ret < 0)
2315                         ret = 0;
2316                 else
2317                         ret = 1;
2318         }
2319         return ret;
2320 }
2321
2322 /*
2323  * a helper for release_folio.  As long as there are no locked extents
2324  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
2325  * map records are removed
2326  */
2327 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
2328 {
2329         struct extent_map *em;
2330         u64 start = page_offset(page);
2331         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2332         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2333         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
2334         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
2335
2336         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
2337             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
2338                 u64 len;
2339                 while (start <= end) {
2340                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
2341                         u64 cur_gen;
2342
2343                         len = end - start + 1;
2344                         write_lock(&map->lock);
2345                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
2346                         if (!em) {
2347                                 write_unlock(&map->lock);
2348                                 break;
2349                         }
2350                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
2351                             em->start != start) {
2352                                 write_unlock(&map->lock);
2353                                 free_extent_map(em);
2354                                 break;
2355                         }
2356                         if (test_range_bit(tree, em->start,
2357                                            extent_map_end(em) - 1,
2358                                            EXTENT_LOCKED, 0, NULL))
2359                                 goto next;
2360                         /*
2361                          * If it's not in the list of modified extents, used
2362                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
2363                          * logged we can safely remove it since fsync took an
2364                          * extra reference on the em.
2365                          */
2366                         if (list_empty(&em->list) ||
2367                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
2368                                 goto remove_em;
2369                         /*
2370                          * If it's in the list of modified extents, remove it
2371                          * only if its generation is older then the current one,
2372                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
2373                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
2374                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
2375                          */
2376                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
2377                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
2378                         cur_gen = fs_info->generation;
2379                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
2380                         if (em->generation >= cur_gen)
2381                                 goto next;
2382 remove_em:
2383                         /*
2384                          * We only remove extent maps that are not in the list of
2385                          * modified extents or that are in the list but with a
2386                          * generation lower then the current generation, so there
2387                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
2388                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
2389                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
2390                          */
2391                         remove_extent_mapping(map, em);
2392                         /* once for the rb tree */
2393                         free_extent_map(em);
2394 next:
2395                         start = extent_map_end(em);
2396                         write_unlock(&map->lock);
2397
2398                         /* once for us */
2399                         free_extent_map(em);
2400
2401                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
2402                 }
2403         }
2404         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * To cache previous fiemap extent
2409  *
2410  * Will be used for merging fiemap extent
2411  */
2412 struct fiemap_cache {
2413         u64 offset;
2414         u64 phys;
2415         u64 len;
2416         u32 flags;
2417         bool cached;
2418 };
2419
2420 /*
2421  * Helper to submit fiemap extent.
2422  *
2423  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
2424  * @len and @flags with cached one.
2425  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
2426  * fiemap extent.
2427  *
2428  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
2429  */
2430 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2431                                 struct fiemap_cache *cache,
2432                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
2433 {
2434         int ret = 0;
2435
2436         /* Set at the end of extent_fiemap(). */
2437         ASSERT((flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) == 0);
2438
2439         if (!cache->cached)
2440                 goto assign;
2441
2442         /*
2443          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
2444          * fiemap extent won't overlap with cached one.
2445          * Not recoverable.
2446          *
2447          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
2448          */
2449         if (cache->offset + cache->len > offset) {
2450                 WARN_ON(1);
2451                 return -EINVAL;
2452         }
2453
2454         /*
2455          * Only merges fiemap extents if
2456          * 1) Their logical addresses are continuous
2457          *
2458          * 2) Their physical addresses are continuous
2459          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
2460          *    extents won't get merged with each other
2461          *
2462          * 3) Share same flags
2463          */
2464         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
2465             cache->phys + cache->len == phys  &&
2466             cache->flags == flags) {
2467                 cache->len += len;
2468                 return 0;
2469         }
2470
2471         /* Not mergeable, need to submit cached one */
2472         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
2473                                       cache->len, cache->flags);
2474         cache->cached = false;
2475         if (ret)
2476                 return ret;
2477 assign:
2478         cache->cached = true;
2479         cache->offset = offset;
2480         cache->phys = phys;
2481         cache->len = len;
2482         cache->flags = flags;
2483
2484         return 0;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Emit last fiemap cache
2489  *
2490  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
2491  * 0                  4k                    8k
2492  * |<- Fiemap range ->|
2493  * |<------------  First extent ----------->|
2494  *
2495  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
2496  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
2497  */
2498 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2499                                   struct fiemap_cache *cache)
2500 {
2501         int ret;
2502
2503         if (!cache->cached)
2504                 return 0;
2505
2506         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
2507                                       cache->len, cache->flags);
2508         cache->cached = false;
2509         if (ret > 0)
2510                 ret = 0;
2511         return ret;
2512 }
2513
2514 static int fiemap_next_leaf_item(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path)
2515 {
2516         struct extent_buffer *clone;
2517         struct btrfs_key key;
2518         int slot;
2519         int ret;
2520
2521         path->slots[0]++;
2522         if (path->slots[0] < btrfs_header_nritems(path->nodes[0]))
2523                 return 0;
2524
2525         ret = btrfs_next_leaf(inode->root, path);
2526         if (ret != 0)
2527                 return ret;
2528
2529         /*
2530          * Don't bother with cloning if there are no more file extent items for
2531          * our inode.
2532          */
2533         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
2534         if (key.objectid != btrfs_ino(inode) || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2535                 return 1;
2536
2537         /* See the comment at fiemap_search_slot() about why we clone. */
2538         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2539         if (!clone)
2540                 return -ENOMEM;
2541
2542         slot = path->slots[0];
2543         btrfs_release_path(path);
2544         path->nodes[0] = clone;
2545         path->slots[0] = slot;
2546
2547         return 0;
2548 }
2549
2550 /*
2551  * Search for the first file extent item that starts at a given file offset or
2552  * the one that starts immediately before that offset.
2553  * Returns: 0 on success, < 0 on error, 1 if not found.
2554  */
2555 static int fiemap_search_slot(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
2556                               u64 file_offset)
2557 {
2558         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2559         struct btrfs_root *root = inode->root;
2560         struct extent_buffer *clone;
2561         struct btrfs_key key;
2562         int slot;
2563         int ret;
2564
2565         key.objectid = ino;
2566         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2567         key.offset = file_offset;
2568
2569         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
2570         if (ret < 0)
2571                 return ret;
2572
2573         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
2574                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
2575                 if (key.objectid == ino && key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2576                         path->slots[0]--;
2577         }
2578
2579         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
2580                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2581                 if (ret != 0)
2582                         return ret;
2583
2584                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
2585                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2586                         return 1;
2587         }
2588
2589         /*
2590          * We clone the leaf and use it during fiemap. This is because while
2591          * using the leaf we do expensive things like checking if an extent is
2592          * shared, which can take a long time. In order to prevent blocking
2593          * other tasks for too long, we use a clone of the leaf. We have locked
2594          * the file range in the inode's io tree, so we know none of our file
2595          * extent items can change. This way we avoid blocking other tasks that
2596          * want to insert items for other inodes in the same leaf or b+tree
2597          * rebalance operations (triggered for example when someone is trying
2598          * to push items into this leaf when trying to insert an item in a
2599          * neighbour leaf).
2600          * We also need the private clone because holding a read lock on an
2601          * extent buffer of the subvolume's b+tree will make lockdep unhappy
2602          * when we call fiemap_fill_next_extent(), because that may cause a page
2603          * fault when filling the user space buffer with fiemap data.
