0e516aefbf51b8c31ed7e3fa6c56a8ac179c41eb
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "volumes.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58
59 struct btrfs_iget_args {
60         u64 ino;
61         struct btrfs_root *root;
62 };
63
64 struct btrfs_dio_data {
65         ssize_t submitted;
66         struct extent_changeset *data_reserved;
67         bool data_space_reserved;
68         bool nocow_done;
69 };
70
71 struct btrfs_dio_private {
72         struct inode *inode;
73
74         /*
75          * Since DIO can use anonymous page, we cannot use page_offset() to
76          * grab the file offset, thus need a dedicated member for file offset.
77          */
78         u64 file_offset;
79         /* Used for bio::bi_size */
80         u32 bytes;
81
82         /*
83          * References to this structure. There is one reference per in-flight
84          * bio plus one while we're still setting up.
85          */
86         refcount_t refs;
87
88         /* Array of checksums */
89         u8 *csums;
90
91         /* This must be last */
92         struct bio bio;
93 };
94
95 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
96
97 struct btrfs_rename_ctx {
98         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
99         u64 index;
100 };
101
102 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
103 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
104 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
105 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
106 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
107 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
108
109 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
110 struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;
111 struct kmem_cache *btrfs_path_cachep;
112 struct kmem_cache *btrfs_free_space_cachep;
113 struct kmem_cache *btrfs_free_space_bitmap_cachep;
114
115 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
116 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback);
117 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
118                                    struct page *locked_page,
119                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
120                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
121                                    u64 *done_offset);
122 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
123                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
124                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
125                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
126                                        int type);
127
128 /*
129  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
130  *
131  * ilock_flags can have the following bit set:
132  *
133  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
134  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
135  *                   return -EAGAIN
136  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
137  */
138 int btrfs_inode_lock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
139 {
140         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
141                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
142                         if (!inode_trylock_shared(inode))
143                                 return -EAGAIN;
144                         else
145                                 return 0;
146                 }
147                 inode_lock_shared(inode);
148         } else {
149                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
150                         if (!inode_trylock(inode))
151                                 return -EAGAIN;
152                         else
153                                 return 0;
154                 }
155                 inode_lock(inode);
156         }
157         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
158                 down_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
159         return 0;
160 }
161
162 /*
163  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
164  *
165  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
166  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
167  */
168 void btrfs_inode_unlock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
169 {
170         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
171                 up_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
172         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
173                 inode_unlock_shared(inode);
174         else
175                 inode_unlock(inode);
176 }
177
178 /*
179  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
180  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
181  *
182  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
183  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
184  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
185  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
186  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
187  */
188 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
189                                                  struct page *locked_page,
190                                                  u64 offset, u64 bytes)
191 {
192         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
193         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
194         u64 page_start, page_end;
195         struct page *page;
196
197         if (locked_page) {
198                 page_start = page_offset(locked_page);
199                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
200         }
201
202         while (index <= end_index) {
203                 /*
204                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
205                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
206                  * end_extent_writepage() function will call
207                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
208                  * run the ordered extent accounting.
209                  *
210                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
211                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
212                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
213                  */
214                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
215                         index++;
216                         continue;
217                 }
218                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
219                 index++;
220                 if (!page)
221                         continue;
222
223                 /*
224                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
225                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
226                  * the ordered extent accounting for the range.
227                  */
228                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
229                                                offset, bytes);
230                 put_page(page);
231         }
232
233         if (locked_page) {
234                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
235                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
236                         return;
237                 /*
238                  * In case this page belongs to the delalloc range being
239                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
240                  * going to be properly cleaned up by the caller of
241                  * run_delalloc_range
242                  */
243                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
244                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
245                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
246                 }
247         }
248
249         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
250 }
251
252 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode);
253
254 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
255                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
256 {
257         int err;
258
259         if (args->default_acl) {
260                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
261                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
262                 if (err)
263                         return err;
264         }
265         if (args->acl) {
266                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
267                 if (err)
268                         return err;
269         }
270         if (!args->default_acl && !args->acl)
271                 cache_no_acl(args->inode);
272         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
273                                          &args->dentry->d_name);
274 }
275
276 /*
277  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
278  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
279  * no overlapping inline items exist in the btree
280  */
281 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
282                                 struct btrfs_path *path,
283                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
284                                 size_t size, size_t compressed_size,
285                                 int compress_type,
286                                 struct page **compressed_pages,
287                                 bool update_i_size)
288 {
289         struct btrfs_root *root = inode->root;
290         struct extent_buffer *leaf;
291         struct page *page = NULL;
292         char *kaddr;
293         unsigned long ptr;
294         struct btrfs_file_extent_item *ei;
295         int ret;
296         size_t cur_size = size;
297         u64 i_size;
298
299         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
300                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
301
302         if (compressed_size && compressed_pages)
303                 cur_size = compressed_size;
304
305         if (!extent_inserted) {
306                 struct btrfs_key key;
307                 size_t datasize;
308
309                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
310                 key.offset = 0;
311                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
312
313                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
314                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
315                                               datasize);
316                 if (ret)
317                         goto fail;
318         }
319         leaf = path->nodes[0];
320         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
321                             struct btrfs_file_extent_item);
322         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
323         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
324         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
325         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
326         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
327         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
328
329         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
330                 struct page *cpage;
331                 int i = 0;
332                 while (compressed_size > 0) {
333                         cpage = compressed_pages[i];
334                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
335                                        PAGE_SIZE);
336
337                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
338                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
339                         kunmap_local(kaddr);
340
341                         i++;
342                         ptr += cur_size;
343                         compressed_size -= cur_size;
344                 }
345                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
346                                                   compress_type);
347         } else {
348                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
349                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
350                 kaddr = kmap_local_page(page);
351                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
352                 kunmap_local(kaddr);
353                 put_page(page);
354         }
355         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
356         btrfs_release_path(path);
357
358         /*
359          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
360          * sake.
361          */
362         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
363                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
364         if (ret)
365                 goto fail;
366
367         /*
368          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
369          * without locking a page we already have locked.
370          *
371          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
372          * Otherwise we could end up racing with unlink.
373          */
374         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
375         if (update_i_size && size > i_size) {
376                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
377                 i_size = size;
378         }
379         inode->disk_i_size = i_size;
380
381 fail:
382         return ret;
383 }
384
385
386 /*
387  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
388  * does the checks required to make sure the data is small enough
389  * to fit as an inline extent.
390  */
391 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
392                                           size_t compressed_size,
393                                           int compress_type,
394                                           struct page **compressed_pages,
395                                           bool update_i_size)
396 {
397         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
398         struct btrfs_root *root = inode->root;
399         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
400         struct btrfs_trans_handle *trans;
401         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
402         int ret;
403         struct btrfs_path *path;
404
405         /*
406          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
407          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
408          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
409          * size.
410          */
411         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
412             size > fs_info->sectorsize ||
413             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
414             data_len > fs_info->max_inline)
415                 return 1;
416
417         path = btrfs_alloc_path();
418         if (!path)
419                 return -ENOMEM;
420
421         trans = btrfs_join_transaction(root);
422         if (IS_ERR(trans)) {
423                 btrfs_free_path(path);
424                 return PTR_ERR(trans);
425         }
426         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
427
428         drop_args.path = path;
429         drop_args.start = 0;
430         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
431         drop_args.drop_cache = true;
432         drop_args.replace_extent = true;
433         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
434         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
435         if (ret) {
436                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
437                 goto out;
438         }
439
440         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
441                                    size, compressed_size, compress_type,
442                                    compressed_pages, update_i_size);
443         if (ret && ret != -ENOSPC) {
444                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
445                 goto out;
446         } else if (ret == -ENOSPC) {
447                 ret = 1;
448                 goto out;
449         }
450
451         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
452         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
453         if (ret && ret != -ENOSPC) {
454                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
455                 goto out;
456         } else if (ret == -ENOSPC) {
457                 ret = 1;
458                 goto out;
459         }
460
461         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
462 out:
463         /*
464          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
465          * it won't count as data extent, free them directly here.
466          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
467          * just free one page here.
468          */
469         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
470         btrfs_free_path(path);
471         btrfs_end_transaction(trans);
472         return ret;
473 }
474
475 struct async_extent {
476         u64 start;
477         u64 ram_size;
478         u64 compressed_size;
479         struct page **pages;
480         unsigned long nr_pages;
481         int compress_type;
482         struct list_head list;
483 };
484
485 struct async_chunk {
486         struct inode *inode;
487         struct page *locked_page;
488         u64 start;
489         u64 end;
490         blk_opf_t write_flags;
491         struct list_head extents;
492         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
493         struct btrfs_work work;
494         struct async_cow *async_cow;
495 };
496
497 struct async_cow {
498         atomic_t num_chunks;
499         struct async_chunk chunks[];
500 };
501
502 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
503                                      u64 start, u64 ram_size,
504                                      u64 compressed_size,
505                                      struct page **pages,
506                                      unsigned long nr_pages,
507                                      int compress_type)
508 {
509         struct async_extent *async_extent;
510
511         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
512         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
513         async_extent->start = start;
514         async_extent->ram_size = ram_size;
515         async_extent->compressed_size = compressed_size;
516         async_extent->pages = pages;
517         async_extent->nr_pages = nr_pages;
518         async_extent->compress_type = compress_type;
519         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
520         return 0;
521 }
522
523 /*
524  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
525  * options, defragmentation, properties or heuristics.
526  */
527 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
528                                       u64 end)
529 {
530         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
531
532         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
533                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
534                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
535                         btrfs_ino(inode));
536                 return 0;
537         }
538         /*
539          * Special check for subpage.
540          *
541          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
542          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
543          *
544          * 0            32K             64K
545          * |    |///////|       |///////|
546          *              \- A            \- B
547          *
548          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
549          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
550          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
551          *
552          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
553          * if the range is fully page aligned.
554          *
555          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
556          * the tailing partial page will be locked until the full compression
557          * finishes, delaying the write of other range.
558          *
559          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
560          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
561          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
562          * will unlock the full page.
563          */
564         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
565                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
566                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
567                         return 0;
568         }
569
570         /* force compress */
571         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
572                 return 1;
573         /* defrag ioctl */
574         if (inode->defrag_compress)
575                 return 1;
576         /* bad compression ratios */
577         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
578                 return 0;
579         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
580             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
581             inode->prop_compress)
582                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
583         return 0;
584 }
585
586 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
587                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
588 {
589         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
590         if (num_bytes < small_write &&
591             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
592                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
593 }
594
595 /*
596  * we create compressed extents in two phases.  The first
597  * phase compresses a range of pages that have already been
598  * locked (both pages and state bits are locked).
599  *
600  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
601  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
602  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
603  * happens in the same order things were put onto the queue by
604  * writepages and friends.
605  *
606  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
607  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
608  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
609  * are written in the same order that the flusher thread sent them
610  * down.
611  */
612 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
613 {
614         struct inode *inode = async_chunk->inode;
615         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
616         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
617         u64 start = async_chunk->start;
618         u64 end = async_chunk->end;
619         u64 actual_end;
620         u64 i_size;
621         int ret = 0;
622         struct page **pages = NULL;
623         unsigned long nr_pages;
624         unsigned long total_compressed = 0;
625         unsigned long total_in = 0;
626         int i;
627         int will_compress;
628         int compress_type = fs_info->compress_type;
629         int compressed_extents = 0;
630         int redirty = 0;
631
632         inode_should_defrag(BTRFS_I(inode), start, end, end - start + 1,
633                         SZ_16K);
634
635         /*
636          * We need to save i_size before now because it could change in between
637          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
638          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
639          * later on.
640          *
641          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
642          * does that for us.
643          */
644         barrier();
645         i_size = i_size_read(inode);
646         barrier();
647         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
648 again:
649         will_compress = 0;
650         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
651         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
652                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
653
654         /*
655          * we don't want to send crud past the end of i_size through
656          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
657          * end of the file is before the start of our current
658          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
659          * cleanup code that can deal with all of this.
660          *
661          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
662          * very uncommon corner.
663          */
664         if (actual_end <= start)
665                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
666
667         total_compressed = actual_end - start;
668
669         /*
670          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
671          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
672          */
673         if (total_compressed <= blocksize &&
674            (start > 0 || end + 1 < BTRFS_I(inode)->disk_i_size))
675                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
676
677         /*
678          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
679          * aligned range.
680          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
681          */
682         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
683                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
684                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
685                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
686         }
687
688         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
689                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
690         total_in = 0;
691         ret = 0;
692
693         /*
694          * we do compression for mount -o compress and when the
695          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
696          * change at any time if we discover bad compression ratios.
697          */
698         if (inode_need_compress(BTRFS_I(inode), start, end)) {
699                 WARN_ON(pages);
700                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
701                 if (!pages) {
702                         /* just bail out to the uncompressed code */
703                         nr_pages = 0;
704                         goto cont;
705                 }
706
707                 if (BTRFS_I(inode)->defrag_compress)
708                         compress_type = BTRFS_I(inode)->defrag_compress;
709                 else if (BTRFS_I(inode)->prop_compress)
710                         compress_type = BTRFS_I(inode)->prop_compress;
711
712                 /*
713                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
714                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
715                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
716                  * we are compressing them.
717                  *
718                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
719                  * dirty again later on.
720                  *
721                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
722                  * has moved, the end is the original one.
723                  */
724                 if (!redirty) {
725                         extent_range_clear_dirty_for_io(inode, start, end);
726                         redirty = 1;
727                 }
728
729                 /* Compression level is applied here and only here */
730                 ret = btrfs_compress_pages(
731                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
732                                            inode->i_mapping, start,
733                                            pages,
734                                            &nr_pages,
735                                            &total_in,
736                                            &total_compressed);
737
738                 if (!ret) {
739                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
740                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
741
742                         /* zero the tail end of the last page, we might be
743                          * sending it down to disk
744                          */
745                         if (offset)
746                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
747                         will_compress = 1;
748                 }
749         }
750 cont:
751         /*
752          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
753          * extent for subpage case.
754          */
755         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
756                 /* lets try to make an inline extent */
757                 if (ret || total_in < actual_end) {
758                         /* we didn't compress the entire range, try
759                          * to make an uncompressed inline extent.
760                          */
761                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
762                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
763                                                     NULL, false);
764                 } else {
765                         /* try making a compressed inline extent */
766                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
767                                                     total_compressed,
768                                                     compress_type, pages,
769                                                     false);
770                 }
771                 if (ret <= 0) {
772                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
773                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
774                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
775                         unsigned long page_error_op;
776
777                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
778
779                         /*
780                          * inline extent creation worked or returned error,
781                          * we don't need to create any more async work items.
782                          * Unlock and free up our temp pages.
783                          *
784                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
785                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
786                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
787                          * range.
788                          */
789                         extent_clear_unlock_delalloc(BTRFS_I(inode), start, end,
790                                                      NULL,
791                                                      clear_flags,
792                                                      PAGE_UNLOCK |
793                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
794                                                      page_error_op |
795                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
796
797                         /*
798                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
799                          * them allocated, as we can still reach here with
800                          * inode_need_compress() == false.
801                          */
802                         if (pages) {
803                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
804                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
805                                         put_page(pages[i]);
806                                 }
807                                 kfree(pages);
808                         }
809                         return 0;
810                 }
811         }
812
813         if (will_compress) {
814                 /*
815                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
816                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
817                  * things
818                  */
819                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
820
821                 /*
822                  * one last check to make sure the compression is really a
823                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
824                  * compression must free at least one sector size
825                  */
826                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
827                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
828                         compressed_extents++;
829
830                         /*
831                          * The async work queues will take care of doing actual
832                          * allocation on disk for these compressed pages, and
833                          * will submit them to the elevator.
834                          */
835                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
836                                         total_compressed, pages, nr_pages,
837                                         compress_type);
838
839                         if (start + total_in < end) {
840                                 start += total_in;
841                                 pages = NULL;
842                                 cond_resched();
843                                 goto again;
844                         }
845                         return compressed_extents;
846                 }
847         }
848         if (pages) {
849                 /*
850                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
851                  * free any pages it allocated and our page pointer array
852                  */
853                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
854                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
855                         put_page(pages[i]);
856                 }
857                 kfree(pages);
858                 pages = NULL;
859                 total_compressed = 0;
860                 nr_pages = 0;
861
862                 /* flag the file so we don't compress in the future */
863                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
864                     !(BTRFS_I(inode)->prop_compress)) {
865                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
866                 }
867         }
868 cleanup_and_bail_uncompressed:
869         /*
870          * No compression, but we still need to write the pages in the file
871          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
872          * to our extent and set things up for the async work queue to run
873          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
874          */
875         if (async_chunk->locked_page &&
876             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
877              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
878                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
879                 /* unlocked later on in the async handlers */
880         }
881
882         if (redirty)
883                 extent_range_redirty_for_io(inode, start, end);
884         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
885                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
886         compressed_extents++;
887
888         return compressed_extents;
889 }
890
891 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
892 {
893         int i;
894
895         if (!async_extent->pages)
896                 return;
897
898         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
899                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
900                 put_page(async_extent->pages[i]);
901         }
902         kfree(async_extent->pages);
903         async_extent->nr_pages = 0;
904         async_extent->pages = NULL;
905 }
906
907 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
908                                      struct async_extent *async_extent,
909                                      struct page *locked_page)
910 {
911         u64 start = async_extent->start;
912         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
913         unsigned long nr_written = 0;
914         int page_started = 0;
915         int ret;
916
917         /*
918          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
919          * won't go to NOCOW or async path again.
920          *
921          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
922          * can directly submit them without interruption.
923          */
924         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
925                              &nr_written, 0, NULL);
926         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
927         if (page_started) {
928                 ret = 0;
929                 goto out;
930         }
931         if (ret < 0) {
932                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
933                 if (locked_page) {
934                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
935                         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
936
937                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, locked_page,
938                                              page_start, PAGE_SIZE);
939                         set_page_writeback(locked_page);
940                         end_page_writeback(locked_page);
941                         end_extent_writepage(locked_page, ret, page_start, page_end);
942                         unlock_page(locked_page);
943                 }
944                 goto out;
945         }
946
947         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
948         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
949 out:
950         kfree(async_extent);
951         return ret;
952 }
953
954 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
955                                    struct async_chunk *async_chunk,
956                                    struct async_extent *async_extent,
957                                    u64 *alloc_hint)
958 {
959         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
960         struct btrfs_root *root = inode->root;
961         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
962         struct btrfs_key ins;
963         struct page *locked_page = NULL;
964         struct extent_map *em;
965         int ret = 0;
966         u64 start = async_extent->start;
967         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
968
969         /*
970          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
971          * handle it.
972          */
973         if (async_chunk->locked_page) {
974                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
975                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
976
977                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
978                         locked_page = async_chunk->locked_page;
979         }
980         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
981
982         /* We have fall back to uncompressed write */
983         if (!async_extent->pages)
984                 return submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
985
986         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
987                                    async_extent->compressed_size,
988                                    async_extent->compressed_size,
989                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
990         if (ret) {
991                 free_async_extent_pages(async_extent);
992                 /*
993                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
994                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
995                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
996                  * which requires larger size?  So here we directly go error
997                  * path.
998                  */
999                 goto out_free;
1000         }
1001
1002         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1003         em = create_io_em(inode, start,
1004                           async_extent->ram_size,       /* len */
1005                           start,                        /* orig_start */
1006                           ins.objectid,                 /* block_start */
1007                           ins.offset,                   /* block_len */
1008                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1009                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1010                           async_extent->compress_type,
1011                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1012         if (IS_ERR(em)) {
1013                 ret = PTR_ERR(em);
1014                 goto out_free_reserve;
1015         }
1016         free_extent_map(em);
1017
1018         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1019                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1020                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1021                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1022                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1023                                        0,                       /* offset */
1024                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1025                                        async_extent->compress_type);
1026         if (ret) {
1027                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1028                 goto out_free_reserve;
1029         }
1030         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1031
1032         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1033         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1034                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1035                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1036         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, /* file_offset */
1037                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1038                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1039                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1040                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1041                             async_extent->nr_pages,
1042                             async_chunk->write_flags,
1043                             async_chunk->blkcg_css, true)) {
1044                 const u64 start = async_extent->start;
1045                 const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
1046
1047                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, NULL, start, end, 0);
1048
1049                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
1050                                              PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1051                 free_async_extent_pages(async_extent);
1052         }
1053         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1054         kfree(async_extent);
1055         return ret;
1056
1057 out_free_reserve:
1058         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1059         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1060 out_free:
1061         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1062                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1063                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1064                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1065                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1066                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1067         free_async_extent_pages(async_extent);
1068         kfree(async_extent);
1069         return ret;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1074  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1075  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1076  */
1077 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1078 {
1079         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(async_chunk->inode);
1080         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1081         struct async_extent *async_extent;
1082         u64 alloc_hint = 0;
1083         int ret = 0;
1084
1085         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1086                 u64 extent_start;
1087                 u64 ram_size;
1088
1089                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1090                                           struct async_extent, list);
1091                 list_del(&async_extent->list);
1092                 extent_start = async_extent->start;
1093                 ram_size = async_extent->ram_size;
1094
1095                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1096                                               &alloc_hint);
1097                 btrfs_debug(fs_info,
1098 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1099                             inode->root->root_key.objectid,
1100                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1101         }
1102 }
1103
1104 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1105                                       u64 num_bytes)
1106 {
1107         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1108         struct extent_map *em;
1109         u64 alloc_hint = 0;
1110
1111         read_lock(&em_tree->lock);
1112         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1113         if (em) {
1114                 /*
1115                  * if block start isn't an actual block number then find the
1116                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1117                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1118                  */
1119                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1120                         free_extent_map(em);
1121                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1122                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1123                                 alloc_hint = em->block_start;
1124                         if (em)
1125                                 free_extent_map(em);
1126                 } else {
1127                         alloc_hint = em->block_start;
1128                         free_extent_map(em);
1129                 }
1130         }
1131         read_unlock(&em_tree->lock);
1132
1133         return alloc_hint;
1134 }
1135
1136 /*
1137  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1138  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1139  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1140  * in ram to track those extents.
1141  *
1142  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1143  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1144  *
1145  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1146  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1147  * IO when we return.
1148  *
1149  * When unlock == 1, we unlock the pages in successfully allocated regions.
1150  * When unlock == 0, we leave them locked for writing them out.
1151  *
1152  * However, we unlock all the pages except @locked_page in case of failure.
1153  *
1154  * In summary, page locking state will be as follow:
1155  *
1156  * - page_started == 1 (return value)
1157  *     - All the pages are unlocked. IO is started.
1158  *     - Note that this can happen only on success
1159  * - unlock == 1
1160  *     - All the pages except @locked_page are unlocked in any case
1161  * - unlock == 0
1162  *     - On success, all the pages are locked for writing out them
1163  *     - On failure, all the pages except @locked_page are unlocked
1164  *
1165  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1166  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1167  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1168  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1169  * example.
1170  */
1171 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1172                                    struct page *locked_page,
1173                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1174                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
1175                                    u64 *done_offset)
1176 {
1177         struct btrfs_root *root = inode->root;
1178         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1179         u64 alloc_hint = 0;
1180         u64 orig_start = start;
1181         u64 num_bytes;
1182         unsigned long ram_size;
1183         u64 cur_alloc_size = 0;
1184         u64 min_alloc_size;
1185         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1186         struct btrfs_key ins;
1187         struct extent_map *em;
1188         unsigned clear_bits;
1189         unsigned long page_ops;
1190         bool extent_reserved = false;
1191         int ret = 0;
1192
1193         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1194                 ret = -EINVAL;
1195                 goto out_unlock;
1196         }
1197
1198         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1199         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1200         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1201
1202         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1203
1204         /*
1205          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1206          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1207          * is doing more writeback than what we want.
1208          *
1209          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1210          * where we only increase i_size after everything is done.
1211          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1212          * So here we skip inline extent creation completely.
1213          */
1214         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1215                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1216                                        end + 1);
1217
1218                 /* lets try to make an inline extent */
1219                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1220                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1221                 if (ret == 0) {
1222                         /*
1223                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1224                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1225                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1226                          * range.
1227                          */
1228                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1229                                      locked_page,
1230                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1231                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1232                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1233                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1234                         *nr_written = *nr_written +
1235                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1236                         *page_started = 1;
1237                         /*
1238                          * locked_page is locked by the caller of
1239                          * writepage_delalloc(), not locked by
1240                          * __process_pages_contig().
1241                          *
1242                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1243                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1244                          *
1245                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1246                          * can't use page_started to determine if it's an
1247                          * inline extent or a compressed extent.
1248                          */
1249                         unlock_page(locked_page);
1250                         goto out;
1251                 } else if (ret < 0) {
1252                         goto out_unlock;
1253                 }
1254         }
1255
1256         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1257
1258         /*
1259          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1260          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1261          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1262          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1263          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1264          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1265          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1266          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1267          * items.
1268          */
1269         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1270                 min_alloc_size = num_bytes;
1271         else
1272                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1273
1274         while (num_bytes > 0) {
1275                 cur_alloc_size = num_bytes;
1276                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1277                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1278                                            &ins, 1, 1);
1279                 if (ret < 0)
1280                         goto out_unlock;
1281                 cur_alloc_size = ins.offset;
1282                 extent_reserved = true;
1283
1284                 ram_size = ins.offset;
1285                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1286                                   start, /* orig_start */
1287                                   ins.objectid, /* block_start */
1288                                   ins.offset, /* block_len */
1289                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1290                                   ram_size, /* ram_bytes */
1291                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1292                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1293                 if (IS_ERR(em)) {
1294                         ret = PTR_ERR(em);
1295                         goto out_reserve;
1296                 }
1297                 free_extent_map(em);
1298
1299                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1300                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1301                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1302                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1303                 if (ret)
1304                         goto out_drop_extent_cache;
1305
1306                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1307                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1308                                                       cur_alloc_size);
1309                         /*
1310                          * Only drop cache here, and process as normal.
1311                          *
1312                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1313                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1314                          * extent, as its meta should be freed by
1315                          * btrfs_finish_ordered_io().
1316                          *
1317                          * So we must continue until @start is increased to
1318                          * skip current ordered extent.
1319                          */
1320                         if (ret)
1321                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1322                                                             start + ram_size - 1,
1323                                                             false);
1324                 }
1325
1326                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1327
1328                 /*
1329                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1330                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1331                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1332                  *
1333                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1334                  * properly setup for writepage.
1335                  */
1336                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1337                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1338
1339                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1340                                              locked_page,
1341                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1342                                              page_ops);
1343                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1344                         num_bytes = 0;
1345                 else
1346                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1347                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1348                 start += cur_alloc_size;
1349                 extent_reserved = false;
1350
1351                 /*
1352                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1353                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1354                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1355                  */
1356                 if (ret)
1357                         goto out_unlock;
1358         }
1359 out:
1360         return ret;
1361
1362 out_drop_extent_cache:
1363         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1364 out_reserve:
1365         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1366         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1367 out_unlock:
1368         /*
1369          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1370          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1371          */
1372         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1373                 if (orig_start < start)
1374                         *done_offset = start - 1;
1375                 else
1376                         *done_offset = start;
1377                 return ret;
1378         } else if (ret == -EAGAIN) {
1379                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1380                 ret = -ENOSPC;
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Now, we have three regions to clean up:
1385          *
1386          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1387          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1388          *
1389          * We process each region below.
1390          */
1391
1392         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1393                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1394         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1395
1396         /*
1397          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1398          * for this region. They are cleaned up by
1399          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1400          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1401          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1402          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1403          * function.
1404          *
1405          * However, in case of unlock == 0, we still need to unlock the pages
1406          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1407          */
1408         if (!unlock && orig_start < start) {
1409                 if (!locked_page)
1410                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1411                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1412                                              locked_page, 0, page_ops);
1413         }
1414
1415         /*
1416          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1417          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1418          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1419          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1420          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1421          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1422          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1423          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1424          */
1425         if (extent_reserved) {
1426                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1427                                              start + cur_alloc_size - 1,
1428                                              locked_page,
1429                                              clear_bits,
1430                                              page_ops);
1431                 start += cur_alloc_size;
1432                 if (start >= end)
1433                         return ret;
1434         }
1435
1436         /*
1437          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1438          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1439          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1440          * btrfs_check_data_free_space().
1441          */
1442         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1443                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1444                                      page_ops);
1445         return ret;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * work queue call back to started compression on a file and pages
1450  */
1451 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1452 {
1453         struct async_chunk *async_chunk;
1454         int compressed_extents;
1455
1456         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1457
1458         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1459         if (compressed_extents == 0) {
1460                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1461                 async_chunk->inode = NULL;
1462         }
1463 }
1464
1465 /*
1466  * work queue call back to submit previously compressed pages
1467  */
1468 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1469 {
1470         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1471                                                      work);
1472         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1473         unsigned long nr_pages;
1474
1475         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1476                 PAGE_SHIFT;
1477
1478         /*
1479          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1480          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1481          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1482          * happening in cow_file_range_async
1483          */
1484         if (async_chunk->inode)
1485                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1486
1487         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1488         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1489             5 * SZ_1M)
1490                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1491 }
1492
1493 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1494 {
1495         struct async_chunk *async_chunk;
1496         struct async_cow *async_cow;
1497
1498         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1499         if (async_chunk->inode)
1500                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1501         if (async_chunk->blkcg_css)
1502                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1503
1504         async_cow = async_chunk->async_cow;
1505         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1506                 kvfree(async_cow);
1507 }
1508
1509 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1510                                 struct writeback_control *wbc,
1511                                 struct page *locked_page,
1512                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1513                                 unsigned long *nr_written)
1514 {
1515         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1516         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1517         struct async_cow *ctx;
1518         struct async_chunk *async_chunk;
1519         unsigned long nr_pages;
1520         u64 cur_end;
1521         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1522         int i;
1523         bool should_compress;
1524         unsigned nofs_flag;
1525         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1526
1527         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1528
1529         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1530             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1531                 num_chunks = 1;
1532                 should_compress = false;
1533         } else {
1534                 should_compress = true;
1535         }
1536
1537         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1538         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1539         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1540
1541         if (!ctx) {
1542                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1543                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1544                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1545                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1546                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1547
1548                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1549                                              clear_bits, page_ops);
1550                 return -ENOMEM;
1551         }
1552
1553         async_chunk = ctx->chunks;
1554         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1555
1556         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1557                 if (should_compress)
1558                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1559                 else
1560                         cur_end = end;
1561
1562                 /*
1563                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1564                  * lightweight reference for the callback lifetime
1565                  */
1566                 ihold(&inode->vfs_inode);
1567                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1568                 async_chunk[i].inode = &inode->vfs_inode;
1569                 async_chunk[i].start = start;
1570                 async_chunk[i].end = cur_end;
1571                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1572                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1573
1574                 /*
1575                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1576                  * the original page we were actually given.  As we spread
1577                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1578                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1579                  *
1580                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1581                  * to unlock it.
1582                  */
1583                 if (locked_page) {
1584                         /*
1585                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1586                          * might not go through async.  We want all of them to
1587                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1588                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1589                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1590                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1591                          * against the first page.
1592                          */
1593                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1594                                                  cur_end - start);
1595                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1596                         locked_page = NULL;
1597                 } else {
1598                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1599                 }
1600
1601                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1602                         css_get(blkcg_css);
1603                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1604                 } else {
1605                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1606                 }
1607
1608                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1609                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1610
1611                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1612                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1613
1614                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1615
1616                 *nr_written += nr_pages;
1617                 start = cur_end + 1;
1618         }
1619         *page_started = 1;
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1624                                        struct page *locked_page, u64 start,
1625                                        u64 end, int *page_started,
1626                                        unsigned long *nr_written)
1627 {
1628         u64 done_offset = end;
1629         int ret;
1630         bool locked_page_done = false;
1631
1632         while (start <= end) {
1633                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1634                                      nr_written, 0, &done_offset);
1635                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1636                         return ret;
1637
1638                 if (*page_started) {
1639                         ASSERT(ret == 0);
1640                         return 0;
1641                 }
1642
1643                 if (ret == 0)
1644                         done_offset = end;
1645
1646                 if (done_offset == start) {
1647                         wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1648                                        BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1649                                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1650                         continue;
1651                 }
1652
1653                 if (!locked_page_done) {
1654                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1655                         account_page_redirty(locked_page);
1656                 }
1657                 locked_page_done = true;
1658                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset);
1659
1660                 start = done_offset + 1;
1661         }
1662
1663         *page_started = 1;
1664
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1669                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1670 {
1671         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1672         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1673         int ret;
1674         LIST_HEAD(list);
1675
1676         ret = btrfs_lookup_csums_range(csum_root, bytenr,
1677                                        bytenr + num_bytes - 1, &list, 0,
1678                                        nowait);
1679         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1680                 return 0;
1681
1682         while (!list_empty(&list)) {
1683                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1684                 list_del(&sums->list);
1685                 kfree(sums);
1686         }
1687         if (ret < 0)
1688                 return ret;
1689         return 1;
1690 }
1691
1692 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1693                            const u64 start, const u64 end,
1694                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1695 {
1696         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1697         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1698         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1699         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1700         u64 range_start = start;
1701         u64 count;
1702
1703         /*
1704          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1705          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1706          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1707          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1708          * has the NOCOW bit set).
1709          *
1710          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1711          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1712          * scrub or relocation) we need to do the following:
1713          *
1714          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1715          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1716          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1717          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1718          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1719          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1720          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1721          *
1722          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1723          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1724          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1725          *    data space info, which we incremented in the step above.
1726          *
1727          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1728          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1729          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1730          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1731          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1732          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1733          * when starting writeback.
1734          */
1735         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1736                                  EXTENT_NORESERVE, 0);
1737         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1738                 u64 bytes = count;
1739                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1740                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1741
1742                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1743                         bytes = range_bytes;
1744
1745                 spin_lock(&sinfo->lock);
1746                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1747                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1748
1749                 if (count > 0)
1750                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1751                                          NULL);
1752         }
1753
1754         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1755                               nr_written, 1, NULL);
1756 }
1757
1758 struct can_nocow_file_extent_args {
1759         /* Input fields. */
1760
1761         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1762         u64 start;
1763         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1764         u64 end;
1765         bool writeback_path;
1766         bool strict;
1767         /*
1768          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1769          * anymore.
1770          */
1771         bool free_path;
1772
1773         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1774
1775         u64 disk_bytenr;
1776         u64 disk_num_bytes;
1777         u64 extent_offset;
1778         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1779         u64 num_bytes;
1780 };
1781
1782 /*
1783  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1784  * This function may return with the path released, so the caller should check
1785  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1786  *
1787  * Returns: < 0 on error
1788  *            0 if we can not NOCOW
1789  *            1 if we can NOCOW
1790  */
1791 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1792                                  struct btrfs_key *key,
1793                                  struct btrfs_inode *inode,
1794                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1795 {
1796         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1797         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1798         struct btrfs_root *root = inode->root;
1799         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1800         u64 extent_end;
1801         u8 extent_type;
1802         int can_nocow = 0;
1803         int ret = 0;
1804         bool nowait = path->nowait;
1805
1806         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1807         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1808
1809         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1810                 goto out;
1811
1812         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1813         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1814         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1815         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1816
1817         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1818             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1819                 goto out;
1820
1821         /*
1822          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1823          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1824          * hence we must COW.
1825          */
1826         if (!args->strict &&
1827             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1828             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1829                 goto out;
1830
1831         /* An explicit hole, must COW. */
1832         if (args->disk_bytenr == 0)
1833                 goto out;
1834
1835         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1836         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1837             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1838             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1839                 goto out;
1840
1841         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1842
1843         /*
1844          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1845          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1846          * blocking other tasks for too long.
1847          */
1848         btrfs_release_path(path);
1849
1850         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1851                                     key->offset - args->extent_offset,
1852                                     args->disk_bytenr, false, path);
1853         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1854         if (ret != 0)
1855                 goto out;
1856
1857         if (args->free_path) {
1858                 /*
1859                  * We don't need the path anymore, plus through the
1860                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1861                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1862                  * memory usage.
1863                  */
1864                 btrfs_free_path(path);
1865                 path = NULL;
1866         }
1867
1868         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1869         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1870             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1871                 goto out;
1872
1873         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1874         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1875         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1876
1877         /*
1878          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1879          * given extent are either valid or do not exist.