2604          */
2605         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2606         if (!clone)
2607                 return -ENOMEM;
2608
2609         slot = path->slots[0];
2610         btrfs_release_path(path);
2611         path->nodes[0] = clone;
2612         path->slots[0] = slot;
2613
2614         return 0;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Process a range which is a hole or a prealloc extent in the inode's subvolume
2619  * btree. If @disk_bytenr is 0, we are dealing with a hole, otherwise a prealloc
2620  * extent. The end offset (@end) is inclusive.
2621  */
2622 static int fiemap_process_hole(struct btrfs_inode *inode,
2623                                struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2624                                struct fiemap_cache *cache,
2625                                struct extent_state **delalloc_cached_state,
2626                                struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx,
2627                                u64 disk_bytenr, u64 extent_offset,
2628                                u64 extent_gen,
2629                                u64 start, u64 end)
2630 {
2631         const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
2632         u64 cur_offset = start;
2633         u64 last_delalloc_end = 0;
2634         u32 prealloc_flags = FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
2635         bool checked_extent_shared = false;
2636         int ret;
2637
2638         /*
2639          * There can be no delalloc past i_size, so don't waste time looking for
2640          * it beyond i_size.
2641          */
2642         while (cur_offset < end && cur_offset < i_size) {
2643                 u64 delalloc_start;
2644                 u64 delalloc_end;
2645                 u64 prealloc_start;
2646                 u64 prealloc_len = 0;
2647                 bool delalloc;
2648
2649                 delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode, cur_offset, end,
2650                                                         delalloc_cached_state,
2651                                                         &delalloc_start,
2652                                                         &delalloc_end);
2653                 if (!delalloc)
2654                         break;
2655
2656                 /*
2657                  * If this is a prealloc extent we have to report every section
2658                  * of it that has no delalloc.
2659                  */
2660                 if (disk_bytenr != 0) {
2661                         if (last_delalloc_end == 0) {
2662                                 prealloc_start = start;
2663                                 prealloc_len = delalloc_start - start;
2664                         } else {
2665                                 prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
2666                                 prealloc_len = delalloc_start - prealloc_start;
2667                         }
2668                 }
2669
2670                 if (prealloc_len > 0) {
2671                         if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
2672                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2673                                                                   disk_bytenr,
2674                                                                   extent_gen,
2675                                                                   backref_ctx);
2676                                 if (ret < 0)
2677                                         return ret;
2678                                 else if (ret > 0)
2679                                         prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2680
2681                                 checked_extent_shared = true;
2682                         }
2683                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
2684                                                  disk_bytenr + extent_offset,
2685                                                  prealloc_len, prealloc_flags);
2686                         if (ret)
2687                                 return ret;
2688                         extent_offset += prealloc_len;
2689                 }
2690
2691                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, delalloc_start, 0,
2692                                          delalloc_end + 1 - delalloc_start,
2693                                          FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
2694                                          FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
2695                 if (ret)
2696                         return ret;
2697
2698                 last_delalloc_end = delalloc_end;
2699                 cur_offset = delalloc_end + 1;
2700                 extent_offset += cur_offset - delalloc_start;
2701                 cond_resched();
2702         }
2703
2704         /*
2705          * Either we found no delalloc for the whole prealloc extent or we have
2706          * a prealloc extent that spans i_size or starts at or after i_size.
2707          */
2708         if (disk_bytenr != 0 && last_delalloc_end < end) {
2709                 u64 prealloc_start;
2710                 u64 prealloc_len;
2711
2712                 if (last_delalloc_end == 0) {
2713                         prealloc_start = start;
2714                         prealloc_len = end + 1 - start;
2715                 } else {
2716                         prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
2717                         prealloc_len = end + 1 - prealloc_start;
2718                 }
2719
2720                 if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
2721                         ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2722                                                           disk_bytenr,
2723                                                           extent_gen,
2724                                                           backref_ctx);
2725                         if (ret < 0)
2726                                 return ret;
2727                         else if (ret > 0)
2728                                 prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2729                 }
2730                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
2731                                          disk_bytenr + extent_offset,
2732                                          prealloc_len, prealloc_flags);
2733                 if (ret)
2734                         return ret;
2735         }
2736
2737         return 0;
2738 }
2739
2740 static int fiemap_find_last_extent_offset(struct btrfs_inode *inode,
2741                                           struct btrfs_path *path,
2742                                           u64 *last_extent_end_ret)
2743 {
2744         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2745         struct btrfs_root *root = inode->root;
2746         struct extent_buffer *leaf;
2747         struct btrfs_file_extent_item *ei;
2748         struct btrfs_key key;
2749         u64 disk_bytenr;
2750         int ret;
2751
2752         /*
2753          * Lookup the last file extent. We're not using i_size here because
2754          * there might be preallocation past i_size.
2755          */
2756         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino, (u64)-1, 0);
2757         /* There can't be a file extent item at offset (u64)-1 */
2758         ASSERT(ret != 0);
2759         if (ret < 0)
2760                 return ret;
2761
2762         /*
2763          * For a non-existing key, btrfs_search_slot() always leaves us at a
2764          * slot > 0, except if the btree is empty, which is impossible because
2765          * at least it has the inode item for this inode and all the items for
2766          * the root inode 256.
2767          */
2768         ASSERT(path->slots[0] > 0);
2769         path->slots[0]--;
2770         leaf = path->nodes[0];
2771         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2772         if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2773                 /* No file extent items in the subvolume tree. */
2774                 *last_extent_end_ret = 0;
2775                 return 0;
2776         }
2777
2778         /*
2779          * For an inline extent, the disk_bytenr is where inline data starts at,
2780          * so first check if we have an inline extent item before checking if we
2781          * have an implicit hole (disk_bytenr == 0).
2782          */
2783         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
2784         if (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2785                 *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
2786                 return 0;
2787         }
2788
2789         /*
2790          * Find the last file extent item that is not a hole (when NO_HOLES is
2791          * not enabled). This should take at most 2 iterations in the worst
2792          * case: we have one hole file extent item at slot 0 of a leaf and
2793          * another hole file extent item as the last item in the previous leaf.
2794          * This is because we merge file extent items that represent holes.
2795          */
2796         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2797         while (disk_bytenr == 0) {
2798                 ret = btrfs_previous_item(root, path, ino, BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
2799                 if (ret < 0) {
2800                         return ret;
2801                 } else if (ret > 0) {
2802                         /* No file extent items that are not holes. */
2803                         *last_extent_end_ret = 0;
2804                         return 0;
2805                 }
2806                 leaf = path->nodes[0];
2807                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2808                                     struct btrfs_file_extent_item);
2809                 disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2810         }
2811
2812         *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
2813         return 0;
2814 }
2815
2816 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2817                   u64 start, u64 len)
2818 {
2819         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2820         struct extent_state *cached_state = NULL;
2821         struct extent_state *delalloc_cached_state = NULL;
2822         struct btrfs_path *path;
2823         struct fiemap_cache cache = { 0 };
2824         struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx;
2825         u64 last_extent_end;
2826         u64 prev_extent_end;
2827         u64 lockstart;
2828         u64 lockend;
2829         bool stopped = false;
2830         int ret;
2831
2832         backref_ctx = btrfs_alloc_backref_share_check_ctx();
2833         path = btrfs_alloc_path();
2834         if (!backref_ctx || !path) {
2835                 ret = -ENOMEM;
2836                 goto out;
2837         }
2838
2839         lockstart = round_down(start, inode->root->fs_info->sectorsize);
2840         lockend = round_up(start + len, inode->root->fs_info->sectorsize);
2841         prev_extent_end = lockstart;
2842
2843         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
2844         lock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
2845
2846         ret = fiemap_find_last_extent_offset(inode, path, &last_extent_end);
2847         if (ret < 0)
2848                 goto out_unlock;
2849         btrfs_release_path(path);
2850
2851         path->reada = READA_FORWARD;
2852         ret = fiemap_search_slot(inode, path, lockstart);
2853         if (ret < 0) {
2854                 goto out_unlock;
2855         } else if (ret > 0) {
2856                 /*
2857                  * No file extent item found, but we may have delalloc between
2858                  * the current offset and i_size. So check for that.