1880          */
1881         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1882                                   nowait);
1883         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1884         if (ret != 0)
1885                 goto out;
1886
1887         can_nocow = 1;
1888  out:
1889         if (args->free_path && path)
1890                 btrfs_free_path(path);
1891
1892         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1893 }
1894
1895 /*
1896  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1897  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1898  *
1899  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1900  * blocks on disk
1901  */
1902 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1903                                        struct page *locked_page,
1904                                        const u64 start, const u64 end,
1905                                        int *page_started,
1906                                        unsigned long *nr_written)
1907 {
1908         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1909         struct btrfs_root *root = inode->root;
1910         struct btrfs_path *path;
1911         u64 cow_start = (u64)-1;
1912         u64 cur_offset = start;
1913         int ret;
1914         bool check_prev = true;
1915         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1916         struct btrfs_block_group *bg;
1917         bool nocow = false;
1918         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1919
1920         path = btrfs_alloc_path();
1921         if (!path) {
1922                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1923                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1924                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1925                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1926                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1927                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1928                 return -ENOMEM;
1929         }
1930
1931         nocow_args.end = end;
1932         nocow_args.writeback_path = true;
1933
1934         while (1) {
1935                 struct btrfs_key found_key;
1936                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1937                 struct extent_buffer *leaf;
1938                 u64 extent_end;
1939                 u64 ram_bytes;
1940                 u64 nocow_end;
1941                 int extent_type;
1942
1943                 nocow = false;
1944
1945                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1946                                                cur_offset, 0);
1947                 if (ret < 0)
1948                         goto error;
1949
1950                 /*
1951                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1952                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1953                  * one containing the search offset
1954                  */
1955                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1956                         leaf = path->nodes[0];
1957                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1958                                               path->slots[0] - 1);
1959                         if (found_key.objectid == ino &&
1960                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1961                                 path->slots[0]--;
1962                 }
1963                 check_prev = false;
1964 next_slot:
1965                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1966                 leaf = path->nodes[0];
1967                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1968                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1969                         if (ret < 0) {
1970                                 if (cow_start != (u64)-1)
1971                                         cur_offset = cow_start;
1972                                 goto error;
1973                         }
1974                         if (ret > 0)
1975                                 break;
1976                         leaf = path->nodes[0];
1977                 }
1978
1979                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1980
1981                 /* Didn't find anything for our INO */
1982                 if (found_key.objectid > ino)
1983                         break;
1984                 /*
1985                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
1986                  * more extents for this inode
1987                  */
1988                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
1989                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
1990                         path->slots[0]++;
1991                         goto next_slot;
1992                 }
1993
1994                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
1995                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
1996                     found_key.offset > end)
1997                         break;
1998
1999                 /*
2000                  * If the found extent starts after requested offset, then
2001                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2002                  */
2003                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2004                         extent_end = found_key.offset;
2005                         extent_type = 0;
2006                         goto out_check;
2007                 }
2008
2009                 /*
2010                  * Found extent which begins before our range and potentially
2011                  * intersect it
2012                  */
2013                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2014                                     struct btrfs_file_extent_item);
2015                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2016                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2017                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2018                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2019                         ret = -EUCLEAN;
2020                         goto error;
2021                 }
2022                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2023                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2024
2025                 /*
2026                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2027                  * the next extent.
2028                  */
2029                 if (extent_end <= cur_offset) {
2030                         path->slots[0]++;
2031                         goto next_slot;
2032                 }
2033
2034                 nocow_args.start = cur_offset;
2035                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2036                 if (ret < 0) {
2037                         if (cow_start != (u64)-1)
2038                                 cur_offset = cow_start;
2039                         goto error;
2040                 } else if (ret == 0) {
2041                         goto out_check;
2042                 }
2043
2044                 ret = 0;
2045                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2046                 if (bg)
2047                         nocow = true;
2048 out_check:
2049                 /*
2050                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2051                  * that needs to be COWed
2052                  */
2053                 if (!nocow) {
2054                         if (cow_start == (u64)-1)
2055                                 cow_start = cur_offset;
2056                         cur_offset = extent_end;
2057                         if (cur_offset > end)
2058                                 break;
2059                         if (!path->nodes[0])
2060                                 continue;
2061                         path->slots[0]++;
2062                         goto next_slot;
2063                 }
2064
2065                 /*
2066                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2067                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2068                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2069                  */
2070                 if (cow_start != (u64)-1) {
2071                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2072                                               cow_start, found_key.offset - 1,
2073                                               page_started, nr_written);
2074                         if (ret)
2075                                 goto error;
2076                         cow_start = (u64)-1;
2077                 }
2078
2079                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2080
2081                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2082                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2083                         struct extent_map *em;
2084
2085                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2086                                           orig_start,
2087                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2088                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2089                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2090                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2091                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2092                         if (IS_ERR(em)) {
2093                                 ret = PTR_ERR(em);
2094                                 goto error;
2095                         }
2096                         free_extent_map(em);
2097                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
2098                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2099                                         nocow_args.num_bytes,
2100                                         nocow_args.disk_bytenr,
2101                                         nocow_args.num_bytes, 0,
2102                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
2103                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
2104                         if (ret) {
2105                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2106                                                             nocow_end, false);
2107                                 goto error;
2108                         }
2109                 } else {
2110                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
2111                                                        nocow_args.num_bytes,
2112                                                        nocow_args.num_bytes,
2113                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2114                                                        nocow_args.num_bytes,
2115                                                        0,
2116                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2117                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2118                         if (ret)
2119                                 goto error;
2120                 }
2121
2122                 if (nocow) {
2123                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2124                         nocow = false;
2125                 }
2126
2127                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2128                         /*
2129                          * Error handled later, as we must prevent
2130                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2131                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2132                          */
2133                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2134                                                       nocow_args.num_bytes);
2135
2136                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2137                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2138                                              EXTENT_DELALLOC |
2139                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2140                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2141
2142                 cur_offset = extent_end;
2143
2144                 /*
2145                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2146                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2147                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2148                  */
2149                 if (ret)
2150                         goto error;
2151                 if (cur_offset > end)
2152                         break;
2153         }
2154         btrfs_release_path(path);
2155
2156         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2157                 cow_start = cur_offset;
2158
2159         if (cow_start != (u64)-1) {
2160                 cur_offset = end;
2161                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2162                                       page_started, nr_written);
2163                 if (ret)
2164                         goto error;
2165         }
2166
2167 error:
2168         if (nocow)
2169                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2170
2171         if (ret && cur_offset < end)
2172                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2173                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2174                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2175                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2176                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2177                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2178         btrfs_free_path(path);
2179         return ret;
2180 }
2181
2182 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2183 {
2184         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2185                 if (inode->defrag_bytes &&
2186                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2187                                    0, NULL))
2188                         return false;
2189                 return true;
2190         }
2191         return false;
2192 }
2193
2194 /*
2195  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2196  * being touched for the first time.
2197  */
2198 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2199                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2200                 struct writeback_control *wbc)
2201 {
2202         int ret;
2203         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2204
2205         /*
2206          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2207          * @page_started can confuse the caller.
2208          */
2209         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2210                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2211
2212         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2213                 /*
2214                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2215                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2216                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2217                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2218                  * preallocated inodes.
2219                  */
2220                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2221                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2222                                          page_started, nr_written);
2223         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2224                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2225                 if (zoned)
2226                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2227                                                  page_started, nr_written);
2228                 else
2229                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2230                                              page_started, nr_written, 1, NULL);
2231         } else {
2232                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2233                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2234                                            page_started, nr_written);
2235         }
2236         ASSERT(ret <= 0);
2237         if (ret)
2238                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2239                                               end - start + 1);
2240         return ret;
2241 }
2242
2243 void btrfs_split_delalloc_extent(struct inode *inode,
2244                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2245 {
2246         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2247         u64 size;
2248
2249         /* not delalloc, ignore it */
2250         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2251                 return;
2252
2253         size = orig->end - orig->start + 1;
2254         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2255                 u32 num_extents;
2256                 u64 new_size;
2257
2258                 /*
2259                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2260                  * applies here, just in reverse.
2261                  */
2262                 new_size = orig->end - split + 1;
2263                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2264                 new_size = split - orig->start;
2265                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2266                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2267                         return;
2268         }
2269
2270         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2271         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), 1);
2272         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2277  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2278  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2279  */
2280 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *new,
2281                                  struct extent_state *other)
2282 {
2283         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2284         u64 new_size, old_size;
2285         u32 num_extents;
2286
2287         /* not delalloc, ignore it */
2288         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2289                 return;
2290
2291         if (new->start > other->start)
2292                 new_size = new->end - other->start + 1;
2293         else
2294                 new_size = other->end - new->start + 1;
2295
2296         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2297         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2298                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2299                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2300                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2301                 return;
2302         }
2303
2304         /*
2305          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2306          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2307          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2308          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2309          *
2310          * [ 4k][MAX_SIZE]
2311          *
2312          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2313          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2314          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2315          *
2316          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2317          *
2318          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2319          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2320          * this case.
2321          */
2322         old_size = other->end - other->start + 1;
2323         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2324         old_size = new->end - new->start + 1;
2325         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2326         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2327                 return;
2328
2329         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2330         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2331         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2332 }
2333
2334 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2335                                       struct inode *inode)
2336 {
2337         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2338
2339         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2340         if (list_empty(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes)) {
2341                 list_add_tail(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes,
2342                               &root->delalloc_inodes);
2343                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2344                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
2345                 root->nr_delalloc_inodes++;
2346                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2347                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2348                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2349                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2350                                       &fs_info->delalloc_roots);
2351                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2352                 }
2353         }
2354         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2355 }
2356
2357
2358 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2359                                 struct btrfs_inode *inode)
2360 {
2361         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2362
2363         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2364                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2365                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2366                           &inode->runtime_flags);
2367                 root->nr_delalloc_inodes--;
2368                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2369                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2370                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2371                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2372                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2373                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2374                 }
2375         }
2376 }
2377
2378 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2379                                      struct btrfs_inode *inode)
2380 {
2381         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2382         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2383         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2388  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2389  */
2390 void btrfs_set_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *state,
2391                                u32 bits)
2392 {
2393         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2394
2395         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2396                 WARN_ON(1);
2397         /*
2398          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2399          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2400          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2401          */
2402         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2403                 struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2404                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2405                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2406                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2407
2408                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2409                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), num_extents);
2410                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2411
2412                 /* For sanity tests */
2413                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2414                         return;
2415
2416                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2417                                          fs_info->delalloc_batch);
2418                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2419                 BTRFS_I(inode)->delalloc_bytes += len;
2420                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2421                         BTRFS_I(inode)->defrag_bytes += len;
2422                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2423                                          &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2424                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2425                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2426         }
2427
2428         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2429             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2430                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2431                 BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes += state->end + 1 -
2432                         state->start;
2433                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2434         }
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2439  * accounting happens.
2440  */
2441 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct inode *vfs_inode,
2442                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2443 {
2444         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
2445         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(vfs_inode->i_sb);
2446         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2447         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2448
2449         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2450                 spin_lock(&inode->lock);
2451                 inode->defrag_bytes -= len;
2452                 spin_unlock(&inode->lock);
2453         }
2454
2455         /*
2456          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2457          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2458          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2459          */
2460         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2461                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2462                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2463
2464                 spin_lock(&inode->lock);
2465                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2466                 spin_unlock(&inode->lock);
2467
2468                 /*
2469                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2470                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2471                  * error.
2472                  */
2473                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2474                     root != fs_info->tree_root)
2475                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2476
2477                 /* For sanity tests. */
2478                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2479                         return;
2480
2481                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2482                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2483                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2484                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2485
2486                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2487                                          fs_info->delalloc_batch);
2488                 spin_lock(&inode->lock);
2489                 inode->delalloc_bytes -= len;
2490                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2491                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2492                                         &inode->runtime_flags))
2493                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2494                 spin_unlock(&inode->lock);
2495         }
2496
2497         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2498             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2499                 spin_lock(&inode->lock);
2500                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2501                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2502                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2503                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2504                 spin_unlock(&inode->lock);
2505         }
2506 }
2507
2508 /*
2509  * in order to insert checksums into the metadata in large chunks,
2510  * we wait until bio submission time.   All the pages in the bio are
2511  * checksummed and sums are attached onto the ordered extent record.
2512  *
2513  * At IO completion time the cums attached on the ordered extent record
2514  * are inserted into the btree
2515  */
2516 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start(struct inode *inode, struct bio *bio,
2517                                            u64 dio_file_offset)
2518 {
2519         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, (u64)-1, false);
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Split an extent_map at [start, start + len]
2524  *
2525  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2526  */
2527 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2528                           u64 pre, u64 post)
2529 {
2530         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2531         struct extent_map *em;
2532         struct extent_map *split_pre = NULL;
2533         struct extent_map *split_mid = NULL;
2534         struct extent_map *split_post = NULL;
2535         int ret = 0;
2536         unsigned long flags;
2537
2538         /* Sanity check */
2539         if (pre == 0 && post == 0)
2540                 return 0;
2541
2542         split_pre = alloc_extent_map();
2543         if (pre)
2544                 split_mid = alloc_extent_map();
2545         if (post)
2546                 split_post = alloc_extent_map();
2547         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2548                 ret = -ENOMEM;
2549                 goto out;
2550         }
2551
2552         ASSERT(pre + post < len);
2553
2554         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2555         write_lock(&em_tree->lock);
2556         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2557         if (!em) {
2558                 ret = -EIO;
2559                 goto out_unlock;
2560         }
2561
2562         ASSERT(em->len == len);
2563         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2564         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2565         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2566         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2567         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2568
2569         flags = em->flags;
2570         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2571
2572         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2573         split_pre->start = em->start;
2574         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2575         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2576         split_pre->block_start = em->block_start;
2577         split_pre->block_len = split_pre->len;
2578         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2579         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2580         split_pre->flags = flags;
2581         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2582         split_pre->generation = em->generation;
2583
2584         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2585
2586         /*
2587          * Now we only have an extent_map at:
2588          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2589          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2590          */
2591
2592         if (pre) {
2593                 /* Insert the middle extent_map */
2594                 split_mid->start = em->start + pre;
2595                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2596                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2597                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2598                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2599                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2600                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2601                 split_mid->flags = flags;
2602                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2603                 split_mid->generation = em->generation;
2604                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2605         }
2606
2607         if (post) {
2608                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2609                 split_post->len = post;
2610                 split_post->orig_start = split_post->start;
2611                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2612                 split_post->block_len = split_post->len;
2613                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2614                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2615                 split_post->flags = flags;
2616                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2617                 split_post->generation = em->generation;
2618                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, 1);
2619         }
2620
2621         /* Once for us */
2622         free_extent_map(em);
2623         /* Once for the tree */
2624         free_extent_map(em);
2625
2626 out_unlock:
2627         write_unlock(&em_tree->lock);
2628         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2629 out:
2630         free_extent_map(split_pre);
2631         free_extent_map(split_mid);
2632         free_extent_map(split_post);
2633
2634         return ret;
2635 }
2636
2637 static blk_status_t extract_ordered_extent(struct btrfs_inode *inode,
2638                                            struct bio *bio, loff_t file_offset)
2639 {
2640         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2641         u64 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2642         u64 file_len;
2643         u64 len = bio->bi_iter.bi_size;
2644         u64 end = start + len;
2645         u64 ordered_end;
2646         u64 pre, post;
2647         int ret = 0;
2648
2649         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
2650         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2651                 return BLK_STS_IOERR;
2652
2653         /* No need to split */
2654         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2655                 goto out;
2656
2657         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2658         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2659                 ret = -EINVAL;
2660                 goto out;
2661         }
2662
2663         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2664         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2665                 ret = -EINVAL;
2666                 goto out;
2667         }
2668
2669         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2670         /* bio must be in one ordered extent */
2671         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2672                 ret = -EINVAL;
2673                 goto out;
2674         }
2675
2676         /* Checksum list should be empty */
2677         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2678                 ret = -EINVAL;
2679                 goto out;
2680         }
2681
2682         file_len = ordered->num_bytes;
2683         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2684         post = ordered_end - end;
2685
2686         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2687         if (ret)
2688                 goto out;
2689         ret = split_zoned_em(inode, file_offset, file_len, pre, post);
2690
2691 out:
2692         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2693
2694         return errno_to_blk_status(ret);
2695 }
2696
2697 void btrfs_submit_data_write_bio(struct inode *inode, struct bio *bio, int mirror_num)
2698 {
2699         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2700         struct btrfs_inode *bi = BTRFS_I(inode);
2701         blk_status_t ret;
2702
2703         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
2704                 ret = extract_ordered_extent(bi, bio,
2705                                 page_offset(bio_first_bvec_all(bio)->bv_page));
2706                 if (ret) {
2707                         btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), ret);
2708                         return;
2709                 }
2710         }
2711
2712         /*
2713          * If we need to checksum, and the I/O is not issued by fsync and
2714          * friends, that is ->sync_writers != 0, defer the submission to a
2715          * workqueue to parallelize it.
2716          *
2717          * Csum items for reloc roots have already been cloned at this point,
2718          * so they are handled as part of the no-checksum case.
2719          */
2720         if (!(bi->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) &&
2721             !test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state) &&
2722             !btrfs_is_data_reloc_root(bi->root)) {
2723                 if (!atomic_read(&bi->sync_writers) &&
2724                     btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, mirror_num, 0,
2725                                         btrfs_submit_bio_start))
2726                         return;
2727
2728                 ret = btrfs_csum_one_bio(bi, bio, (u64)-1, false);
2729                 if (ret) {
2730                         btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), ret);
2731                         return;
2732                 }
2733         }
2734         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2735 }
2736
2737 void btrfs_submit_data_read_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
2738                         int mirror_num, enum btrfs_compression_type compress_type)
2739 {
2740         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2741         blk_status_t ret;
2742
2743         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
2744                 /*
2745                  * btrfs_submit_compressed_read will handle completing the bio
2746                  * if there were any errors, so just return here.
2747                  */
2748                 btrfs_submit_compressed_read(inode, bio, mirror_num);
2749                 return;
2750         }
2751
2752         /* Save the original iter for read repair */
2753         btrfs_bio(bio)->iter = bio->bi_iter;
2754
2755         /*
2756          * Lookup bio sums does extra checks around whether we need to csum or
2757          * not, which is why we ignore skip_sum here.
2758          */
2759         ret = btrfs_lookup_bio_sums(inode, bio, NULL);
2760         if (ret) {
2761                 btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), ret);
2762                 return;
2763         }
2764
2765         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2766 }
2767
2768 /*
2769  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2770  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2771  */
2772 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2773                              struct list_head *list)
2774 {
2775         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2776         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2777         int ret;
2778
2779         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2780                 trans->adding_csums = true;
2781                 if (!csum_root)
2782                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2783                                                     sum->bytenr);
2784                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2785                 trans->adding_csums = false;
2786                 if (ret)
2787                         return ret;
2788         }
2789         return 0;
2790 }
2791
2792 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2793                                          const u64 start,
2794                                          const u64 len,
2795                                          struct extent_state **cached_state)
2796 {
2797         u64 search_start = start;
2798         const u64 end = start + len - 1;
2799
2800         while (search_start < end) {
2801                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2802                 struct extent_map *em;
2803                 u64 em_len;
2804                 int ret = 0;
2805
2806                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2807                 if (IS_ERR(em))
2808                         return PTR_ERR(em);
2809
2810                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2811                         goto next;
2812
2813                 em_len = em->len;
2814                 if (em->start < search_start)
2815                         em_len -= search_start - em->start;
2816                 if (em_len > search_len)
2817                         em_len = search_len;
2818
2819                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2820                                      search_start + em_len - 1,
2821                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state,
2822                                      GFP_NOFS);
2823 next:
2824                 search_start = extent_map_end(em);
2825                 free_extent_map(em);
2826                 if (ret)
2827                         return ret;
2828         }
2829         return 0;
2830 }
2831
2832 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2833                               unsigned int extra_bits,
2834                               struct extent_state **cached_state)
2835 {
2836         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2837
2838         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2839             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2840                 /*
2841                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2842                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2843                  */
2844                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2845         } else {
2846                 int ret;
2847
2848                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2849                                                     end + 1 - start,
2850                                                     cached_state);
2851                 if (ret)
2852                         return ret;
2853         }
2854
2855         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2856                                    cached_state);
2857 }
2858
2859 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2860 struct btrfs_writepage_fixup {
2861         struct page *page;
2862         struct inode *inode;
2863         struct btrfs_work work;
2864 };
2865
2866 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2867 {
2868         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2869         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2870         struct extent_state *cached_state = NULL;
2871         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2872         struct page *page;
2873         struct btrfs_inode *inode;
2874         u64 page_start;
2875         u64 page_end;
2876         int ret = 0;
2877         bool free_delalloc_space = true;
2878
2879         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2880         page = fixup->page;
2881         inode = BTRFS_I(fixup->inode);
2882         page_start = page_offset(page);
2883         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2884
2885         /*
2886          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2887          * we take the page lock.
2888          */
2889         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2890                                            PAGE_SIZE);
2891 again:
2892         lock_page(page);
2893
2894         /*
2895          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2896          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2897          * address space.
2898          */
2899         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2900                 /*
2901                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2902                  *
2903                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2904                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2905                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2906                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2907                  *    while waiting for the ordered extent.
2908                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2909                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2910                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2911                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2912                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2913                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2914                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2915                  *    when the page was already properly dealt with.
2916                  */
2917                 if (!ret) {
2918                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2919                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2920                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2921                                                      true);
2922                 }
2923                 ret = 0;
2924                 goto out_page;
2925         }
2926
2927         /*
2928          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2929          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2930          */
2931         if (ret)
2932                 goto out_page;
2933
2934         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2935
2936         /* already ordered? We're done */
2937         if (PageOrdered(page))
2938                 goto out_reserved;
2939
2940         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2941         if (ordered) {
2942                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2943                               &cached_state);
2944                 unlock_page(page);
2945                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
2946                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2947                 goto again;
2948         }
2949
2950         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2951                                         &cached_state);
2952         if (ret)
2953                 goto out_reserved;
2954
2955         /*
2956          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2957          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2958          * destination.
2959          *
2960          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2961          */
2962         BUG_ON(!PageDirty(page));
2963         free_delalloc_space = false;
2964 out_reserved:
2965         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2966         if (free_delalloc_space)
2967                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2968                                              PAGE_SIZE, true);
2969         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2970 out_page:
2971         if (ret) {
2972                 /*
2973                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2974                  * to reflect the errors and clean the page.
2975                  */
2976                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2977                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2978                 clear_page_dirty_for_io(page);
2979                 SetPageError(page);
2980         }
2981         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2982         unlock_page(page);
2983         put_page(page);
2984         kfree(fixup);
2985         extent_changeset_free(data_reserved);
2986         /*
2987          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2988          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2989          * deadlock.
2990          */
2991         btrfs_add_delayed_iput(&inode->vfs_inode);
2992 }
2993
2994 /*
2995  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2996  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2997  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2998  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2999  *
3000  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
3001  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
3002  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
3003  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
3004  */
3005 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
3006 {
3007         struct inode *inode = page->mapping->host;
3008         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3009         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
3010
3011         /* This page has ordered extent covering it already */
3012         if (PageOrdered(page))
3013                 return 0;
3014
3015         /*
3016          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
3017          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
3018          *
3019          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
3020          * EAGAIN.
3021          */
3022         if (PageChecked(page))
3023                 return -EAGAIN;
3024
3025         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
3026         if (!fixup)
3027                 return -EAGAIN;
3028
3029         /*
3030          * We are already holding a reference to this inode from
3031          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
3032          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
3033          * page->mapping outside of the page lock.
3034          */
3035         ihold(inode);
3036         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
3037         get_page(page);
3038         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
3039         fixup->page = page;
3040         fixup->inode = inode;
3041         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
3042
3043         return -EAGAIN;
3044 }
3045
3046 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3047                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
3048                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
3049                                        const bool update_inode_bytes,
3050                                        u64 qgroup_reserved)
3051 {
3052         struct btrfs_root *root = inode->root;
3053         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3054         struct btrfs_path *path;
3055         struct extent_buffer *leaf;
3056         struct btrfs_key ins;
3057         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
3058         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
3059         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
3060         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
3061         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
3062         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
3063         int ret;
3064
3065         path = btrfs_alloc_path();
3066         if (!path)
3067                 return -ENOMEM;
3068
3069         /*
3070          * we may be replacing one extent in the tree with another.
3071          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
3072          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
3073          *
3074          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
3075          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
3076          * with the others.
3077          */
3078         drop_args.path = path;
3079         drop_args.start = file_pos;
3080         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
3081         drop_args.replace_extent = true;
3082         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
3083         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
3084         if (ret)
3085                 goto out;
3086
3087         if (!drop_args.extent_inserted) {
3088                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
3089                 ins.offset = file_pos;
3090                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3091
3092                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3093                                               sizeof(*stack_fi));
3094                 if (ret)
3095                         goto out;
3096         }
3097         leaf = path->nodes[0];
3098         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3099         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3100                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3101                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3102
3103         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3104         btrfs_release_path(path);
3105
3106         /*
3107          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3108          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3109          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3110          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3111          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3112          */
3113         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3114                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3115
3116                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3117                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3118                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3119                 num_bytes -= sectorsize;
3120         }
3121
3122         if (update_inode_bytes)
3123                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3124
3125         ins.objectid = disk_bytenr;
3126         ins.offset = disk_num_bytes;
3127         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3128
3129         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3130         if (ret)
3131                 goto out;
3132
3133         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3134                                                file_pos - offset,
3135                                                qgroup_reserved, &ins);
3136 out:
3137         btrfs_free_path(path);
3138
3139         return ret;
3140 }
3141
3142 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3143                                          u64 start, u64 len)
3144 {
3145         struct btrfs_block_group *cache;
3146
3147         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3148         ASSERT(cache);
3149
3150         spin_lock(&cache->lock);
3151         cache->delalloc_bytes -= len;
3152         spin_unlock(&cache->lock);
3153
3154         btrfs_put_block_group(cache);
3155 }
3156
3157 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3158                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3159 {
3160         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3161         bool update_inode_bytes;
3162         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3163         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3164
3165         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3166         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3167         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3168         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3169                                                    oe->disk_num_bytes);
3170         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3171         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3172                 num_bytes = oe->truncated_len;
3173                 ram_bytes = num_bytes;
3174         }
3175         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3176         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3177         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3178         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3179
3180         /*
3181          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3182          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3183          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3184          * except if the ordered extent was truncated.
3185          */
3186         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3187                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3188                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3189
3190         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3191                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3192                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3197  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3198  * fully written.
3199  */
3200 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3201 {
3202         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3203         struct btrfs_root *root = inode->root;
3204         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3205         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3206         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3207         struct extent_state *cached_state = NULL;
3208         u64 start, end;
3209         int compress_type = 0;
3210         int ret = 0;
3211         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3212         bool freespace_inode;
3213         bool truncated = false;
3214         bool clear_reserved_extent = true;
3215         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3216
3217         start = ordered_extent->file_offset;
3218         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3219
3220         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3221             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3222             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3223             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3224                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3225
3226         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3227         if (!freespace_inode)
3228                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3229
3230         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3231                 ret = -EIO;
3232                 goto out;
3233         }
3234
3235         /* A valid bdev implies a write on a sequential zone */
3236         if (ordered_extent->bdev) {
3237                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3238                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3239                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3240         }
3241
3242         btrfs_free_io_failure_record(inode, start, end);
3243
3244         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3245                 truncated = true;
3246                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3247                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3248                 if (!logical_len)
3249                         goto out;
3250         }
3251
3252         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3253                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3254
3255                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3256                 if (freespace_inode)
3257                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3258                 else
3259                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3260                 if (IS_ERR(trans)) {
3261                         ret = PTR_ERR(trans);
3262                         trans = NULL;
3263                         goto out;
3264                 }
3265                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3266                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3267                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3268                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3269                 goto out;
3270         }
3271
3272         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3273         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3274
3275         if (freespace_inode)
3276                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3277         else
3278                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3279         if (IS_ERR(trans)) {
3280                 ret = PTR_ERR(trans);
3281                 trans = NULL;
3282                 goto out;
3283         }
3284
3285         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3286
3287         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3288                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3289         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3290                 BUG_ON(compress_type);
3291                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3292                                                 ordered_extent->file_offset,
3293                                                 ordered_extent->file_offset +
3294                                                 logical_len);
3295                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3296                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3297         } else {
3298                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3299                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3300                 if (!ret) {
3301                         clear_reserved_extent = false;
3302                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3303                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3304                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3305                 }
3306         }
3307         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3308                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3309         if (ret < 0) {
3310                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3311                 goto out;
3312         }
3313
3314         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3315         if (ret) {
3316                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3317                 goto out;
3318         }
3319
3320         /*
3321          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3322          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3323          * before updating the inode item.
3324          */
3325         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3326             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3327                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3328                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3329                                  &cached_state);
3330
3331         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3332         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3333         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3334                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3335                 goto out;
3336         }
3337         ret = 0;
3338 out:
3339         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3340                          &cached_state);
3341
3342         if (trans)
3343                 btrfs_end_transaction(trans);
3344
3345         if (ret || truncated) {
3346                 u64 unwritten_start = start;
3347
3348                 /*
3349                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3350                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3351                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3352                  * already set.  Any error during writeback would have already
3353                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3354                  * marking this ordered extent as failed.
3355                  */
3356                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3357                                              &ordered_extent->flags))
3358                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3359
3360                 if (truncated)
3361                         unwritten_start += logical_len;
3362                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3363
3364                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3365                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3366
3367                 /*
3368                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3369                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3370                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3371                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3372                  *
3373                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3374                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3375                  * has already been done.
3376                  */
3377                 if ((ret || !logical_len) &&
3378                     clear_reserved_extent &&
3379                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3380                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3381                         /*
3382                          * Discard the range before returning it back to the
3383                          * free space pool
3384                          */
3385                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3386                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3387                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3388                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3389                                                 NULL);
3390                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3391                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3392                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3393                 }
3394         }
3395
3396         /*
3397          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3398          * updating everything for this ordered extent.
3399          */
3400         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3401
3402         /* once for us */
3403         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3404         /* once for the tree */
3405         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3406
3407         return ret;
3408 }
3409
3410 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3411                                           struct page *page, u64 start,
3412                                           u64 end, bool uptodate)
3413 {
3414         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3415
3416         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3421  * on the type of I/O.
3422  */
3423 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3424                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3425 {
3426         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3427         char *kaddr;
3428
3429         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3430
3431         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3432
3433         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3434         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3435         kunmap_local(kaddr);
3436
3437         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3438                 return -EIO;
3439         return 0;
3440 }
3441
3442 static u8 *btrfs_csum_ptr(const struct btrfs_fs_info *fs_info, u8 *csums, u64 offset)
3443 {
3444         u64 offset_in_sectors = offset >> fs_info->sectorsize_bits;
3445
3446         return csums + offset_in_sectors * fs_info->csum_size;
3447 }
3448
3449 /*
3450  * check_data_csum - verify checksum of one sector of uncompressed data
3451  * @inode:      inode
3452  * @bbio:       btrfs_bio which contains the csum
3453  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3454  * @page:       page where is the data to be verified
3455  * @pgoff:      offset inside the page
3456  *
3457  * The length of such check is always one sector size.
3458  *
3459  * When csum mismatch is detected, we will also report the error and fill the
3460  * corrupted range with zero. (Thus it needs the extra parameters)
3461  */
3462 int btrfs_check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_bio *bbio,
3463                           u32 bio_offset, struct page *page, u32 pgoff)
3464 {
3465         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3466         u32 len = fs_info->sectorsize;
3467         u8 *csum_expected;
3468         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3469
3470         ASSERT(pgoff + len <= PAGE_SIZE);
3471
3472         csum_expected = btrfs_csum_ptr(fs_info, bbio->csum, bio_offset);
3473
3474         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, page, pgoff, csum, csum_expected))
3475                 goto zeroit;
3476         return 0;
3477
3478 zeroit:
3479         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode),
3480                                     bbio->file_offset + bio_offset,
3481                                     csum, csum_expected, bbio->mirror_num);
3482         if (bbio->device)
3483                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(bbio->device,
3484                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3485         memzero_page(page, pgoff, len);
3486         return -EIO;
3487 }
3488
3489 /*
3490  * When reads are done, we need to check csums to verify the data is correct.
3491  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
3492  * extent_io.c will try to find good copies for us.
3493  *
3494  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3495  * @start:      file offset of the range start
3496  * @end:        file offset of the range end (inclusive)
3497  *
3498  * Return a bitmap where bit set means a csum mismatch, and bit not set means
3499  * csum match.
3500  */
3501 unsigned int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_bio *bbio,
3502                                     u32 bio_offset, struct page *page,
3503                                     u64 start, u64 end)
3504 {
3505         struct inode *inode = page->mapping->host;
3506         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3507         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3508         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3509         const u32 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3510         u32 pg_off;
3511         unsigned int result = 0;
3512
3513         /*
3514          * This only happens for NODATASUM or compressed read.
3515          * Normally this should be covered by above check for compressed read
3516          * or the next check for NODATASUM.  Just do a quicker exit here.
3517          */
3518         if (bbio->csum == NULL)
3519                 return 0;
3520
3521         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
3522                 return 0;
3523
3524         if (unlikely(test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state)))
3525                 return 0;
3526
3527         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
3528                end <= page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1);
3529         for (pg_off = offset_in_page(start);
3530              pg_off < offset_in_page(end);
3531              pg_off += sectorsize, bio_offset += sectorsize) {
3532                 u64 file_offset = pg_off + page_offset(page);
3533                 int ret;
3534
3535                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
3536                     test_range_bit(io_tree, file_offset,
3537                                    file_offset + sectorsize - 1,
3538                                    EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
3539                         /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3540                         clear_extent_bits(io_tree, file_offset,
3541                                           file_offset + sectorsize - 1,
3542                                           EXTENT_NODATASUM);
3543                         continue;
3544                 }
3545                 ret = btrfs_check_data_csum(inode, bbio, bio_offset, page, pg_off);
3546                 if (ret < 0) {
3547                         const int nr_bit = (pg_off - offset_in_page(start)) >>
3548                                      root->fs_info->sectorsize_bits;
3549
3550                         result |= (1U << nr_bit);
3551                 }
3552         }
3553         return result;
3554 }
3555
3556 /*
3557  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3558  *
3559  * @inode: The inode we want to perform iput on
3560  *
3561  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3562  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3563  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3564  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3565  */
3566 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
3567 {
3568         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3569         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
3570
3571         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
3572                 return;
3573
3574         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3575         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3576         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
3577         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3578         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3579         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3580                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3581 }
3582
3583 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3584                                     struct btrfs_inode *inode)
3585 {
3586         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3587         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3588         iput(&inode->vfs_inode);
3589         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3590                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3591         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3592 }
3593
3594 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3595                                    struct btrfs_inode *inode)
3596 {
3597         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3598                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3599                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3600                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3601                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3602         }
3603 }
3604
3605 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3606 {
3607
3608         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3609         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3610                 struct btrfs_inode *inode;
3611
3612                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3613                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3614                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3615                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3616         }
3617         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3618 }
3619
3620 /**
3621  * Wait for flushing all delayed iputs
3622  *
3623  * @fs_info:  the filesystem
3624  *
3625  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3626  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3627  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3628  * that might get blocked on the iputs.
3629  *
3630  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3631  */
3632 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3633 {
3634         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3635                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3636         if (ret)
3637                 return -EINTR;
3638         return 0;
3639 }
3640
3641 /*
3642  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3643  * in the middle of an unlink.
3644  */
3645 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3646                      struct btrfs_inode *inode)
3647 {
3648         int ret;
3649
3650         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3651         if (ret && ret != -EEXIST) {
3652                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3653                 return ret;
3654         }
3655
3656         return 0;
3657 }
3658
3659 /*
3660  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3661  * this particular inode.
3662  */
3663 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3664                             struct btrfs_inode *inode)
3665 {
3666         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3667 }
3668
3669 /*
3670  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3671  * of this root.
3672  */
3673 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3674 {
3675         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3676         struct btrfs_path *path;
3677         struct extent_buffer *leaf;
3678         struct btrfs_key key, found_key;
3679         struct btrfs_trans_handle *trans;
3680         struct inode *inode;
3681         u64 last_objectid = 0;
3682         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3683
3684         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3685                 return 0;
3686
3687         path = btrfs_alloc_path();
3688         if (!path) {
3689                 ret = -ENOMEM;
3690                 goto out;
3691         }
3692         path->reada = READA_BACK;
3693
3694         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3695         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3696         key.offset = (u64)-1;
3697
3698         while (1) {
3699                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3700                 if (ret < 0)
3701                         goto out;
3702
3703                 /*
3704                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3705                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3706                  * find the key and see if we have stuff that matches
3707                  */
3708                 if (ret > 0) {
3709                         ret = 0;
3710                         if (path->slots[0] == 0)
3711                                 break;
3712                         path->slots[0]--;
3713                 }
3714
3715                 /* pull out the item */
3716                 leaf = path->nodes[0];
3717                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3718
3719                 /* make sure the item matches what we want */
3720                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3721                         break;
3722                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3723                         break;
3724
3725                 /* release the path since we're done with it */
3726                 btrfs_release_path(path);
3727
3728                 /*
3729                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3730                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3731                  * offset of the orphan item.