2859                  */
2860                 ret = 0;
2861                 goto check_eof_delalloc;
2862         }
2863
2864         while (prev_extent_end < lockend) {
2865                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
2866                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
2867                 struct btrfs_key key;
2868                 u64 extent_end;
2869                 u64 extent_len;
2870                 u64 extent_offset = 0;
2871                 u64 extent_gen;
2872                 u64 disk_bytenr = 0;
2873                 u64 flags = 0;
2874                 int extent_type;
2875                 u8 compression;
2876
2877                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2878                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2879                         break;
2880
2881                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2882
2883                 /*
2884                  * The first iteration can leave us at an extent item that ends
2885                  * before our range's start. Move to the next item.
2886                  */
2887                 if (extent_end <= lockstart)
2888                         goto next_item;
2889
2890                 backref_ctx->curr_leaf_bytenr = leaf->start;
2891
2892                 /* We have in implicit hole (NO_HOLES feature enabled). */
2893                 if (prev_extent_end < key.offset) {
2894                         const u64 range_end = min(key.offset, lockend) - 1;
2895
2896                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2897                                                   &delalloc_cached_state,
2898                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
2899                                                   prev_extent_end, range_end);
2900                         if (ret < 0) {
2901                                 goto out_unlock;
2902                         } else if (ret > 0) {
2903                                 /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
2904                                 stopped = true;
2905                                 break;
2906                         }
2907
2908                         /* We've reached the end of the fiemap range, stop. */
2909                         if (key.offset >= lockend) {
2910                                 stopped = true;
2911                                 break;
2912                         }
2913                 }
2914
2915                 extent_len = extent_end - key.offset;
2916                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2917                                     struct btrfs_file_extent_item);
2918                 compression = btrfs_file_extent_compression(leaf, ei);
2919                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
2920                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, ei);
2921
2922                 if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2923                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2924                         if (compression == BTRFS_COMPRESS_NONE)
2925                                 extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
2926                 }
2927
2928                 if (compression != BTRFS_COMPRESS_NONE)
2929                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
2930
2931                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2932                         flags |= FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE;
2933                         flags |= FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED;
2934                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset, 0,
2935                                                  extent_len, flags);
2936                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2937                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2938                                                   &delalloc_cached_state,
2939                                                   backref_ctx,
2940                                                   disk_bytenr, extent_offset,
2941                                                   extent_gen, key.offset,
2942                                                   extent_end - 1);
2943                 } else if (disk_bytenr == 0) {
2944                         /* We have an explicit hole. */
2945                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2946                                                   &delalloc_cached_state,
2947                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
2948                                                   key.offset, extent_end - 1);
2949                 } else {
2950                         /* We have a regular extent. */
2951                         if (fieinfo->fi_extents_max) {
2952                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2953                                                                   disk_bytenr,
2954                                                                   extent_gen,
2955                                                                   backref_ctx);
2956                                 if (ret < 0)
2957                                         goto out_unlock;
2958                                 else if (ret > 0)
2959                                         flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2960                         }
2961
2962                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset,
2963                                                  disk_bytenr + extent_offset,
2964                                                  extent_len, flags);
2965                 }
2966
2967                 if (ret < 0) {
2968                         goto out_unlock;
2969                 } else if (ret > 0) {
2970                         /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
2971                         stopped = true;
2972                         break;
2973                 }
2974
2975                 prev_extent_end = extent_end;
2976 next_item:
2977                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2978                         ret = -EINTR;
2979                         goto out_unlock;
2980                 }
2981
2982                 ret = fiemap_next_leaf_item(inode, path);
2983                 if (ret < 0) {
2984                         goto out_unlock;
2985                 } else if (ret > 0) {
2986                         /* No more file extent items for this inode. */
2987                         break;
2988                 }
2989                 cond_resched();
2990         }
2991
2992 check_eof_delalloc:
2993         /*
2994          * Release (and free) the path before emitting any final entries to
2995          * fiemap_fill_next_extent() to keep lockdep happy. This is because
2996          * once we find no more file extent items exist, we may have a
2997          * non-cloned leaf, and fiemap_fill_next_extent() can trigger page
2998          * faults when copying data to the user space buffer.
2999          */
3000         btrfs_free_path(path);
3001         path = NULL;
3002
3003         if (!stopped && prev_extent_end < lockend) {
3004                 ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3005                                           &delalloc_cached_state, backref_ctx,
3006                                           0, 0, 0, prev_extent_end, lockend - 1);
3007                 if (ret < 0)
3008                         goto out_unlock;
3009                 prev_extent_end = lockend;
3010         }
3011
3012         if (cache.cached && cache.offset + cache.len >= last_extent_end) {
3013                 const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
3014
3015                 if (prev_extent_end < i_size) {
3016                         u64 delalloc_start;
3017                         u64 delalloc_end;
3018                         bool delalloc;
3019
3020                         delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode,
3021                                                                 prev_extent_end,
3022                                                                 i_size - 1,
3023                                                                 &delalloc_cached_state,
3024                                                                 &delalloc_start,
3025                                                                 &delalloc_end);
3026                         if (!delalloc)
3027                                 cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3028                 } else {
3029                         cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3030                 }
3031         }
3032
3033         ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
3034
3035 out_unlock:
3036         unlock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
3037         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
3038 out:
3039         free_extent_state(delalloc_cached_state);
3040         btrfs_free_backref_share_ctx(backref_ctx);
3041         btrfs_free_path(path);
3042         return ret;
3043 }
3044
3045 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3046 {
3047         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
3048 }
3049
3050 static int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
3051 {
3052         return (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
3053                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
3054 }
3055
3056 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
3057 {
3058         struct btrfs_subpage *subpage;
3059
3060         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
3061
3062         if (PagePrivate(page)) {
3063                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
3064                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
3065                         return true;
3066                 /*
3067                  * Even there is no eb refs here, we may still have
3068                  * end_page_read() call relying on page::private.
3069                  */
3070                 if (atomic_read(&subpage->readers))
3071                         return true;
3072         }
3073         return false;
3074 }
3075
3076 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
3077 {
3078         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3079         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
3080
3081         /*
3082          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
3083          * be done under the private_lock.
3084          */
3085         if (mapped)
3086                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
3087
3088         if (!PagePrivate(page)) {
3089                 if (mapped)
3090                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3091                 return;
3092         }
3093
3094         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
3095                 /*
3096                  * We do this since we'll remove the pages after we've
3097                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
3098                  * and have this page now attached to the new eb.  So
3099                  * only clear page_private if it's still connected to
3100                  * this eb.
3101                  */
3102                 if (PagePrivate(page) &&
3103                     page->private == (unsigned long)eb) {
3104                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
3105                         BUG_ON(PageDirty(page));
3106                         BUG_ON(PageWriteback(page));
3107                         /*
3108                          * We need to make sure we haven't be attached
3109                          * to a new eb.
3110                          */
3111                         detach_page_private(page);
3112                 }
3113                 if (mapped)
3114                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3115                 return;
3116         }
3117
3118         /*
3119          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
3120          * we can directly detach the private as such page is only attached to
3121          * one dummy eb, no sharing.
3122          */
3123         if (!mapped) {
3124                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3125                 return;
3126         }
3127
3128         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
3129
3130         /*
3131          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
3132          * page range and no unfinished IO.
3133          */
3134         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
3135                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3136
3137         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3138 }
3139
3140 /* Release all pages attached to the extent buffer */
3141 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
3142 {
3143         int i;
3144         int num_pages;
3145
3146         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
3147
3148         num_pages = num_extent_pages(eb);
3149         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3150                 struct page *page = eb->pages[i];
3151
3152                 if (!page)
3153                         continue;
3154
3155                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
3156
3157                 /* One for when we allocated the page */
3158                 put_page(page);
3159         }
3160 }
3161
3162 /*
3163  * Helper for releasing the extent buffer.
3164  */
3165 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3166 {
3167         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
3168         btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
3169         __free_extent_buffer(eb);
3170 }
3171
3172 static struct extent_buffer *
3173 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
3174                       unsigned long len)
3175 {
3176         struct extent_buffer *eb = NULL;
3177
3178         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
3179         eb->start = start;
3180         eb->len = len;
3181         eb->fs_info = fs_info;
3182         init_rwsem(&eb->lock);
3183
3184         btrfs_leak_debug_add_eb(eb);
3185
3186         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
3187         atomic_set(&eb->refs, 1);
3188
3189         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
3190
3191         return eb;
3192 }
3193
3194 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
3195 {
3196         int i;
3197         struct extent_buffer *new;
3198         int num_pages = num_extent_pages(src);
3199         int ret;
3200
3201         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
3202         if (new == NULL)
3203                 return NULL;
3204
3205         /*
3206          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
3207          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
3208          * UNMAPPED subpage extent buffer.
3209          */
3210         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
3211
3212         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, new->pages);
3213         if (ret) {
3214                 btrfs_release_extent_buffer(new);
3215                 return NULL;
3216         }
3217
3218         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3219                 int ret;
3220                 struct page *p = new->pages[i];
3221
3222                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
3223                 if (ret < 0) {
3224                         btrfs_release_extent_buffer(new);
3225                         return NULL;
3226                 }
3227                 WARN_ON(PageDirty(p));
3228         }
3229         copy_extent_buffer_full(new, src);
3230         set_extent_buffer_uptodate(new);
3231
3232         return new;
3233 }
3234
3235 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3236                                                   u64 start, unsigned long len)
3237 {
3238         struct extent_buffer *eb;
3239         int num_pages;
3240         int i;
3241         int ret;
3242
3243         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
3244         if (!eb)
3245                 return NULL;
3246
3247         num_pages = num_extent_pages(eb);
3248         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, eb->pages);
3249         if (ret)
3250                 goto err;
3251
3252         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3253                 struct page *p = eb->pages[i];
3254
3255                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, NULL);
3256                 if (ret < 0)
3257                         goto err;
3258         }
3259
3260         set_extent_buffer_uptodate(eb);
3261         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
3262         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
3263
3264         return eb;
3265 err:
3266         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3267                 if (eb->pages[i]) {
3268                         detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i]);
3269                         __free_page(eb->pages[i]);
3270                 }
3271         }
3272         __free_extent_buffer(eb);
3273         return NULL;
3274 }
3275
3276 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3277                                                 u64 start)
3278 {
3279         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
3280 }
3281
3282 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
3283 {
3284         int refs;
3285         /*
3286          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
3287          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
3288          * is created by find_extent_buffer.
3289          *
3290          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
3291          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
3292          * calling release_folio when the tree reference is the only reference.
3293          *
3294          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
3295          * pages are not under io. However, release_folio can be concurrently
3296          * called with creating new references, which is prone to race
3297          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
3298          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
3299          *
3300          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
3301          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
3302          * its corresponding reference are not. To protect against this
3303          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
3304          * which trigger io. Note that once io is initiated, TREE_REF can no
3305          * longer be cleared, so that is the moment at which any such race is
3306          * best fixed.
3307          */
3308         refs = atomic_read(&eb->refs);
3309         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3310                 return;
3311
3312         spin_lock(&eb->refs_lock);
3313         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3314                 atomic_inc(&eb->refs);
3315         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3316 }
3317
3318 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
3319                 struct page *accessed)
3320 {
3321         int num_pages, i;
3322
3323         check_buffer_tree_ref(eb);
3324
3325         num_pages = num_extent_pages(eb);
3326         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3327                 struct page *p = eb->pages[i];
3328
3329                 if (p != accessed)
3330                         mark_page_accessed(p);
3331         }
3332 }
3333
3334 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3335                                          u64 start)
3336 {
3337         struct extent_buffer *eb;
3338
3339         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
3340         if (!eb)
3341                 return NULL;
3342         /*
3343          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
3344          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
3345          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
3346          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
3347          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
3348          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
3349          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
3350          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
3351          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
3352          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
3353          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
3354          */
3355         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
3356                 spin_lock(&eb->refs_lock);
3357                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
3358         }
3359         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
3360         return eb;
3361 }
3362
3363 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
3364 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3365                                         u64 start)
3366 {
3367         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
3368         int ret;
3369
3370         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
3371         if (eb)
3372                 return eb;
3373         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
3374         if (!eb)
3375                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3376         eb->fs_info = fs_info;
3377 again:
3378         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
3379         if (ret) {
3380                 exists = ERR_PTR(ret);
3381                 goto free_eb;
3382         }
3383         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3384         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
3385                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
3386         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3387         radix_tree_preload_end();
3388         if (ret == -EEXIST) {
3389                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
3390                 if (exists)
3391                         goto free_eb;
3392                 else
3393                         goto again;
3394         }
3395         check_buffer_tree_ref(eb);
3396         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
3397
3398         return eb;
3399 free_eb:
3400         btrfs_release_extent_buffer(eb);
3401         return exists;
3402 }
3403 #endif
3404
3405 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
3406                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
3407 {
3408         struct extent_buffer *exists;
3409
3410         /*
3411          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
3412          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
3413          * return NULL and just continue.
3414          */
3415         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
3416                 return NULL;
3417
3418         /* Page not yet attached to an extent buffer */
3419         if (!PagePrivate(page))
3420                 return NULL;
3421
3422         /*
3423          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
3424          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
3425          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
3426          * just overwrite page->private.