3732                  */
3733
3734                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3735                         btrfs_err(fs_info,
3736                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3737                         ret = -EINVAL;
3738                         goto out;
3739                 }
3740
3741                 last_objectid = found_key.offset;
3742
3743                 found_key.objectid = found_key.offset;
3744                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3745                 found_key.offset = 0;
3746                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3747                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3748                 if (ret && ret != -ENOENT)
3749                         goto out;
3750
3751                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3752                         struct btrfs_root *dead_root;
3753                         int is_dead_root = 0;
3754
3755                         /*
3756                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3757                          * could come from 2 sources:
3758                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3759                          *  b) a free space cache inode
3760                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3761                          * for a root must not get deleted before the deletion
3762                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3763                          *
3764                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3765                          * found all deleted roots and loaded them into
3766                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3767                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3768                          * up the root from that radix tree.
3769                          */
3770
3771                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3772                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3773                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3774                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3775                                 is_dead_root = 1;
3776                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3777
3778                         if (is_dead_root) {
3779                                 /* prevent this orphan from being found again */
3780                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3781                                 continue;
3782                         }
3783
3784                 }
3785
3786                 /*
3787                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3788                  * possibilities:
3789                  *
3790                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3791                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3792                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3793                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3794
3795                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3796                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3797                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3798                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3799                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3800                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3801                  *
3802                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3803                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3804                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3805                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3806                  * the orphan item.
3807                  *
3808                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3809                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3810                  * but either way, we can delete the orphan item.
3811                  */
3812                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3813                         if (!ret) {
3814                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3815                                 iput(inode);
3816                                 if (ret)
3817                                         goto out;
3818                         }
3819                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3820                         if (IS_ERR(trans)) {
3821                                 ret = PTR_ERR(trans);
3822                                 goto out;
3823                         }
3824                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3825                                     found_key.objectid);
3826                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3827                                                     found_key.objectid);
3828                         btrfs_end_transaction(trans);
3829                         if (ret)
3830                                 goto out;
3831                         continue;
3832                 }
3833
3834                 nr_unlink++;
3835
3836                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3837                 iput(inode);
3838         }
3839         /* release the path since we're done with it */
3840         btrfs_release_path(path);
3841
3842         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3843                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3844                 if (!IS_ERR(trans))
3845                         btrfs_end_transaction(trans);
3846         }
3847
3848         if (nr_unlink)
3849                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3850
3851 out:
3852         if (ret)
3853                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3854         btrfs_free_path(path);
3855         return ret;
3856 }
3857
3858 /*
3859  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3860  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3861  *
3862  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3863  */
3864 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3865                                           int slot, u64 objectid,
3866                                           int *first_xattr_slot)
3867 {
3868         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3869         struct btrfs_key found_key;
3870         static u64 xattr_access = 0;
3871         static u64 xattr_default = 0;
3872         int scanned = 0;
3873
3874         if (!xattr_access) {
3875                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3876                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3877                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3878                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3879         }
3880
3881         slot++;
3882         *first_xattr_slot = -1;
3883         while (slot < nritems) {
3884                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3885
3886                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3887                 if (found_key.objectid != objectid)
3888                         return 0;
3889
3890                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3891                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3892                         if (*first_xattr_slot == -1)
3893                                 *first_xattr_slot = slot;
3894                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3895                             found_key.offset == xattr_default)
3896                                 return 1;
3897                 }
3898
3899                 /*
3900                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3901                  * be any acls later on
3902                  */
3903                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3904                         return 0;
3905
3906                 slot++;
3907                 scanned++;
3908
3909                 /*
3910                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3911                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3912                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3913                  * this is just an optimization
3914                  */
3915                 if (scanned >= 8)
3916                         break;
3917         }
3918         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3919          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3920          * has acls
3921          */
3922         if (*first_xattr_slot == -1)
3923                 *first_xattr_slot = slot;
3924         return 1;
3925 }
3926
3927 /*
3928  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3929  */
3930 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3931                                    struct btrfs_path *in_path)
3932 {
3933         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3934         struct btrfs_path *path = in_path;
3935         struct extent_buffer *leaf;
3936         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3937         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3938         struct btrfs_key location;
3939         unsigned long ptr;
3940         int maybe_acls;
3941         u32 rdev;
3942         int ret;
3943         bool filled = false;
3944         int first_xattr_slot;
3945
3946         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3947         if (!ret)
3948                 filled = true;
3949
3950         if (!path) {
3951                 path = btrfs_alloc_path();
3952                 if (!path)
3953                         return -ENOMEM;
3954         }
3955
3956         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3957
3958         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3959         if (ret) {
3960                 if (path != in_path)
3961                         btrfs_free_path(path);
3962                 return ret;
3963         }
3964
3965         leaf = path->nodes[0];
3966
3967         if (filled)
3968                 goto cache_index;
3969
3970         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3971                                     struct btrfs_inode_item);
3972         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3973         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3974         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3975         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3976         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3977         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3978                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3979
3980         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3981         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3982
3983         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3984         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3985
3986         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3987         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3988
3989         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3990                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3991         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3992                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3993
3994         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3995         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3996         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3997
3998         inode_set_iversion_queried(inode,
3999                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
4000         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
4001         inode->i_rdev = 0;
4002         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
4003
4004         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
4005         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
4006                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4007
4008 cache_index:
4009         /*
4010          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
4011          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
4012          * idea about which extents were modified before we were evicted from
4013          * cache.
4014          *
4015          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
4016          * in delayed_nodes_tree.
4017          */
4018         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
4019                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
4020                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
4021
4022         /*
4023          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
4024          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
4025          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
4026          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
4027          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
4028          * replayed. For example, in the scenario:
4029          *
4030          * touch mydir/foo
4031          * ln mydir/foo mydir/bar
4032          * sync
4033          * unlink mydir/bar
4034          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
4035          * xfs_io -c fsync mydir/foo
4036          * <power failure>
4037          * mount fs, triggers fsync log replay
4038          *
4039          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
4040          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
4041          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
4042          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
4043          *
4044          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
4045          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
4046          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
4047          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
4048          */
4049         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4050
4051         /*
4052          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
4053          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
4054          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
4055          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
4056          */
4057         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4058
4059         path->slots[0]++;
4060         if (inode->i_nlink != 1 ||
4061             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
4062                 goto cache_acl;
4063
4064         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
4065         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
4066                 goto cache_acl;
4067
4068         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
4069         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
4070                 struct btrfs_inode_ref *ref;
4071
4072                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
4073                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
4074         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
4075                 struct btrfs_inode_extref *extref;
4076
4077                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
4078                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
4079                                                                      extref);
4080         }
4081 cache_acl:
4082         /*
4083          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
4084          * any xattrs or acls
4085          */
4086         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
4087                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
4088         if (first_xattr_slot != -1) {
4089                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
4090                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
4091                 if (ret)
4092                         btrfs_err(fs_info,
4093                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
4094                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
4095                                   root->root_key.objectid, ret);
4096         }
4097         if (path != in_path)
4098                 btrfs_free_path(path);
4099
4100         if (!maybe_acls)
4101                 cache_no_acl(inode);
4102
4103         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
4104         case S_IFREG:
4105                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4106                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
4107                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
4108                 break;
4109         case S_IFDIR:
4110                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
4111                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
4112                 break;
4113         case S_IFLNK:
4114                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
4115                 inode_nohighmem(inode);
4116                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4117                 break;
4118         default:
4119                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
4120                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
4121                 break;
4122         }
4123
4124         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
4125         return 0;
4126 }
4127
4128 /*
4129  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4130  */
4131 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4132                             struct extent_buffer *leaf,
4133                             struct btrfs_inode_item *item,
4134                             struct inode *inode)
4135 {
4136         struct btrfs_map_token token;
4137         u64 flags;
4138
4139         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4140
4141         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4142         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4143         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4144         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4145         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4146
4147         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4148                                      inode->i_atime.tv_sec);
4149         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4150                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4151
4152         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4153                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4154         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4155                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4156
4157         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4158                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4159         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4160                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4161
4162         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4163                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4164         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4165                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4166
4167         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4168         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4169                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4170         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4171         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4172         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4173         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4174                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4175         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4176         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4177 }
4178
4179 /*
4180  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4181  */
4182 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4183                                 struct btrfs_root *root,
4184                                 struct btrfs_inode *inode)
4185 {
4186         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4187         struct btrfs_path *path;
4188         struct extent_buffer *leaf;
4189         int ret;
4190
4191         path = btrfs_alloc_path();
4192         if (!path)
4193                 return -ENOMEM;
4194
4195         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4196         if (ret) {
4197                 if (ret > 0)
4198                         ret = -ENOENT;
4199                 goto failed;
4200         }
4201
4202         leaf = path->nodes[0];
4203         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4204                                     struct btrfs_inode_item);
4205
4206         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4207         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4208         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4209         ret = 0;
4210 failed:
4211         btrfs_free_path(path);
4212         return ret;
4213 }
4214
4215 /*
4216  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4217  */
4218 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4219                                 struct btrfs_root *root,
4220                                 struct btrfs_inode *inode)
4221 {
4222         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4223         int ret;
4224
4225         /*
4226          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4227          * if we put it into the delayed code.
4228          *
4229          * The data relocation inode should also be directly updated
4230          * without delay
4231          */
4232         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4233             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4234             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4235                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4236
4237                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4238                 if (!ret)
4239                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4240                 return ret;
4241         }
4242
4243         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4244 }
4245
4246 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4247                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4248 {
4249         int ret;
4250
4251         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4252         if (ret == -ENOSPC)
4253                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4254         return ret;
4255 }
4256
4257 /*
4258  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4259  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4260  * also drops the back refs in the inode to the directory
4261  */
4262 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4263                                 struct btrfs_inode *dir,
4264                                 struct btrfs_inode *inode,
4265                                 const char *name, int name_len,
4266                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4267 {
4268         struct btrfs_root *root = dir->root;
4269         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4270         struct btrfs_path *path;
4271         int ret = 0;
4272         struct btrfs_dir_item *di;
4273         u64 index;
4274         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4275         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4276
4277         path = btrfs_alloc_path();
4278         if (!path) {
4279                 ret = -ENOMEM;
4280                 goto out;
4281         }
4282
4283         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4284                                     name, name_len, -1);
4285         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4286                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4287                 goto err;
4288         }
4289         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4290         if (ret)
4291                 goto err;
4292         btrfs_release_path(path);
4293
4294         /*
4295          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4296          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4297          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4298          *
4299          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4300          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4301          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4302          * we update the inode item.
4303          */
4304         if (inode->dir_index) {
4305                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4306                 if (!ret) {
4307                         index = inode->dir_index;
4308                         goto skip_backref;
4309                 }
4310         }
4311
4312         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
4313                                   dir_ino, &index);
4314         if (ret) {
4315                 btrfs_info(fs_info,
4316                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4317                         name_len, name, ino, dir_ino);
4318                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4319                 goto err;
4320         }
4321 skip_backref:
4322         if (rename_ctx)
4323                 rename_ctx->index = index;
4324
4325         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4326         if (ret) {
4327                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4328                 goto err;
4329         }
4330
4331         /*
4332          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4333          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4334          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4335          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4336          */
4337         if (!rename_ctx) {
4338                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
4339                                            dir_ino);
4340                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
4341                                              index);
4342         }
4343
4344         /*
4345          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4346          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4347          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4348          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4349          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4350          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4351          * holding.
4352          */
4353         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4354 err:
4355         btrfs_free_path(path);
4356         if (ret)
4357                 goto out;
4358
4359         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
4360         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4361         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4362         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4363         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4364         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4365         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4366 out:
4367         return ret;
4368 }
4369
4370 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4371                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4372                        const char *name, int name_len)
4373 {
4374         int ret;
4375         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, name_len, NULL);
4376         if (!ret) {
4377                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4378                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4379         }
4380         return ret;
4381 }
4382
4383 /*
4384  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4385  *
4386  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4387  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4388  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4389  * allow the unlink to occur.
4390  */
4391 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
4392 {
4393         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4394
4395         /*
4396          * 1 for the possible orphan item
4397          * 1 for the dir item
4398          * 1 for the dir index
4399          * 1 for the inode ref
4400          * 1 for the inode
4401          * 1 for the parent inode
4402          */
4403         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4404 }
4405
4406 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4407 {
4408         struct btrfs_trans_handle *trans;
4409         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4410         int ret;
4411
4412         trans = __unlink_start_trans(dir);
4413         if (IS_ERR(trans))
4414                 return PTR_ERR(trans);
4415
4416         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4417                         0);
4418
4419         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4420                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4421                         dentry->d_name.len);
4422         if (ret)
4423                 goto out;
4424
4425         if (inode->i_nlink == 0) {
4426                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4427                 if (ret)
4428                         goto out;
4429         }
4430
4431 out:
4432         btrfs_end_transaction(trans);
4433         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4434         return ret;
4435 }
4436
4437 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4438                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4439 {
4440         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4441         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4442         struct btrfs_path *path;
4443         struct extent_buffer *leaf;
4444         struct btrfs_dir_item *di;
4445         struct btrfs_key key;
4446         const char *name = dentry->d_name.name;
4447         int name_len = dentry->d_name.len;
4448         u64 index;
4449         int ret;
4450         u64 objectid;
4451         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
4452
4453         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4454                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4455         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4456                 objectid = inode->location.objectid;
4457         } else {
4458                 WARN_ON(1);
4459                 return -EINVAL;
4460         }
4461
4462         path = btrfs_alloc_path();
4463         if (!path)
4464                 return -ENOMEM;
4465
4466         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4467                                    name, name_len, -1);
4468         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4469                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4470                 goto out;
4471         }
4472
4473         leaf = path->nodes[0];
4474         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4475         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4476         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4477         if (ret) {
4478                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4479                 goto out;
4480         }
4481         btrfs_release_path(path);
4482
4483         /*
4484          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4485          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4486          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4487          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4488          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4489          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4490          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4491          */
4492         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4493                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
4494                                                  name, name_len);
4495                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4496                         if (!di)
4497                                 ret = -ENOENT;
4498                         else
4499                                 ret = PTR_ERR(di);
4500                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4501                         goto out;
4502                 }
4503
4504                 leaf = path->nodes[0];
4505                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4506                 index = key.offset;
4507                 btrfs_release_path(path);
4508         } else {
4509                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4510                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4511                                          &index, name, name_len);
4512                 if (ret) {
4513                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4514                         goto out;
4515                 }
4516         }
4517
4518         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
4519         if (ret) {
4520                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4521                 goto out;
4522         }
4523
4524         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
4525         inode_inc_iversion(dir);
4526         dir->i_mtime = current_time(dir);
4527         dir->i_ctime = dir->i_mtime;
4528         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, BTRFS_I(dir));
4529         if (ret)
4530                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4531 out:
4532         btrfs_free_path(path);
4533         return ret;
4534 }
4535
4536 /*
4537  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4538  * default.
4539  */
4540 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4541 {
4542         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4543         struct btrfs_path *path;
4544         struct btrfs_dir_item *di;
4545         struct btrfs_key key;
4546         u64 dir_id;
4547         int ret;
4548
4549         path = btrfs_alloc_path();
4550         if (!path)
4551                 return -ENOMEM;
4552
4553         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4554         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4555         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4556                                    dir_id, "default", 7, 0);
4557         if (di && !IS_ERR(di)) {
4558                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4559                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4560                         ret = -EPERM;
4561                         btrfs_err(fs_info,
4562                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4563                                   key.objectid);
4564                         goto out;
4565                 }
4566                 btrfs_release_path(path);
4567         }
4568
4569         key.objectid = root->root_key.objectid;
4570         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4571         key.offset = (u64)-1;
4572
4573         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4574         if (ret < 0)
4575                 goto out;
4576         BUG_ON(ret == 0);
4577
4578         ret = 0;
4579         if (path->slots[0] > 0) {
4580                 path->slots[0]--;
4581                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4582                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4583                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4584                         ret = -ENOTEMPTY;
4585         }
4586 out:
4587         btrfs_free_path(path);
4588         return ret;
4589 }
4590
4591 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4592 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4593 {
4594         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4595         struct rb_node *node;
4596         struct rb_node *prev;
4597         struct btrfs_inode *entry;
4598         struct inode *inode;
4599         u64 objectid = 0;
4600
4601         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4602                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4603
4604         spin_lock(&root->inode_lock);
4605 again:
4606         node = root->inode_tree.rb_node;
4607         prev = NULL;
4608         while (node) {
4609                 prev = node;
4610                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4611
4612                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4613                         node = node->rb_left;
4614                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4615                         node = node->rb_right;
4616                 else
4617                         break;
4618         }
4619         if (!node) {
4620                 while (prev) {
4621                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4622                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4623                                 node = prev;
4624                                 break;
4625                         }
4626                         prev = rb_next(prev);
4627                 }
4628         }
4629         while (node) {
4630                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4631                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4632                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4633                 if (inode) {
4634                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4635                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4636                                 d_prune_aliases(inode);
4637                         /*
4638                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4639                          * cache when its usage count hits zero.
4640                          */
4641                         iput(inode);
4642                         cond_resched();
4643                         spin_lock(&root->inode_lock);
4644                         goto again;
4645                 }
4646
4647                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4648                         goto again;
4649
4650                 node = rb_next(node);
4651         }
4652         spin_unlock(&root->inode_lock);
4653 }
4654
4655 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4656 {
4657         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4658         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4659         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4660         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4661         struct btrfs_trans_handle *trans;
4662         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4663         u64 root_flags;
4664         int ret;
4665
4666         /*
4667          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4668          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4669          * again is not run concurrently.
4670          */
4671         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4672         if (dest->send_in_progress) {
4673                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4674                 btrfs_warn(fs_info,
4675                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4676                            dest->root_key.objectid);
4677                 return -EPERM;
4678         }
4679         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4680                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4681                 btrfs_warn(fs_info,
4682                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4683                            root->root_key.objectid);
4684                 return -EPERM;
4685         }
4686         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4687         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4688                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4689         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4690
4691         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4692
4693         ret = may_destroy_subvol(dest);
4694         if (ret)
4695                 goto out_up_write;
4696
4697         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4698         /*
4699          * One for dir inode,
4700          * two for dir entries,
4701          * two for root ref/backref.