3427          */
3428         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
3429         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
3430                 return exists;
3431
3432         WARN_ON(PageDirty(page));
3433         detach_page_private(page);
3434         return NULL;
3435 }
3436
3437 static int check_eb_alignment(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
3438 {
3439         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
3440                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
3441                 return -EINVAL;
3442         }
3443
3444         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE &&
3445             offset_in_page(start) + fs_info->nodesize > PAGE_SIZE) {
3446                 btrfs_err(fs_info,
3447                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %u",
3448                           start, fs_info->nodesize);
3449                 return -EINVAL;
3450         }
3451         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE &&
3452             !PAGE_ALIGNED(start)) {
3453                 btrfs_err(fs_info,
3454                 "tree block is not page aligned, start %llu nodesize %u",
3455                           start, fs_info->nodesize);
3456                 return -EINVAL;
3457         }
3458         return 0;
3459 }
3460
3461 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3462                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
3463 {
3464         unsigned long len = fs_info->nodesize;
3465         int num_pages;
3466         int i;
3467         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
3468         struct extent_buffer *eb;
3469         struct extent_buffer *exists = NULL;
3470         struct page *p;
3471         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
3472         struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
3473         u64 lockdep_owner = owner_root;
3474         int uptodate = 1;
3475         int ret;
3476
3477         if (check_eb_alignment(fs_info, start))
3478                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3479
3480 #if BITS_PER_LONG == 32
3481         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
3482                 btrfs_err_rl(fs_info,
3483                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
3484                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
3485                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
3486         }
3487         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
3488                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
3489 #endif
3490
3491         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
3492         if (eb)
3493                 return eb;
3494
3495         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
3496         if (!eb)
3497                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3498
3499         /*
3500          * The reloc trees are just snapshots, so we need them to appear to be
3501          * just like any other fs tree WRT lockdep.
3502          */
3503         if (lockdep_owner == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID)
3504                 lockdep_owner = BTRFS_FS_TREE_OBJECTID;
3505
3506         btrfs_set_buffer_lockdep_class(lockdep_owner, eb, level);
3507
3508         num_pages = num_extent_pages(eb);
3509
3510         /*
3511          * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
3512          * allocate memory with private_lock nor page lock hold.
3513          *
3514          * The memory will be freed by attach_extent_buffer_page() or freed
3515          * manually if we exit earlier.
3516          */
3517         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
3518                 prealloc = btrfs_alloc_subpage(fs_info, BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
3519                 if (IS_ERR(prealloc)) {
3520                         exists = ERR_CAST(prealloc);
3521                         goto free_eb;
3522                 }
3523         }
3524
3525         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
3526                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
3527                 if (!p) {
3528                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
3529                         btrfs_free_subpage(prealloc);
3530                         goto free_eb;
3531                 }
3532
3533                 spin_lock(&mapping->private_lock);
3534                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
3535                 if (exists) {
3536                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
3537                         unlock_page(p);
3538                         put_page(p);
3539                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
3540                         btrfs_free_subpage(prealloc);
3541                         goto free_eb;
3542                 }
3543                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
3544                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
3545                 ASSERT(!ret);
3546                 /*
3547                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
3548                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
3549                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
3550                  *
3551                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
3552                  * detach_extent_buffer_page().
3553                  * Thus needs no special handling in error path.
3554                  */
3555                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
3556                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
3557
3558                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
3559                 eb->pages[i] = p;
3560                 if (!btrfs_page_test_uptodate(fs_info, p, eb->start, eb->len))
3561                         uptodate = 0;
3562
3563                 /*
3564                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
3565                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
3566                  * opens a race with btree_release_folio which can free a page
3567                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
3568                  * we could crash.
3569                  */
3570         }
3571         if (uptodate)
3572                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3573 again:
3574         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
3575         if (ret) {
3576                 exists = ERR_PTR(ret);
3577                 goto free_eb;
3578         }
3579
3580         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3581         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
3582                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
3583         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3584         radix_tree_preload_end();
3585         if (ret == -EEXIST) {
3586                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
3587                 if (exists)
3588                         goto free_eb;
3589                 else
3590                         goto again;
3591         }
3592         /* add one reference for the tree */
3593         check_buffer_tree_ref(eb);
3594         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
3595
3596         /*
3597          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
3598          * btree_release_folio will correctly detect that a page belongs to a
3599          * live buffer and won't free them prematurely.
3600          */
3601         for (i = 0; i < num_pages; i++)
3602                 unlock_page(eb->pages[i]);
3603         return eb;
3604
3605 free_eb:
3606         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
3607         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3608                 if (eb->pages[i])
3609                         unlock_page(eb->pages[i]);
3610         }
3611
3612         btrfs_release_extent_buffer(eb);
3613         return exists;
3614 }
3615
3616 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
3617 {
3618         struct extent_buffer *eb =
3619                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
3620
3621         __free_extent_buffer(eb);
3622 }
3623
3624 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3625         __releases(&eb->refs_lock)
3626 {
3627         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
3628
3629         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3630         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
3631                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
3632                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3633
3634                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3635
3636                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3637                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
3638                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
3639                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3640                 } else {
3641                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3642                 }
3643
3644                 btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
3645                 /* Should be safe to release our pages at this point */
3646                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
3647 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
3648                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
3649                         __free_extent_buffer(eb);
3650                         return 1;
3651                 }
3652 #endif
3653                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
3654                 return 1;
3655         }
3656         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3657
3658         return 0;
3659 }
3660
3661 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3662 {
3663         int refs;
3664         if (!eb)
3665                 return;
3666
3667         refs = atomic_read(&eb->refs);
3668         while (1) {
3669                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
3670                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
3671                         refs == 1))
3672                         break;
3673                 if (atomic_try_cmpxchg(&eb->refs, &refs, refs - 1))
3674                         return;
3675         }
3676
3677         spin_lock(&eb->refs_lock);
3678         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
3679             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
3680             !extent_buffer_under_io(eb) &&
3681             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3682                 atomic_dec(&eb->refs);
3683
3684         /*
3685          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
3686          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
3687          */
3688         release_extent_buffer(eb);
3689 }
3690
3691 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
3692 {
3693         if (!eb)
3694                 return;
3695
3696         spin_lock(&eb->refs_lock);
3697         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
3698
3699         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
3700             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3701                 atomic_dec(&eb->refs);
3702         release_extent_buffer(eb);
3703 }
3704
3705 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
3706 {
3707         ASSERT(PageDirty(page));
3708         ASSERT(PageLocked(page));
3709         clear_page_dirty_for_io(page);
3710         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
3711         if (!PageDirty(page))
3712                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
3713                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
3714         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
3715 }
3716
3717 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
3718 {
3719         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3720         struct page *page = eb->pages[0];
3721         bool last;
3722
3723         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
3724         lock_page(page);
3725         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
3726                                                   eb->len);
3727         if (last)
3728                 btree_clear_page_dirty(page);
3729         unlock_page(page);
3730         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3731 }
3732
3733 void btrfs_clear_buffer_dirty(struct btrfs_trans_handle *trans,
3734                               struct extent_buffer *eb)
3735 {
3736         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3737         int i;
3738         int num_pages;
3739         struct page *page;
3740
3741         btrfs_assert_tree_write_locked(eb);
3742
3743         if (trans && btrfs_header_generation(eb) != trans->transid)
3744                 return;
3745
3746         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags))
3747                 return;
3748
3749         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes, -eb->len,
3750                                  fs_info->dirty_metadata_batch);
3751
3752         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
3753                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
3754
3755         num_pages = num_extent_pages(eb);
3756
3757         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3758                 page = eb->pages[i];
3759                 if (!PageDirty(page))
3760                         continue;
3761                 lock_page(page);
3762                 btree_clear_page_dirty(page);
3763                 unlock_page(page);
3764         }
3765         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3766 }
3767
3768 void set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
3769 {
3770         int i;
3771         int num_pages;
3772         bool was_dirty;
3773
3774         check_buffer_tree_ref(eb);
3775
3776         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
3777
3778         num_pages = num_extent_pages(eb);
3779         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3780         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
3781
3782         if (!was_dirty) {
3783                 bool subpage = eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE;
3784
3785                 /*
3786                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
3787                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
3788                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
3789                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
3790                  * we just set it.
3791                  *
3792                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
3793                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
3794                  * the above race.
3795                  */
3796                 if (subpage)
3797                         lock_page(eb->pages[0]);
3798                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
3799                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
3800                                              eb->start, eb->len);
3801                 if (subpage)
3802                         unlock_page(eb->pages[0]);
3803                 percpu_counter_add_batch(&eb->fs_info->dirty_metadata_bytes,
3804                                          eb->len,
3805                                          eb->fs_info->dirty_metadata_batch);
3806         }
3807 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
3808         for (i = 0; i < num_pages; i++)
3809                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
3810 #endif
3811 }
3812
3813 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
3814 {
3815         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3816         struct page *page;
3817         int num_pages;
3818         int i;
3819
3820         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3821         num_pages = num_extent_pages(eb);
3822         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3823                 page = eb->pages[i];
3824                 if (!page)
3825                         continue;
3826
3827                 /*
3828                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
3829                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
3830                  */
3831                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
3832                         ClearPageUptodate(page);
3833                 else
3834                         btrfs_subpage_clear_uptodate(fs_info, page, eb->start,
3835                                                      eb->len);
3836         }
3837 }
3838
3839 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
3840 {
3841         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3842         struct page *page;
3843         int num_pages;
3844         int i;
3845
3846         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3847         num_pages = num_extent_pages(eb);
3848         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3849                 page = eb->pages[i];
3850
3851                 /*
3852                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
3853                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
3854                  */
3855                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
3856                         SetPageUptodate(page);
3857                 else
3858                         btrfs_subpage_set_uptodate(fs_info, page, eb->start,
3859                                                    eb->len);
3860         }
3861 }
3862
3863 static void extent_buffer_read_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
3864 {
3865         struct extent_buffer *eb = bbio->private;
3866         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3867         bool uptodate = !bbio->bio.bi_status;
3868         struct bvec_iter_all iter_all;
3869         struct bio_vec *bvec;
3870         u32 bio_offset = 0;
3871
3872         eb->read_mirror = bbio->mirror_num;
3873
3874         if (uptodate &&
3875             btrfs_validate_extent_buffer(eb, &bbio->parent_check) < 0)
3876                 uptodate = false;
3877
3878         if (uptodate) {
3879                 set_extent_buffer_uptodate(eb);
3880         } else {
3881                 clear_extent_buffer_uptodate(eb);
3882                 set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3883         }
3884
3885         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
3886                 u64 start = eb->start + bio_offset;
3887                 struct page *page = bvec->bv_page;
3888                 u32 len = bvec->bv_len;
3889
3890                 if (uptodate)
3891                         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
3892                 else
3893                         btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
3894
3895                 bio_offset += len;
3896         }
3897
3898         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READING, &eb->bflags);
3899         smp_mb__after_atomic();
3900         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_READING);
3901         free_extent_buffer(eb);
3902
3903         bio_put(&bbio->bio);
3904 }
3905
3906 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num,
3907                              struct btrfs_tree_parent_check *check)
3908 {
3909         int num_pages = num_extent_pages(eb), i;
3910         struct btrfs_bio *bbio;
3911
3912         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
3913                 return 0;
3914
3915         /*
3916          * We could have had EXTENT_BUFFER_UPTODATE cleared by the write
3917          * operation, which could potentially still be in flight.  In this case
3918          * we simply want to return an error.
3919          */
3920         if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)))
3921                 return -EIO;
3922
3923         /* Someone else is already reading the buffer, just wait for it. */
3924         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_READING, &eb->bflags))
3925                 goto done;
3926
3927         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3928         eb->read_mirror = 0;
3929         check_buffer_tree_ref(eb);
3930         atomic_inc(&eb->refs);
3931
3932         bbio = btrfs_bio_alloc(INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES,
3933                                REQ_OP_READ | REQ_META, eb->fs_info,
3934                                extent_buffer_read_end_io, eb);
3935         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = eb->start >> SECTOR_SHIFT;
3936         bbio->inode = BTRFS_I(eb->fs_info->btree_inode);
3937         bbio->file_offset = eb->start;
3938         memcpy(&bbio->parent_check, check, sizeof(*check));
3939         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
3940                 __bio_add_page(&bbio->bio, eb->pages[0], eb->len,
3941                                eb->start - page_offset(eb->pages[0]));
3942         } else {
3943                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
3944                         __bio_add_page(&bbio->bio, eb->pages[i], PAGE_SIZE, 0);
3945         }
3946         btrfs_submit_bio(bbio, mirror_num);
3947
3948 done:
3949         if (wait == WAIT_COMPLETE) {
3950                 wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_READING, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3951                 if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
3952                         return -EIO;
3953         }
3954
3955         return 0;
3956 }
3957
3958 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
3959                             unsigned long len)
3960 {
3961         btrfs_warn(eb->fs_info,
3962                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
3963                 eb->start, eb->len, start, len);
3964         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
3965
3966         return true;
3967 }
3968
3969 /*
3970  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
3971  * the eb.
3972  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
3973  *
3974  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
3975  */
3976 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
3977                                  unsigned long start, unsigned long len)
3978 {
3979         unsigned long offset;
3980
3981         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
3982         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
3983                 return report_eb_range(eb, start, len);
3984
3985         return false;
3986 }
3987
3988 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
3989                         unsigned long start, unsigned long len)
3990 {
3991         size_t cur;
3992         size_t offset;
3993         struct page *page;
3994         char *kaddr;
3995         char *dst = (char *)dstv;
3996         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
3997
3998         if (check_eb_range(eb, start, len)) {
3999                 /*
4000                  * Invalid range hit, reset the memory, so callers won't get
4001                  * some random garbage for their uninitialzed memory.
4002                  */
4003                 memset(dstv, 0, len);
4004                 return;
4005         }
4006
4007         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4008
4009         while (len > 0) {
4010                 page = eb->pages[i];
4011
4012                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4013                 kaddr = page_address(page);
4014                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
4015
4016                 dst += cur;
4017                 len -= cur;
4018                 offset = 0;
4019                 i++;
4020         }
4021 }
4022
4023 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
4024                                        void __user *dstv,
4025                                        unsigned long start, unsigned long len)
4026 {
4027         size_t cur;
4028         size_t offset;
4029         struct page *page;
4030         char *kaddr;
4031         char __user *dst = (char __user *)dstv;
4032         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4033         int ret = 0;
4034
4035         WARN_ON(start > eb->len);
4036         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
4037
4038         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4039
4040         while (len > 0) {
4041                 page = eb->pages[i];
4042
4043                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4044                 kaddr = page_address(page);
4045                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
4046                         ret = -EFAULT;
4047                         break;
4048                 }
4049
4050                 dst += cur;
4051                 len -= cur;
4052                 offset = 0;
4053                 i++;
4054         }
4055
4056         return ret;
4057 }
4058
4059 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
4060                          unsigned long start, unsigned long len)
4061 {
4062         size_t cur;
4063         size_t offset;
4064         struct page *page;
4065         char *kaddr;
4066         char *ptr = (char *)ptrv;
4067         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4068         int ret = 0;
4069
4070         if (check_eb_range(eb, start, len))
4071                 return -EINVAL;
4072
4073         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4074
4075         while (len > 0) {
4076                 page = eb->pages[i];
4077
4078                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4079
4080                 kaddr = page_address(page);
4081                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
4082                 if (ret)
4083                         break;
4084
4085                 ptr += cur;
4086                 len -= cur;
4087                 offset = 0;
4088                 i++;
4089         }
4090         return ret;
4091 }
4092
4093 /*
4094  * Check that the extent buffer is uptodate.