4702          */
4703         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4704         if (ret)
4705                 goto out_up_write;
4706
4707         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4708         if (IS_ERR(trans)) {
4709                 ret = PTR_ERR(trans);
4710                 goto out_release;
4711         }
4712         trans->block_rsv = &block_rsv;
4713         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4714
4715         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4716
4717         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4718         if (ret) {
4719                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4720                 goto out_end_trans;
4721         }
4722
4723         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4724         if (ret) {
4725                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4726                 goto out_end_trans;
4727         }
4728
4729         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4730                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4731         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4732         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4733
4734         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4735                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4736                                         fs_info->tree_root,
4737                                         dest->root_key.objectid);
4738                 if (ret) {
4739                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4740                         goto out_end_trans;
4741                 }
4742         }
4743
4744         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4745                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4746                                   dest->root_key.objectid);
4747         if (ret && ret != -ENOENT) {
4748                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4749                 goto out_end_trans;
4750         }
4751         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4752                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4753                                           dest->root_item.received_uuid,
4754                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4755                                           dest->root_key.objectid);
4756                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4757                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4758                         goto out_end_trans;
4759                 }
4760         }
4761
4762         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4763         dest->anon_dev = 0;
4764 out_end_trans:
4765         trans->block_rsv = NULL;
4766         trans->bytes_reserved = 0;
4767         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4768         inode->i_flags |= S_DEAD;
4769 out_release:
4770         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4771 out_up_write:
4772         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4773         if (ret) {
4774                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4775                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4776                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4777                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4778                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4779         } else {
4780                 d_invalidate(dentry);
4781                 btrfs_prune_dentries(dest);
4782                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4783         }
4784
4785         return ret;
4786 }
4787
4788 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4789 {
4790         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4791         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4792         int err = 0;
4793         struct btrfs_trans_handle *trans;
4794         u64 last_unlink_trans;
4795
4796         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4797                 return -ENOTEMPTY;
4798         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4799                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4800                         btrfs_err(fs_info,
4801                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4802                         return -EOPNOTSUPP;
4803                 }
4804                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4805         }
4806
4807         trans = __unlink_start_trans(dir);
4808         if (IS_ERR(trans))
4809                 return PTR_ERR(trans);
4810
4811         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4812                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4813                 goto out;
4814         }
4815
4816         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4817         if (err)
4818                 goto out;
4819
4820         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4821
4822         /* now the directory is empty */
4823         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4824                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4825                         dentry->d_name.len);
4826         if (!err) {
4827                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4828                 /*
4829                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4830                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4831                  * log tree in the case we do something like this:
4832                  * 1) create dir foo
4833                  * 2) create snapshot under dir foo
4834                  * 3) delete the snapshot
4835                  * 4) rmdir foo
4836                  * 5) mkdir foo
4837                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4838                  */
4839                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4840                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4841         }
4842 out:
4843         btrfs_end_transaction(trans);
4844         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4845
4846         return err;
4847 }
4848
4849 /*
4850  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4851  * @inode - inode that we're zeroing
4852  * @from - the offset to start zeroing
4853  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4854  *      offset
4855  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4856  *
4857  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4858  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4859  */
4860 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4861                          int front)
4862 {
4863         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4864         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4865         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4866         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4867         struct extent_state *cached_state = NULL;
4868         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4869         bool only_release_metadata = false;
4870         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4871         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4872         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4873         struct page *page;
4874         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4875         size_t write_bytes = blocksize;
4876         int ret = 0;
4877         u64 block_start;
4878         u64 block_end;
4879
4880         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4881             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4882                 goto out;
4883
4884         block_start = round_down(from, blocksize);
4885         block_end = block_start + blocksize - 1;
4886
4887         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4888                                           blocksize, false);
4889         if (ret < 0) {
4890                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4891                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4892                         only_release_metadata = true;
4893                 } else {
4894                         goto out;
4895                 }
4896         }
4897         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4898         if (ret < 0) {
4899                 if (!only_release_metadata)
4900                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4901                                                        block_start, blocksize);
4902                 goto out;
4903         }
4904 again:
4905         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4906         if (!page) {
4907                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4908                                              blocksize, true);
4909                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4910                 ret = -ENOMEM;
4911                 goto out;
4912         }
4913         ret = set_page_extent_mapped(page);
4914         if (ret < 0)
4915                 goto out_unlock;
4916
4917         if (!PageUptodate(page)) {
4918                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4919                 lock_page(page);
4920                 if (page->mapping != mapping) {
4921                         unlock_page(page);
4922                         put_page(page);
4923                         goto again;
4924                 }
4925                 if (!PageUptodate(page)) {
4926                         ret = -EIO;
4927                         goto out_unlock;
4928                 }
4929         }
4930         wait_on_page_writeback(page);
4931
4932         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4933
4934         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4935         if (ordered) {
4936                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4937                 unlock_page(page);
4938                 put_page(page);
4939                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
4940                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4941                 goto again;
4942         }
4943
4944         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4945                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4946                          &cached_state);
4947
4948         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4949                                         &cached_state);
4950         if (ret) {
4951                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4952                 goto out_unlock;
4953         }
4954
4955         if (offset != blocksize) {
4956                 if (!len)
4957                         len = blocksize - offset;
4958                 if (front)
4959                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4960                                      offset);
4961                 else
4962                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4963                                      len);
4964         }
4965         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4966                                  block_end + 1 - block_start);
4967         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4968         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4969
4970         if (only_release_metadata)
4971                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4972                                EXTENT_NORESERVE, NULL, GFP_NOFS);
4973
4974 out_unlock:
4975         if (ret) {
4976                 if (only_release_metadata)
4977                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4978                 else
4979                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4980                                         block_start, blocksize, true);
4981         }
4982         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4983         unlock_page(page);
4984         put_page(page);
4985 out:
4986         if (only_release_metadata)
4987                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4988         extent_changeset_free(data_reserved);
4989         return ret;
4990 }
4991
4992 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4993                              u64 offset, u64 len)
4994 {
4995         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4996         struct btrfs_trans_handle *trans;
4997         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4998         int ret;
4999
5000         /*
5001          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
5002          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
5003          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
5004          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
5005          */
5006         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
5007                 return 0;
5008
5009         /*
5010          * 1 - for the one we're dropping
5011          * 1 - for the one we're adding
5012          * 1 - for updating the inode.
5013          */
5014         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
5015         if (IS_ERR(trans))
5016                 return PTR_ERR(trans);
5017
5018         drop_args.start = offset;
5019         drop_args.end = offset + len;
5020         drop_args.drop_cache = true;
5021
5022         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
5023         if (ret) {
5024                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5025                 btrfs_end_transaction(trans);
5026                 return ret;
5027         }
5028
5029         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
5030         if (ret) {
5031                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5032         } else {
5033                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
5034                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5035         }
5036         btrfs_end_transaction(trans);
5037         return ret;
5038 }
5039
5040 /*
5041  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
5042  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
5043  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
5044  * the range between oldsize and size
5045  */
5046 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
5047 {
5048         struct btrfs_root *root = inode->root;
5049         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5050         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
5051         struct extent_map *em = NULL;
5052         struct extent_state *cached_state = NULL;
5053         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
5054         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
5055         u64 last_byte;
5056         u64 cur_offset;
5057         u64 hole_size;
5058         int err = 0;
5059
5060         /*
5061          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
5062          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
5063          * expose stale data.
5064          */
5065         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
5066         if (err)
5067                 return err;
5068
5069         if (size <= hole_start)
5070                 return 0;
5071
5072         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
5073                                            &cached_state);
5074         cur_offset = hole_start;
5075         while (1) {
5076                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
5077                                       block_end - cur_offset);
5078                 if (IS_ERR(em)) {
5079                         err = PTR_ERR(em);
5080                         em = NULL;
5081                         break;
5082                 }
5083                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
5084                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
5085                 hole_size = last_byte - cur_offset;
5086
5087                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
5088                         struct extent_map *hole_em;
5089
5090                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
5091                                                 hole_size);
5092                         if (err)
5093                                 break;
5094
5095                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5096                                                         cur_offset, hole_size);
5097                         if (err)
5098                                 break;
5099
5100                         hole_em = alloc_extent_map();
5101                         if (!hole_em) {
5102                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
5103                                                     cur_offset + hole_size - 1,
5104                                                     false);
5105                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5106                                 goto next;
5107                         }
5108                         hole_em->start = cur_offset;
5109                         hole_em->len = hole_size;
5110                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5111
5112                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5113                         hole_em->block_len = 0;
5114                         hole_em->orig_block_len = 0;
5115                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5116                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5117                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5118
5119                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
5120                         free_extent_map(hole_em);
5121                 } else {
5122                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5123                                                         cur_offset, hole_size);
5124                         if (err)
5125                                 break;
5126                 }
5127 next:
5128                 free_extent_map(em);
5129                 em = NULL;
5130                 cur_offset = last_byte;
5131                 if (cur_offset >= block_end)
5132                         break;
5133         }
5134         free_extent_map(em);
5135         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5136         return err;
5137 }
5138
5139 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5140 {
5141         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5142         struct btrfs_trans_handle *trans;
5143         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5144         loff_t newsize = attr->ia_size;
5145         int mask = attr->ia_valid;
5146         int ret;
5147
5148         /*
5149          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5150          * special case where we need to update the times despite not having
5151          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5152          * explicitly if it wants a timestamp update.
5153          */
5154         if (newsize != oldsize) {
5155                 inode_inc_iversion(inode);
5156                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5157                         inode->i_mtime = current_time(inode);
5158                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5159                 }
5160         }
5161
5162         if (newsize > oldsize) {
5163                 /*
5164                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5165                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5166                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5167                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5168                  * this truncation.
5169                  */
5170                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5171                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5172                 if (ret) {
5173                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5174                         return ret;
5175                 }
5176
5177                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5178                 if (IS_ERR(trans)) {
5179                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5180                         return PTR_ERR(trans);
5181                 }
5182
5183                 i_size_write(inode, newsize);
5184                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5185                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5186                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5187                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5188                 btrfs_end_transaction(trans);
5189         } else {
5190                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5191
5192                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5193                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5194                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5195                                         (u64)-1);
5196                         if (ret)
5197                                 return ret;
5198                 }
5199
5200                 /*
5201                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5202                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5203                  * on close.
5204                  */
5205                 if (newsize == 0)
5206                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5207                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5208
5209                 truncate_setsize(inode, newsize);
5210
5211                 inode_dio_wait(inode);
5212
5213                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
5214                 if (ret && inode->i_nlink) {
5215                         int err;
5216
5217                         /*
5218                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5219                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5220                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5221                          * in-memory size to match.
5222                          */
5223                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5224                         if (err)
5225                                 return err;
5226                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5227                 }
5228         }
5229
5230         return ret;
5231 }
5232
5233 static int btrfs_setattr(struct user_namespace *mnt_userns, struct dentry *dentry,
5234                          struct iattr *attr)
5235 {
5236         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5237         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5238         int err;
5239
5240         if (btrfs_root_readonly(root))
5241                 return -EROFS;
5242
5243         err = setattr_prepare(mnt_userns, dentry, attr);
5244         if (err)
5245                 return err;
5246
5247         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5248                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5249                 if (err)
5250                         return err;
5251         }
5252
5253         if (attr->ia_valid) {
5254                 setattr_copy(mnt_userns, inode, attr);
5255                 inode_inc_iversion(inode);
5256                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
5257
5258                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5259                         err = posix_acl_chmod(mnt_userns, inode, inode->i_mode);
5260         }
5261
5262         return err;
5263 }
5264
5265 /*
5266  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5267  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5268  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5269  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5270  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5271  * wasting lots of time.
5272  *
5273  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5274  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5275  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5276  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5277  */
5278 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5279 {
5280         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5281         struct rb_node *node;
5282
5283         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5284         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5285
5286         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5287
5288         /*
5289          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5290          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5291          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5292          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5293          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5294          * ranges can still be locked and eviction started because before
5295          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5296          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5297          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5298          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5299          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5300          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5301          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5302          * use-after-free issue.
5303          */
5304         spin_lock(&io_tree->lock);
5305         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5306                 struct extent_state *state;
5307                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5308                 u64 start;
5309                 u64 end;
5310                 unsigned state_flags;
5311
5312                 node = rb_first(&io_tree->state);
5313                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5314                 start = state->start;
5315                 end = state->end;
5316                 state_flags = state->state;
5317                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5318
5319                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5320
5321                 /*
5322                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5323                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5324                  * So we need to free its reserved space here.
5325                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5326                  *
5327                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5328                  */
5329                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5330                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5331                                                end - start + 1);
5332
5333                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5334                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5335                                  &cached_state);
5336
5337                 cond_resched();
5338                 spin_lock(&io_tree->lock);
5339         }
5340         spin_unlock(&io_tree->lock);
5341 }
5342
5343 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5344                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5345 {
5346         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5347         struct btrfs_trans_handle *trans;
5348         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5349         int ret;
5350
5351         /*
5352          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5353          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5354          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5355          *
5356          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5357          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5358          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5359          * delayed refs activity by truncating.
5360          *
5361          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5362          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5363          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5364          */
5365         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5366                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5367         if (ret) {
5368                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5369                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5370                 if (ret) {
5371                         btrfs_warn(fs_info,
5372                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5373                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5374                 }
5375                 delayed_refs_extra = 0;
5376         }
5377
5378         trans = btrfs_join_transaction(root);
5379         if (IS_ERR(trans))
5380                 return trans;
5381
5382         if (delayed_refs_extra) {
5383                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5384                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5385                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5386                                         delayed_refs_extra, 1);
5387         }
5388         return trans;
5389 }
5390
5391 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5392 {
5393         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5394         struct btrfs_trans_handle *trans;
5395         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5396         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5397         int ret;
5398
5399         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5400
5401         if (!root) {
5402                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5403                 clear_inode(inode);
5404                 return;
5405         }
5406
5407         evict_inode_truncate_pages(inode);
5408
5409         if (inode->i_nlink &&
5410             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5411               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5412              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5413                 goto no_delete;
5414
5415         if (is_bad_inode(inode))
5416                 goto no_delete;
5417
5418         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5419
5420         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5421                 goto no_delete;
5422
5423         if (inode->i_nlink > 0) {
5424                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5425                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5426                 goto no_delete;
5427         }
5428
5429         /*
5430          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5431          * the inode update is released.
5432          */
5433         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5434         if (ret)
5435                 goto no_delete;
5436
5437         /*
5438          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5439          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5440          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5441          * the truncate.
5442          */
5443         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5444
5445         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5446         if (!rsv)
5447                 goto no_delete;
5448         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5449         rsv->failfast = true;
5450
5451         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5452
5453         while (1) {
5454                 struct btrfs_truncate_control control = {
5455                         .inode = BTRFS_I(inode),
5456                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5457                         .new_size = 0,
5458                         .min_type = 0,
5459                 };
5460
5461                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5462                 if (IS_ERR(trans))
5463                         goto free_rsv;
5464
5465                 trans->block_rsv = rsv;
5466
5467                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5468                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5469                 btrfs_end_transaction(trans);
5470                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5471                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5472                         goto free_rsv;
5473                 else if (!ret)
5474                         break;
5475         }
5476
5477         /*
5478          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5479          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5480          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5481          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5482          *
5483          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5484          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5485          */
5486         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5487         if (!IS_ERR(trans)) {
5488                 trans->block_rsv = rsv;
5489                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5490                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5491                 btrfs_end_transaction(trans);
5492         }
5493
5494 free_rsv:
5495         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5496 no_delete:
5497         /*
5498          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5499          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5500          * to retry these periodically in the future.
5501          */
5502         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5503         fsverity_cleanup_inode(inode);
5504         clear_inode(inode);
5505 }
5506
5507 /*
5508  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5509  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5510  *
5511  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5512  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5513  */
5514 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5515                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5516 {
5517         const char *name = dentry->d_name.name;
5518         int namelen = dentry->d_name.len;
5519         struct btrfs_dir_item *di;
5520         struct btrfs_path *path;
5521         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5522         int ret = 0;
5523
5524         path = btrfs_alloc_path();
5525         if (!path)
5526                 return -ENOMEM;
5527
5528         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5529                         name, namelen, 0);
5530         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5531                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5532                 goto out;
5533         }
5534
5535         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5536         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5537             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5538                 ret = -EUCLEAN;
5539                 btrfs_warn(root->fs_info,
5540 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5541                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5542                            location->objectid, location->type, location->offset);
5543         }
5544         if (!ret)
5545                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5546 out:
5547         btrfs_free_path(path);
5548         return ret;
5549 }
5550
5551 /*
5552  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5553  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5554  * is kind of like crossing a mount point.
5555  */
5556 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5557                                     struct inode *dir,
5558                                     struct dentry *dentry,
5559                                     struct btrfs_key *location,
5560                                     struct btrfs_root **sub_root)
5561 {
5562         struct btrfs_path *path;
5563         struct btrfs_root *new_root;
5564         struct btrfs_root_ref *ref;
5565         struct extent_buffer *leaf;
5566         struct btrfs_key key;
5567         int ret;
5568         int err = 0;
5569
5570         path = btrfs_alloc_path();
5571         if (!path) {
5572                 err = -ENOMEM;
5573                 goto out;
5574         }
5575
5576         err = -ENOENT;
5577         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5578         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5579         key.offset = location->objectid;
5580
5581         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5582         if (ret) {
5583                 if (ret < 0)
5584                         err = ret;
5585                 goto out;
5586         }
5587
5588         leaf = path->nodes[0];
5589         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5590         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5591             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5592                 goto out;
5593
5594         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5595                                    (unsigned long)(ref + 1),
5596                                    dentry->d_name.len);
5597         if (ret)
5598                 goto out;
5599
5600         btrfs_release_path(path);
5601
5602         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5603         if (IS_ERR(new_root)) {
5604                 err = PTR_ERR(new_root);
5605                 goto out;
5606         }
5607
5608         *sub_root = new_root;
5609         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5610         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5611         location->offset = 0;
5612         err = 0;
5613 out:
5614         btrfs_free_path(path);
5615         return err;
5616 }
5617
5618 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5619 {
5620         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5621         struct btrfs_inode *entry;
5622         struct rb_node **p;
5623         struct rb_node *parent;
5624         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5625         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5626
5627         if (inode_unhashed(inode))
5628                 return;
5629         parent = NULL;
5630         spin_lock(&root->inode_lock);
5631         p = &root->inode_tree.rb_node;
5632         while (*p) {
5633                 parent = *p;
5634                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5635
5636                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5637                         p = &parent->rb_left;
5638                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5639                         p = &parent->rb_right;
5640                 else {
5641                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5642                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5643                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5644                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5645                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5646                         return;
5647                 }
5648         }
5649         rb_link_node(new, parent, p);
5650         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5651         spin_unlock(&root->inode_lock);
5652 }
5653
5654 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5655 {
5656         struct btrfs_root *root = inode->root;
5657         int empty = 0;
5658
5659         spin_lock(&root->inode_lock);
5660         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5661                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5662                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5663                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5664         }
5665         spin_unlock(&root->inode_lock);
5666
5667         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5668                 spin_lock(&root->inode_lock);
5669                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5670                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5671                 if (empty)
5672                         btrfs_add_dead_root(root);
5673         }
5674 }
5675
5676
5677 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5678 {
5679         struct btrfs_iget_args *args = p;
5680
5681         inode->i_ino = args->ino;
5682         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5683         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5684         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5685         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5686         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5687
5688         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5689             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5690                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5691                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5692         return 0;
5693 }
5694
5695 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5696 {
5697         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5698
5699         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5700                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5701 }
5702
5703 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5704                                        struct btrfs_root *root)
5705 {
5706         struct inode *inode;
5707         struct btrfs_iget_args args;
5708         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5709
5710         args.ino = ino;
5711         args.root = root;
5712
5713         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5714                              btrfs_init_locked_inode,
5715                              (void *)&args);
5716         return inode;
5717 }
5718
5719 /*
5720  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5721  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5722  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5723  * later.