4095  *
4096  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
4097  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
4098  */
4099 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
4100                                     struct page *page)
4101 {
4102         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4103
4104         /*
4105          * If we are using the commit root we could potentially clear a page
4106          * Uptodate while we're using the extent buffer that we've previously
4107          * looked up.  We don't want to complain in this case, as the page was
4108          * valid before, we just didn't write it out.  Instead we want to catch
4109          * the case where we didn't actually read the block properly, which
4110          * would have !PageUptodate and !EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR.
4111          */
4112         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
4113                 return;
4114
4115         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
4116                 if (WARN_ON(!btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
4117                                                          eb->start, eb->len)))
4118                         btrfs_subpage_dump_bitmap(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4119         } else {
4120                 WARN_ON(!PageUptodate(page));
4121         }
4122 }
4123
4124 static void __write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb,
4125                                   const void *srcv, unsigned long start,
4126                                   unsigned long len, bool use_memmove)
4127 {
4128         size_t cur;
4129         size_t offset;
4130         struct page *page;
4131         char *kaddr;
4132         char *src = (char *)srcv;
4133         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4134         /* For unmapped (dummy) ebs, no need to check their uptodate status. */
4135         const bool check_uptodate = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
4136
4137         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
4138
4139         if (check_eb_range(eb, start, len))
4140                 return;
4141
4142         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4143
4144         while (len > 0) {
4145                 page = eb->pages[i];
4146                 if (check_uptodate)
4147                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4148
4149                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
4150                 kaddr = page_address(page);
4151                 if (use_memmove)
4152                         memmove(kaddr + offset, src, cur);
4153                 else
4154                         memcpy(kaddr + offset, src, cur);
4155
4156                 src += cur;
4157                 len -= cur;
4158                 offset = 0;
4159                 i++;
4160         }
4161 }
4162
4163 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
4164                          unsigned long start, unsigned long len)
4165 {
4166         return __write_extent_buffer(eb, srcv, start, len, false);
4167 }
4168
4169 static void memset_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, int c,
4170                                  unsigned long start, unsigned long len)
4171 {
4172         unsigned long cur = start;
4173
4174         while (cur < start + len) {
4175                 unsigned long index = get_eb_page_index(cur);
4176                 unsigned int offset = get_eb_offset_in_page(eb, cur);
4177                 unsigned int cur_len = min(start + len - cur, PAGE_SIZE - offset);
4178                 struct page *page = eb->pages[index];
4179
4180                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4181                 memset(page_address(page) + offset, c, cur_len);
4182
4183                 cur += cur_len;
4184         }
4185 }
4186
4187 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4188                            unsigned long len)
4189 {
4190         if (check_eb_range(eb, start, len))
4191                 return;
4192         return memset_extent_buffer(eb, 0, start, len);
4193 }
4194
4195 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
4196                              const struct extent_buffer *src)
4197 {
4198         unsigned long cur = 0;
4199
4200         ASSERT(dst->len == src->len);
4201
4202         while (cur < src->len) {
4203                 unsigned long index = get_eb_page_index(cur);
4204                 unsigned long offset = get_eb_offset_in_page(src, cur);
4205                 unsigned long cur_len = min(src->len, PAGE_SIZE - offset);
4206                 void *addr = page_address(src->pages[index]) + offset;
4207
4208                 write_extent_buffer(dst, addr, cur, cur_len);
4209
4210                 cur += cur_len;
4211         }
4212 }
4213
4214 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4215                         const struct extent_buffer *src,
4216                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4217                         unsigned long len)
4218 {
4219         u64 dst_len = dst->len;
4220         size_t cur;
4221         size_t offset;
4222         struct page *page;
4223         char *kaddr;
4224         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
4225
4226         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4227             check_eb_range(src, src_offset, len))
4228                 return;
4229
4230         WARN_ON(src->len != dst_len);
4231
4232         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
4233
4234         while (len > 0) {
4235                 page = dst->pages[i];
4236                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
4237
4238                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
4239
4240                 kaddr = page_address(page);
4241                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
4242
4243                 src_offset += cur;
4244                 len -= cur;
4245                 offset = 0;
4246                 i++;
4247         }
4248 }
4249
4250 /*
4251  * eb_bitmap_offset() - calculate the page and offset of the byte containing the
4252  * given bit number
4253  * @eb: the extent buffer
4254  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
4255  * @nr: bit number
4256  * @page_index: return index of the page in the extent buffer that contains the
4257  * given bit number
4258  * @page_offset: return offset into the page given by page_index
4259  *
4260  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
4261  * contains a given bit.
4262  */
4263 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
4264                                     unsigned long start, unsigned long nr,
4265                                     unsigned long *page_index,
4266                                     size_t *page_offset)
4267 {
4268         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
4269         size_t offset;
4270
4271         /*
4272          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
4273          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
4274          * bitmap item.
4275          */
4276         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
4277
4278         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
4279         *page_offset = offset_in_page(offset);
4280 }
4281
4282 /*
4283  * Determine whether a bit in a bitmap item is set.
4284  *
4285  * @eb:     the extent buffer
4286  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4287  * @nr:     bit number to test
4288  */
4289 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4290                            unsigned long nr)
4291 {
4292         u8 *kaddr;
4293         struct page *page;
4294         unsigned long i;
4295         size_t offset;
4296
4297         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
4298         page = eb->pages[i];
4299         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4300         kaddr = page_address(page);
4301         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
4302 }
4303
4304 static u8 *extent_buffer_get_byte(const struct extent_buffer *eb, unsigned long bytenr)
4305 {
4306         unsigned long index = get_eb_page_index(bytenr);
4307
4308         if (check_eb_range(eb, bytenr, 1))
4309                 return NULL;
4310         return page_address(eb->pages[index]) + get_eb_offset_in_page(eb, bytenr);
4311 }
4312
4313 /*
4314  * Set an area of a bitmap to 1.
4315  *
4316  * @eb:     the extent buffer
4317  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4318  * @pos:    bit number of the first bit
4319  * @len:    number of bits to set
4320  */
4321 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4322                               unsigned long pos, unsigned long len)
4323 {
4324         unsigned int first_byte = start + BIT_BYTE(pos);
4325         unsigned int last_byte = start + BIT_BYTE(pos + len - 1);
4326         const bool same_byte = (first_byte == last_byte);
4327         u8 mask = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
4328         u8 *kaddr;
4329
4330         if (same_byte)
4331                 mask &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4332
4333         /* Handle the first byte. */
4334         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, first_byte);
4335         *kaddr |= mask;
4336         if (same_byte)
4337                 return;
4338
4339         /* Handle the byte aligned part. */
4340         ASSERT(first_byte + 1 <= last_byte);
4341         memset_extent_buffer(eb, 0xff, first_byte + 1, last_byte - first_byte - 1);
4342
4343         /* Handle the last byte. */
4344         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, last_byte);
4345         *kaddr |= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4346 }
4347
4348
4349 /*
4350  * Clear an area of a bitmap.