5724  */
5725 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5726                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5727 {
5728         struct inode *inode;
5729
5730         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5731         if (!inode)
5732                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5733
5734         if (inode->i_state & I_NEW) {
5735                 int ret;
5736
5737                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5738                 if (!ret) {
5739                         inode_tree_add(inode);
5740                         unlock_new_inode(inode);
5741                 } else {
5742                         iget_failed(inode);
5743                         /*
5744                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5745                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5746                          * was not found.
5747                          */
5748                         if (ret > 0)
5749                                 ret = -ENOENT;
5750                         inode = ERR_PTR(ret);
5751                 }
5752         }
5753
5754         return inode;
5755 }
5756
5757 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5758 {
5759         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5760 }
5761
5762 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5763                                     struct btrfs_key *key,
5764                                     struct btrfs_root *root)
5765 {
5766         struct inode *inode = new_inode(s);
5767
5768         if (!inode)
5769                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5770
5771         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5772         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5773         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5774
5775         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5776         /*
5777          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5778          * associated with the dentry
5779          */
5780         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5781         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5782         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5783         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5784         inode->i_mtime = current_time(inode);
5785         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5786         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5787         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5788
5789         return inode;
5790 }
5791
5792 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5793 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5794 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5795 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5796 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5797 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5798 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5799 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5800
5801 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5802 {
5803         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5804 }
5805
5806 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5807 {
5808         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5809         struct inode *inode;
5810         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5811         struct btrfs_root *sub_root = root;
5812         struct btrfs_key location;
5813         u8 di_type = 0;
5814         int ret = 0;
5815
5816         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5817                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5818
5819         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5820         if (ret < 0)
5821                 return ERR_PTR(ret);
5822
5823         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5824                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5825                 if (IS_ERR(inode))
5826                         return inode;
5827
5828                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5829                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5830                         btrfs_crit(fs_info,
5831 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5832                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5833                                   di_type);
5834                         iput(inode);
5835                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5836                 }
5837                 return inode;
5838         }
5839
5840         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5841                                        &location, &sub_root);
5842         if (ret < 0) {
5843                 if (ret != -ENOENT)
5844                         inode = ERR_PTR(ret);
5845                 else
5846                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5847         } else {
5848                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5849                 btrfs_put_root(sub_root);
5850
5851                 if (IS_ERR(inode))
5852                         return inode;
5853
5854                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5855                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5856                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5857                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5858                 if (ret) {
5859                         iput(inode);
5860                         inode = ERR_PTR(ret);
5861                 }
5862         }
5863
5864         return inode;
5865 }
5866
5867 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5868 {
5869         struct btrfs_root *root;
5870         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5871
5872         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5873                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5874
5875         if (inode) {
5876                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5877                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5878                         return 1;
5879
5880                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5881                         return 1;
5882         }
5883         return 0;
5884 }
5885
5886 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5887                                    unsigned int flags)
5888 {
5889         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5890
5891         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5892                 inode = NULL;
5893         return d_splice_alias(inode, dentry);
5894 }
5895
5896 /*
5897  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5898  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5899  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5900  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5901  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5902  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5903  * tree lock.
5904  */
5905 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5906 {
5907         struct btrfs_file_private *private;
5908
5909         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5910         if (!private)
5911                 return -ENOMEM;
5912         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5913         if (!private->filldir_buf) {
5914                 kfree(private);
5915                 return -ENOMEM;
5916         }
5917         file->private_data = private;
5918         return 0;
5919 }
5920
5921 struct dir_entry {
5922         u64 ino;
5923         u64 offset;
5924         unsigned type;
5925         int name_len;
5926 };
5927
5928 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5929 {
5930         while (entries--) {
5931                 struct dir_entry *entry = addr;
5932                 char *name = (char *)(entry + 1);
5933
5934                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5935                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5936                                          get_unaligned(&entry->ino),
5937                                          get_unaligned(&entry->type)))
5938                         return 1;
5939                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5940                         get_unaligned(&entry->name_len);
5941                 ctx->pos++;
5942         }
5943         return 0;
5944 }
5945
5946 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5947 {
5948         struct inode *inode = file_inode(file);
5949         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5950         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5951         struct btrfs_dir_item *di;
5952         struct btrfs_key key;
5953         struct btrfs_key found_key;
5954         struct btrfs_path *path;
5955         void *addr;
5956         struct list_head ins_list;
5957         struct list_head del_list;
5958         int ret;
5959         char *name_ptr;
5960         int name_len;
5961         int entries = 0;
5962         int total_len = 0;
5963         bool put = false;
5964         struct btrfs_key location;
5965
5966         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5967                 return 0;
5968
5969         path = btrfs_alloc_path();
5970         if (!path)
5971                 return -ENOMEM;
5972
5973         addr = private->filldir_buf;
5974         path->reada = READA_FORWARD;
5975
5976         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5977         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5978         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5979
5980 again:
5981         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5982         key.offset = ctx->pos;
5983         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5984
5985         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5986                 struct dir_entry *entry;
5987                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5988
5989                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5990                         break;
5991                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5992                         break;
5993                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5994                         continue;
5995                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5996                         continue;
5997                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5998                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5999                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
6000                     PAGE_SIZE) {
6001                         btrfs_release_path(path);
6002                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6003                         if (ret)
6004                                 goto nopos;
6005                         addr = private->filldir_buf;
6006                         entries = 0;
6007                         total_len = 0;
6008                         goto again;
6009                 }
6010
6011                 entry = addr;
6012                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6013                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6014                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
6015                                    name_len);
6016                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
6017                                 &entry->type);
6018                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6019                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6020                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6021                 entries++;
6022                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6023                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6024         }
6025         /* Catch error encountered during iteration */
6026         if (ret < 0)
6027                 goto err;
6028
6029         btrfs_release_path(path);
6030
6031         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6032         if (ret)
6033                 goto nopos;
6034
6035         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6036         if (ret)
6037                 goto nopos;
6038
6039         /*
6040          * Stop new entries from being returned after we return the last
6041          * entry.
6042          *
6043          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6044          * offset.  This means that new entries created during readdir
6045          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6046          * This has broken buggy programs which operate on names as
6047          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6048          * we have this hack to stop new entries from being returned
6049          * under the assumption that they'll never reach this huge
6050          * offset.
6051          *
6052          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6053          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6054          * in the past.
6055          */
6056         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6057                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6058         else
6059                 ctx->pos = INT_MAX;
6060 nopos:
6061         ret = 0;
6062 err:
6063         if (put)
6064                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6065         btrfs_free_path(path);
6066         return ret;
6067 }
6068
6069 /*
6070  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6071  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6072  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6073  * to keep or drop this code.
6074  */
6075 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
6076 {
6077         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6078         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6079         struct btrfs_trans_handle *trans;
6080         int ret;
6081
6082         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
6083                 return 0;
6084
6085         trans = btrfs_join_transaction(root);
6086         if (IS_ERR(trans))
6087                 return PTR_ERR(trans);
6088
6089         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6090         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6091                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6092                 btrfs_end_transaction(trans);
6093                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6094                 if (IS_ERR(trans))
6095                         return PTR_ERR(trans);
6096
6097                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6098         }
6099         btrfs_end_transaction(trans);
6100         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
6101                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6102
6103         return ret;
6104 }
6105
6106 /*
6107  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6108  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6109  */
6110 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6111                              int flags)
6112 {
6113         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6114         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6115
6116         if (btrfs_root_readonly(root))
6117                 return -EROFS;
6118
6119         if (flags & S_VERSION)
6120                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6121         if (flags & S_CTIME)
6122                 inode->i_ctime = *now;
6123         if (flags & S_MTIME)
6124                 inode->i_mtime = *now;
6125         if (flags & S_ATIME)
6126                 inode->i_atime = *now;
6127         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
6128 }
6129
6130 /*
6131  * find the highest existing sequence number in a directory
6132  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6133  * free sequence numbers
6134  */
6135 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6136 {
6137         struct btrfs_root *root = inode->root;
6138         struct btrfs_key key, found_key;
6139         struct btrfs_path *path;
6140         struct extent_buffer *leaf;
6141         int ret;
6142
6143         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6144         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6145         key.offset = (u64)-1;
6146
6147         path = btrfs_alloc_path();
6148         if (!path)
6149                 return -ENOMEM;
6150
6151         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6152         if (ret < 0)
6153                 goto out;
6154         /* FIXME: we should be able to handle this */
6155         if (ret == 0)
6156                 goto out;
6157         ret = 0;
6158
6159         if (path->slots[0] == 0) {
6160                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6161                 goto out;
6162         }
6163
6164         path->slots[0]--;
6165
6166         leaf = path->nodes[0];
6167         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6168
6169         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6170             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6171                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6172                 goto out;
6173         }
6174
6175         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6176 out:
6177         btrfs_free_path(path);
6178         return ret;
6179 }
6180
6181 /*
6182  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6183  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6184  */
6185 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6186 {
6187         int ret = 0;
6188
6189         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6190                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6191                 if (ret) {
6192                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6193                         if (ret)
6194                                 return ret;
6195                 }
6196         }
6197
6198         *index = dir->index_cnt;
6199         dir->index_cnt++;
6200
6201         return ret;
6202 }
6203
6204 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6205 {
6206         struct btrfs_iget_args args;
6207
6208         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6209         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6210
6211         return insert_inode_locked4(inode,
6212                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6213                    btrfs_find_actor, &args);
6214 }
6215
6216 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6217                             unsigned int *trans_num_items)
6218 {
6219         struct inode *dir = args->dir;
6220         struct inode *inode = args->inode;
6221         int ret;
6222
6223         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6224         if (ret)
6225                 return ret;
6226
6227         /* 1 to add inode item */
6228         *trans_num_items = 1;
6229         /* 1 to add compression property */
6230         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6231                 (*trans_num_items)++;
6232         /* 1 to add default ACL xattr */
6233         if (args->default_acl)
6234                 (*trans_num_items)++;
6235         /* 1 to add access ACL xattr */
6236         if (args->acl)
6237                 (*trans_num_items)++;
6238 #ifdef CONFIG_SECURITY
6239         /* 1 to add LSM xattr */
6240         if (dir->i_security)
6241                 (*trans_num_items)++;
6242 #endif
6243         if (args->orphan) {
6244                 /* 1 to add orphan item */
6245                 (*trans_num_items)++;
6246         } else {
6247                 /*
6248                  * 1 to add dir item
6249                  * 1 to add dir index
6250                  * 1 to update parent inode item
6251                  *
6252                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6253                  * inserted in a batch together with the inode item at
6254                  * btrfs_create_new_inode().
6255                  */
6256                 *trans_num_items += 3;
6257         }
6258         return 0;
6259 }
6260
6261 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6262 {
6263         posix_acl_release(args->acl);
6264         posix_acl_release(args->default_acl);
6265 }
6266
6267 /*
6268  * Inherit flags from the parent inode.
6269  *
6270  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6271  */
6272 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
6273 {
6274         unsigned int flags;
6275
6276         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
6277
6278         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6279                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6280                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6281         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6282                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6283                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6284         }
6285
6286         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6287                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6288                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
6289                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6290         }
6291
6292         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
6293 }
6294
6295 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6296                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6297 {
6298         struct inode *dir = args->dir;
6299         struct inode *inode = args->inode;
6300         const char *name = args->orphan ? NULL : args->dentry->d_name.name;
6301         int name_len = args->orphan ? 0 : args->dentry->d_name.len;
6302         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6303         struct btrfs_root *root;
6304         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6305         struct btrfs_key *location;
6306         struct btrfs_path *path;
6307         u64 objectid;
6308         struct btrfs_inode_ref *ref;
6309         struct btrfs_key key[2];
6310         u32 sizes[2];
6311         struct btrfs_item_batch batch;
6312         unsigned long ptr;
6313         int ret;
6314
6315         path = btrfs_alloc_path();
6316         if (!path)
6317                 return -ENOMEM;
6318
6319         if (!args->subvol)
6320                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6321         root = BTRFS_I(inode)->root;
6322
6323         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6324         if (ret)
6325                 goto out;
6326         inode->i_ino = objectid;
6327
6328         if (args->orphan) {
6329                 /*
6330                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6331                  * fill in an inode item with the correct link count.
6332                  */
6333                 set_nlink(inode, 0);
6334         } else {
6335                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6336
6337                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6338                 if (ret)
6339                         goto out;
6340         }
6341         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6342         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6343         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6344         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6345
6346         /*
6347          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6348          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6349          * change it now without compatibility issues.
6350          */
6351         if (!args->subvol)
6352                 btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6353
6354         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6355                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6356                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6357                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6358                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6359                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6360         }
6361
6362         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6363         location->objectid = objectid;
6364         location->offset = 0;
6365         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6366
6367         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6368         if (ret < 0) {
6369                 if (!args->orphan)
6370                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6371                 goto out;
6372         }
6373
6374         /*
6375          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6376          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6377          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6378          * old info in the log.
6379          */
6380         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6381
6382         key[0].objectid = objectid;
6383         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6384         key[0].offset = 0;
6385
6386         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6387
6388         if (!args->orphan) {
6389                 /*
6390                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6391                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6392                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6393                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6394                  */
6395                 key[1].objectid = objectid;
6396                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6397                 if (args->subvol) {
6398                         key[1].offset = objectid;
6399                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6400                 } else {
6401                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6402                         sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6403                 }
6404         }
6405
6406         batch.keys = &key[0];
6407         batch.data_sizes = &sizes[0];
6408         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6409         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6410         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6411         if (ret != 0) {
6412                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6413                 goto discard;
6414         }
6415
6416         inode->i_mtime = current_time(inode);
6417         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6418         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6419         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6420
6421         /*
6422          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6423          * must be fully initialized.
6424          */
6425
6426         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6427                                   struct btrfs_inode_item);
6428         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6429                              sizeof(*inode_item));
6430         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6431
6432         if (!args->orphan) {
6433                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6434                                      struct btrfs_inode_ref);
6435                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6436                 if (args->subvol) {
6437                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6438                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6439                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6440                 } else {
6441                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6442                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6443                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6444                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6445                 }
6446         }
6447
6448         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6449         /*
6450          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6451          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6452          * allocating yet another path. So just free our path.
6453          */
6454         btrfs_free_path(path);
6455         path = NULL;
6456
6457         if (args->subvol) {
6458                 struct inode *parent;
6459
6460                 /*
6461                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6462                  * not the directory they were created in.
6463                  */
6464                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6465                                     BTRFS_I(dir)->root);
6466                 if (IS_ERR(parent)) {
6467                         ret = PTR_ERR(parent);
6468                 } else {
6469                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6470                         iput(parent);
6471                 }
6472         } else {
6473                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6474         }
6475         if (ret) {
6476                 btrfs_err(fs_info,
6477                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6478                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6479                           ret);
6480         }
6481
6482         /*
6483          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6484          * probably a bug.
6485          */
6486         if (!args->subvol) {
6487                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6488                 if (ret) {
6489                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6490                         goto discard;
6491                 }
6492         }
6493
6494         inode_tree_add(inode);
6495
6496         trace_btrfs_inode_new(inode);
6497         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6498
6499         btrfs_update_root_times(trans, root);
6500
6501         if (args->orphan) {
6502                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6503         } else {
6504                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6505                                      name_len, 0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6506         }
6507         if (ret) {
6508                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6509                 goto discard;
6510         }
6511
6512         return 0;
6513
6514 discard:
6515         /*
6516          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6517          * to the inode.
6518          */
6519         ihold(inode);
6520         discard_new_inode(inode);
6521 out:
6522         btrfs_free_path(path);
6523         return ret;
6524 }
6525
6526 /*
6527  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6528  * a give name and a given sequence number.
6529  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6530  * inode to the parent directory.
6531  */
6532 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6533                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6534                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6535 {
6536         int ret = 0;
6537         struct btrfs_key key;
6538         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6539         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6540         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6541
6542         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6543                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6544         } else {
6545                 key.objectid = ino;
6546                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6547                 key.offset = 0;
6548         }
6549
6550         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6551                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6552                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6553                                          index, name, name_len);
6554         } else if (add_backref) {
6555                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6556                                              parent_ino, index);
6557         }
6558
6559         /* Nothing to clean up yet */
6560         if (ret)
6561                 return ret;
6562
6563         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6564                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6565         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6566                 goto fail_dir_item;
6567         else if (ret) {
6568                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6569                 return ret;
6570         }
6571
6572         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6573                            name_len * 2);
6574         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6575         /*
6576          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6577          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6578          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6579          * values (the ones it had when the fsync was done).