4351  *
4352  * @eb:     the extent buffer
4353  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4354  * @pos:    bit number of the first bit
4355  * @len:    number of bits to clear
4356  */
4357 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
4358                                 unsigned long start, unsigned long pos,
4359                                 unsigned long len)
4360 {
4361         unsigned int first_byte = start + BIT_BYTE(pos);
4362         unsigned int last_byte = start + BIT_BYTE(pos + len - 1);
4363         const bool same_byte = (first_byte == last_byte);
4364         u8 mask = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
4365         u8 *kaddr;
4366
4367         if (same_byte)
4368                 mask &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4369
4370         /* Handle the first byte. */
4371         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, first_byte);
4372         *kaddr &= ~mask;
4373         if (same_byte)
4374                 return;
4375
4376         /* Handle the byte aligned part. */
4377         ASSERT(first_byte + 1 <= last_byte);
4378         memset_extent_buffer(eb, 0, first_byte + 1, last_byte - first_byte - 1);
4379
4380         /* Handle the last byte. */
4381         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, last_byte);
4382         *kaddr &= ~BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4383 }
4384
4385 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
4386 {
4387         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
4388         return distance < len;
4389 }
4390
4391 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4392                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4393                           unsigned long len)
4394 {
4395         unsigned long cur_off = 0;
4396
4397         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4398             check_eb_range(dst, src_offset, len))
4399                 return;
4400
4401         while (cur_off < len) {
4402                 unsigned long cur_src = cur_off + src_offset;
4403                 unsigned long pg_index = get_eb_page_index(cur_src);
4404                 unsigned long pg_off = get_eb_offset_in_page(dst, cur_src);
4405                 unsigned long cur_len = min(src_offset + len - cur_src,
4406                                             PAGE_SIZE - pg_off);
4407                 void *src_addr = page_address(dst->pages[pg_index]) + pg_off;
4408                 const bool use_memmove = areas_overlap(src_offset + cur_off,
4409                                                        dst_offset + cur_off, cur_len);
4410
4411                 __write_extent_buffer(dst, src_addr, dst_offset + cur_off, cur_len,
4412                                       use_memmove);
4413                 cur_off += cur_len;
4414         }
4415 }
4416
4417 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4418                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4419                            unsigned long len)
4420 {
4421         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
4422         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
4423
4424         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4425             check_eb_range(dst, src_offset, len))
4426                 return;
4427
4428         if (dst_offset < src_offset) {
4429                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
4430                 return;
4431         }
4432
4433         while (len > 0) {
4434                 unsigned long src_i;
4435                 size_t cur;
4436                 size_t dst_off_in_page;
4437                 size_t src_off_in_page;
4438                 void *src_addr;
4439                 bool use_memmove;
4440
4441                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
4442
4443                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
4444                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
4445
4446                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
4447                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
4448
4449                 src_addr = page_address(dst->pages[src_i]) + src_off_in_page -
4450                                         cur + 1;
4451                 use_memmove = areas_overlap(src_end - cur + 1, dst_end - cur + 1,
4452                                             cur);
4453
4454                 __write_extent_buffer(dst, src_addr, dst_end - cur + 1, cur,
4455                                       use_memmove);
4456
4457                 dst_end -= cur;
4458                 src_end -= cur;
4459                 len -= cur;
4460         }
4461 }
4462
4463 #define GANG_LOOKUP_SIZE        16
4464 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
4465                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
4466 {
4467         struct extent_buffer *gang[GANG_LOOKUP_SIZE];
4468         struct extent_buffer *found = NULL;
4469         u64 page_start = page_offset(page);
4470         u64 cur = page_start;
4471
4472         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
4473         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
4474
4475         while (cur < page_start + PAGE_SIZE) {
4476                 int ret;
4477                 int i;
4478
4479                 ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix,
4480                                 (void **)gang, cur >> fs_info->sectorsize_bits,
4481                                 min_t(unsigned int, GANG_LOOKUP_SIZE,
4482                                       PAGE_SIZE / fs_info->nodesize));
4483                 if (ret == 0)
4484                         goto out;
4485                 for (i = 0; i < ret; i++) {
4486                         /* Already beyond page end */
4487                         if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
4488                                 goto out;
4489                         /* Found one */
4490                         if (gang[i]->start >= bytenr) {
4491                                 found = gang[i];
4492                                 goto out;
4493                         }
4494                 }
4495                 cur = gang[ret - 1]->start + gang[ret - 1]->len;
4496         }
4497 out:
4498         return found;
4499 }
4500
4501 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
4502 {
4503         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
4504         u64 cur = page_offset(page);
4505         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
4506         int ret;
4507
4508         while (cur < end) {
4509                 struct extent_buffer *eb = NULL;
4510
4511                 /*
4512                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
4513                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
4514                  * we need to ensure radix tree consistency.
4515                  *
4516                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
4517                  * with spinlock rather than RCU.
4518                  */
4519                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4520                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
4521                 if (!eb) {
4522                         /* No more eb in the page range after or at cur */
4523                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4524                         break;
4525                 }
4526                 cur = eb->start + eb->len;
4527
4528                 /*
4529                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
4530                  * won't disappear out from under us.
4531                  */
4532                 spin_lock(&eb->refs_lock);
4533                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
4534                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4535                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4536                         break;
4537                 }
4538                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4539
4540                 /*
4541                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
4542                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
4543                  * anyway.
4544                  */
4545                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
4546                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4547                         break;
4548                 }
4549
4550                 /*
4551                  * Here we don't care about the return value, we will always
4552                  * check the page private at the end.  And
4553                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
4554                  */
4555                 release_extent_buffer(eb);
4556         }
4557         /*
4558          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
4559          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
4560          */
4561         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4562         if (!PagePrivate(page))
4563                 ret = 1;
4564         else
4565                 ret = 0;
4566         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4567         return ret;
4568
4569 }
4570
4571 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
4572 {
4573         struct extent_buffer *eb;
4574
4575         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
4576                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
4577
4578         /*
4579          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
4580          * page->private as the pointer to extent buffer.
4581          */
4582         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4583         if (!PagePrivate(page)) {
4584                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4585                 return 1;
4586         }
4587
4588         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4589         BUG_ON(!eb);
4590
4591         /*
4592          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
4593          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
4594          * this page.
4595          */
4596         spin_lock(&eb->refs_lock);
4597         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
4598                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4599                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4600                 return 0;
4601         }
4602         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4603
4604         /*
4605          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
4606          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
4607          */
4608         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
4609                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4610                 return 0;
4611         }
4612
4613         return release_extent_buffer(eb);
4614 }
4615
4616 /*
4617  * btrfs_readahead_tree_block - attempt to readahead a child block
4618  * @fs_info:    the fs_info
4619  * @bytenr:     bytenr to read
4620  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
4621  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
4622  * @level:      level for the eb
4623  *
4624  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
4625  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
4626  * to read the block we will not block on anything.
4627  */
4628 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4629                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
4630 {
4631         struct btrfs_tree_parent_check check = {
4632                 .has_first_key = 0,
4633                 .level = level,
4634                 .transid = gen
4635         };
4636         struct extent_buffer *eb;
4637         int ret;
4638
4639         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
4640         if (IS_ERR(eb))
4641                 return;
4642
4643         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
4644                 free_extent_buffer(eb);
4645                 return;
4646         }
4647
4648         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0, &check);
4649         if (ret < 0)
4650                 free_extent_buffer_stale(eb);
4651         else
4652                 free_extent_buffer(eb);
4653 }
4654
4655 /*
4656  * btrfs_readahead_node_child - readahead a node's child block
4657  * @node:       parent node we're reading from
4658  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
4659  *
4660  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
4661  * the slot in the node provided.
4662  */
4663 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
4664 {
4665         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
4666                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
4667                                    btrfs_header_owner(node),
4668                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
4669                                    btrfs_header_level(node) - 1);
4670 }