6580          */
6581         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6582                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6583
6584                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6585                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6586         }
6587         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6588         if (ret)
6589                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6590         return ret;
6591
6592 fail_dir_item:
6593         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6594                 u64 local_index;
6595                 int err;
6596                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6597                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6598                                          &local_index, name, name_len);
6599                 if (err)
6600                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6601         } else if (add_backref) {
6602                 u64 local_index;
6603                 int err;
6604
6605                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6606                                           ino, parent_ino, &local_index);
6607                 if (err)
6608                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6609         }
6610
6611         /* Return the original error code */
6612         return ret;
6613 }
6614
6615 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6616                                struct inode *inode)
6617 {
6618         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6619         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6620         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6621                 .dir = dir,
6622                 .dentry = dentry,
6623                 .inode = inode,
6624         };
6625         unsigned int trans_num_items;
6626         struct btrfs_trans_handle *trans;
6627         int err;
6628
6629         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6630         if (err)
6631                 goto out_inode;
6632
6633         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6634         if (IS_ERR(trans)) {
6635                 err = PTR_ERR(trans);
6636                 goto out_new_inode_args;
6637         }
6638
6639         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6640         if (!err)
6641                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6642
6643         btrfs_end_transaction(trans);
6644         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6645 out_new_inode_args:
6646         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6647 out_inode:
6648         if (err)
6649                 iput(inode);
6650         return err;
6651 }
6652
6653 static int btrfs_mknod(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6654                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6655 {
6656         struct inode *inode;
6657
6658         inode = new_inode(dir->i_sb);
6659         if (!inode)
6660                 return -ENOMEM;
6661         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6662         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6663         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6664         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6665 }
6666
6667 static int btrfs_create(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6668                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6669 {
6670         struct inode *inode;
6671
6672         inode = new_inode(dir->i_sb);
6673         if (!inode)
6674                 return -ENOMEM;
6675         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6676         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6677         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6678         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6679         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6680 }
6681
6682 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6683                       struct dentry *dentry)
6684 {
6685         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6686         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6687         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6688         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6689         u64 index;
6690         int err;
6691         int drop_inode = 0;
6692
6693         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6694         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6695                 return -EXDEV;
6696
6697         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6698                 return -EMLINK;
6699
6700         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6701         if (err)
6702                 goto fail;
6703
6704         /*
6705          * 2 items for inode and inode ref
6706          * 2 items for dir items
6707          * 1 item for parent inode
6708          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6709          */
6710         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6711         if (IS_ERR(trans)) {
6712                 err = PTR_ERR(trans);
6713                 trans = NULL;
6714                 goto fail;
6715         }
6716
6717         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6718         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6719         inc_nlink(inode);
6720         inode_inc_iversion(inode);
6721         inode->i_ctime = current_time(inode);
6722         ihold(inode);
6723         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6724
6725         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6726                              dentry->d_name.name, dentry->d_name.len, 1, index);
6727
6728         if (err) {
6729                 drop_inode = 1;
6730         } else {
6731                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6732
6733                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6734                 if (err)
6735                         goto fail;
6736                 if (inode->i_nlink == 1) {
6737                         /*
6738                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6739                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6740                          */
6741                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6742                         if (err)
6743                                 goto fail;
6744                 }
6745                 d_instantiate(dentry, inode);
6746                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6747         }
6748
6749 fail:
6750         if (trans)
6751                 btrfs_end_transaction(trans);
6752         if (drop_inode) {
6753                 inode_dec_link_count(inode);
6754                 iput(inode);
6755         }
6756         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6757         return err;
6758 }
6759
6760 static int btrfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6761                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6762 {
6763         struct inode *inode;
6764
6765         inode = new_inode(dir->i_sb);
6766         if (!inode)
6767                 return -ENOMEM;
6768         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6769         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6770         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6771         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6772 }
6773
6774 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6775                                       struct page *page,
6776                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6777                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6778 {
6779         int ret;
6780         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6781         char *tmp;
6782         size_t max_size;
6783         unsigned long inline_size;
6784         unsigned long ptr;
6785         int compress_type;
6786
6787         WARN_ON(pg_offset != 0);
6788         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6789         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6790         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6791         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6792         if (!tmp)
6793                 return -ENOMEM;
6794         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6795
6796         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6797
6798         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6799         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6800                                extent_offset, inline_size, max_size);
6801
6802         /*
6803          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6804          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6805          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6806          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6807          * cover that region here.
6808          */
6809
6810         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE)
6811                 memzero_page(page,  pg_offset + max_size,
6812                              PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6813         kfree(tmp);
6814         return ret;
6815 }
6816
6817 /**
6818  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6819  * @inode:      file to search in
6820  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6821  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6822  * @start:      file offset
6823  * @len:        length of range starting at @start
6824  *
6825  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6826  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6827  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6828  * extent_map.
6829  *
6830  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6831  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6832  *
6833  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6834  */
6835 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6836                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6837                                     u64 start, u64 len)
6838 {
6839         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6840         int ret = 0;
6841         u64 extent_start = 0;
6842         u64 extent_end = 0;
6843         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6844         int extent_type = -1;
6845         struct btrfs_path *path = NULL;
6846         struct btrfs_root *root = inode->root;
6847         struct btrfs_file_extent_item *item;
6848         struct extent_buffer *leaf;
6849         struct btrfs_key found_key;
6850         struct extent_map *em = NULL;
6851         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6852
6853         read_lock(&em_tree->lock);
6854         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6855         read_unlock(&em_tree->lock);
6856
6857         if (em) {
6858                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6859                         free_extent_map(em);
6860                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6861                         free_extent_map(em);
6862                 else
6863                         goto out;
6864         }
6865         em = alloc_extent_map();
6866         if (!em) {
6867                 ret = -ENOMEM;
6868                 goto out;
6869         }
6870         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6871         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6872         em->len = (u64)-1;
6873         em->block_len = (u64)-1;
6874
6875         path = btrfs_alloc_path();
6876         if (!path) {
6877                 ret = -ENOMEM;
6878                 goto out;
6879         }
6880
6881         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6882         path->reada = READA_FORWARD;
6883
6884         /*
6885          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6886          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6887          * point the commit_root has everything we need.
6888          */
6889         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6890                 path->search_commit_root = 1;
6891                 path->skip_locking = 1;
6892         }
6893
6894         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6895         if (ret < 0) {
6896                 goto out;
6897         } else if (ret > 0) {
6898                 if (path->slots[0] == 0)
6899                         goto not_found;
6900                 path->slots[0]--;
6901                 ret = 0;
6902         }
6903
6904         leaf = path->nodes[0];
6905         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6906                               struct btrfs_file_extent_item);
6907         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6908         if (found_key.objectid != objectid ||
6909             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6910                 /*
6911                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6912                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6913                  * say there is a hole for our whole search range which can
6914                  * cause problems.
6915                  */
6916                 extent_end = start;
6917                 goto next;
6918         }
6919
6920         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6921         extent_start = found_key.offset;
6922         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6923         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6924             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6925                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6926                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6927                         ret = -EUCLEAN;
6928                         btrfs_crit(fs_info,
6929                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6930                                    btrfs_ino(inode));
6931                         goto out;
6932                 }
6933                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6934                                                        extent_start);
6935         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6936                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6937                                                       path->slots[0],
6938                                                       extent_start);
6939         }
6940 next:
6941         if (start >= extent_end) {
6942                 path->slots[0]++;
6943                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6944                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6945                         if (ret < 0)
6946                                 goto out;
6947                         else if (ret > 0)
6948                                 goto not_found;
6949
6950                         leaf = path->nodes[0];
6951                 }
6952                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6953                 if (found_key.objectid != objectid ||
6954                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6955                         goto not_found;
6956                 if (start + len <= found_key.offset)
6957                         goto not_found;
6958                 if (start > found_key.offset)
6959                         goto next;
6960
6961                 /* New extent overlaps with existing one */
6962                 em->start = start;
6963                 em->orig_start = start;
6964                 em->len = found_key.offset - start;
6965                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6966                 goto insert;
6967         }
6968
6969         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
6970
6971         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6972             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6973                 goto insert;
6974         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6975                 unsigned long ptr;
6976                 char *map;
6977                 size_t size;
6978                 size_t extent_offset;
6979                 size_t copy_size;
6980
6981                 if (!page)
6982                         goto out;
6983
6984                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6985                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
6986                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
6987                                   size - extent_offset);
6988                 em->start = extent_start + extent_offset;
6989                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
6990                 em->orig_block_len = em->len;
6991                 em->orig_start = em->start;
6992                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
6993
6994                 if (!PageUptodate(page)) {
6995                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
6996                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
6997                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
6998                                                         extent_offset, item);
6999                                 if (ret)
7000                                         goto out;
7001                         } else {
7002                                 map = kmap_local_page(page);
7003                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
7004                                                    copy_size);
7005                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
7006                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
7007                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
7008                                                copy_size);
7009                                 }
7010                                 kunmap_local(map);
7011                         }
7012                         flush_dcache_page(page);
7013                 }
7014                 goto insert;
7015         }
7016 not_found:
7017         em->start = start;
7018         em->orig_start = start;
7019         em->len = len;
7020         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7021 insert:
7022         ret = 0;
7023         btrfs_release_path(path);
7024         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
7025                 btrfs_err(fs_info,
7026                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
7027                           em->start, em->len, start, len);
7028                 ret = -EIO;
7029                 goto out;
7030         }
7031
7032         write_lock(&em_tree->lock);
7033         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
7034         write_unlock(&em_tree->lock);
7035 out:
7036         btrfs_free_path(path);
7037
7038         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
7039
7040         if (ret) {
7041                 free_extent_map(em);
7042                 return ERR_PTR(ret);
7043         }
7044         return em;
7045 }
7046
7047 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7048                                                   const u64 start,
7049                                                   const u64 len,
7050                                                   const u64 orig_start,
7051                                                   const u64 block_start,
7052                                                   const u64 block_len,
7053                                                   const u64 orig_block_len,
7054                                                   const u64 ram_bytes,
7055                                                   const int type)
7056 {
7057         struct extent_map *em = NULL;
7058         int ret;
7059
7060         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7061                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7062                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7063                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7064                                   type);
7065                 if (IS_ERR(em))
7066                         goto out;
7067         }
7068         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7069                                        block_len, 0,
7070                                        (1 << type) |
7071                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7072                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7073         if (ret) {
7074                 if (em) {
7075                         free_extent_map(em);
7076                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7077                                                     start + len - 1, false);
7078                 }
7079                 em = ERR_PTR(ret);
7080         }
7081  out:
7082
7083         return em;
7084 }
7085
7086 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7087                                                   u64 start, u64 len)
7088 {
7089         struct btrfs_root *root = inode->root;
7090         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7091         struct extent_map *em;
7092         struct btrfs_key ins;
7093         u64 alloc_hint;
7094         int ret;
7095
7096         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7097         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7098                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7099         if (ret)
7100                 return ERR_PTR(ret);
7101
7102         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7103                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7104                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7105         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7106         if (IS_ERR(em))
7107                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7108                                            1);
7109
7110         return em;
7111 }
7112
7113 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7114 {
7115         struct btrfs_block_group *block_group;
7116         bool readonly = false;
7117
7118         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7119         if (!block_group || block_group->ro)
7120                 readonly = true;
7121         if (block_group)
7122                 btrfs_put_block_group(block_group);
7123         return readonly;
7124 }
7125
7126 /*
7127  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7128  *
7129  * @offset:     File offset
7130  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7131  *              range
7132  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7133  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7134  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7135  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7136  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7137  *
7138  * Return:
7139  * >0   and update @len if we can do nocow write
7140  *  0   if we can't do nocow write
7141  * <0   if error happened
7142  *
7143  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7144  *       any ordered extents.
7145  */
7146 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7147                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7148                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7149 {
7150         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7151         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7152         struct btrfs_path *path;
7153         int ret;
7154         struct extent_buffer *leaf;
7155         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7156         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7157         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7158         struct btrfs_key key;
7159         int found_type;
7160
7161         path = btrfs_alloc_path();
7162         if (!path)
7163                 return -ENOMEM;
7164         path->nowait = nowait;
7165
7166         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7167                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7168         if (ret < 0)
7169                 goto out;
7170
7171         if (ret == 1) {
7172                 if (path->slots[0] == 0) {
7173                         /* can't find the item, must cow */
7174                         ret = 0;
7175                         goto out;
7176                 }
7177                 path->slots[0]--;
7178         }
7179         ret = 0;
7180         leaf = path->nodes[0];
7181         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7182         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7183             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7184                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7185                 goto out;
7186         }
7187
7188         if (key.offset > offset) {
7189                 /* Wrong offset, must cow */
7190                 goto out;
7191         }
7192
7193         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7194                 goto out;
7195
7196         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7197         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7198         if (ram_bytes)
7199                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7200
7201         nocow_args.start = offset;
7202         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7203         nocow_args.strict = strict;
7204         nocow_args.free_path = true;
7205
7206         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7207         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7208         path = NULL;
7209
7210         if (ret != 1) {
7211                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7212                 ret = 0;
7213                 goto out;
7214         }
7215
7216         ret = 0;
7217         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7218                 goto out;
7219
7220         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7221             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7222                 u64 range_end;
7223
7224                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7225                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7226                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7227                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7228                 if (ret) {
7229                         ret = -EAGAIN;
7230                         goto out;
7231                 }
7232         }
7233
7234         if (orig_start)
7235                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7236         if (orig_block_len)
7237                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7238
7239         *len = nocow_args.num_bytes;
7240         ret = 1;
7241 out:
7242         btrfs_free_path(path);
7243         return ret;
7244 }
7245
7246 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7247                               struct extent_state **cached_state,
7248                               unsigned int iomap_flags)
7249 {
7250         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7251         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7252         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7253         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7254         int ret = 0;
7255
7256         while (1) {
7257                 if (nowait) {
7258                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend))
7259                                 return -EAGAIN;
7260                 } else {
7261                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7262                 }
7263                 /*
7264                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7265                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7266                  * extents in this range.
7267                  */
7268                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7269                                                      lockend - lockstart + 1);
7270
7271                 /*
7272                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7273                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7274                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7275                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7276                  * get stale data.
7277                  */
7278                 if (!ordered &&
7279                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7280                                                          lockstart, lockend)))
7281                         break;
7282
7283                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7284
7285                 if (ordered) {
7286                         if (nowait) {
7287                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7288                                 ret = -EAGAIN;
7289                                 break;
7290                         }
7291                         /*
7292                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7293                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7294                          * to complete and retry, because if we do so we can
7295                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7296                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7297                          * than one extent map, if at this point has already
7298                          * created an ordered extent for a previous extent map
7299                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7300                          * concurrent write against that previous extent map's
7301                          * range and this range started (we unlock the ranges
7302                          * in the io tree only when the bios complete and
7303                          * buffered writes always lock pages before attempting
7304                          * to lock range in the io tree).
7305                          */
7306                         if (writing ||
7307                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7308                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7309                         else
7310                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7311                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7312                 } else {
7313                         /*
7314                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7315                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7316                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7317                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7318                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7319                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7320                          * ordered dio extent we created before but did not have
7321                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7322                          * complete), which makes readahead wait for that
7323                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7324                          * that page.
7325                          */
7326                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7327                 }
7328
7329                 if (ret)
7330                         break;
7331
7332                 cond_resched();
7333         }
7334
7335         return ret;
7336 }
7337
7338 /* The callers of this must take lock_extent() */
7339 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7340                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7341                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7342                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7343                                        int type)
7344 {
7345         struct extent_map *em;
7346         int ret;
7347
7348         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7349                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7350                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7351                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7352
7353         em = alloc_extent_map();
7354         if (!em)
7355                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7356
7357         em->start = start;
7358         em->orig_start = orig_start;
7359         em->len = len;
7360         em->block_len = block_len;
7361         em->block_start = block_start;
7362         em->orig_block_len = orig_block_len;
7363         em->ram_bytes = ram_bytes;
7364         em->generation = -1;
7365         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7366         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7367                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7368         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7369                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7370                 em->compress_type = compress_type;
7371         }
7372
7373         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7374         if (ret) {
7375                 free_extent_map(em);
7376                 return ERR_PTR(ret);
7377         }
7378
7379         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7380         return em;
7381 }
7382
7383
7384 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7385                                          struct inode *inode,
7386                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7387                                          u64 start, u64 len,
7388                                          unsigned int iomap_flags)
7389 {
7390         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7391         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7392         struct extent_map *em = *map;
7393         int type;
7394         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7395         struct btrfs_block_group *bg;
7396         bool can_nocow = false;
7397         bool space_reserved = false;
7398         u64 prev_len;
7399         int ret = 0;
7400
7401         /*
7402          * We don't allocate a new extent in the following cases
7403          *
7404          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7405          * existing extent.
7406          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7407          * just use the extent.
7408          *
7409          */
7410         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7411             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7412              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7413                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7414                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7415                 else
7416                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7417                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7418                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7419
7420                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7421                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7422                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7423                         if (bg)
7424                                 can_nocow = true;
7425                 }
7426         }
7427
7428         prev_len = len;
7429         if (can_nocow) {
7430                 struct extent_map *em2;
7431
7432                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7433                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7434                                                       nowait);
7435                 if (ret < 0) {
7436                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7437                         free_extent_map(em);
7438                         *map = NULL;
7439                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7440                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7441                                 ret = -EAGAIN;
7442                         goto out;
7443                 }
7444                 space_reserved = true;
7445
7446                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7447                                               orig_start, block_start,
7448                                               len, orig_block_len,
7449                                               ram_bytes, type);
7450                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7451                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7452                         free_extent_map(em);
7453                         *map = em2;
7454                         em = em2;
7455                 }
7456
7457                 if (IS_ERR(em2)) {
7458                         ret = PTR_ERR(em2);
7459                         goto out;
7460                 }
7461
7462                 dio_data->nocow_done = true;
7463         } else {
7464                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7465                 free_extent_map(em);
7466                 *map = NULL;
7467
7468                 if (nowait)
7469                         return -EAGAIN;
7470
7471                 /*
7472                  * If we could not allocate data space before locking the file
7473                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7474                  */
7475                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7476                         return -ENOSPC;
7477
7478                 /*
7479                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7480                  * so now we reserve only metadata.
7481                  */
7482                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7483                                                       false);
7484                 if (ret < 0)
7485                         goto out;
7486                 space_reserved = true;
7487
7488                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7489                 if (IS_ERR(em)) {
7490                         ret = PTR_ERR(em);
7491                         goto out;
7492                 }
7493                 *map = em;
7494                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7495                 if (len < prev_len)
7496                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7497                                                         prev_len - len, true);
7498         }
7499
7500         /*
7501          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7502          * for an outstanding extent.
7503          */
7504         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7505
7506         /*
7507          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7508          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7509          */
7510         if (start + len > i_size_read(inode))
7511                 i_size_write(inode, start + len);
7512 out:
7513         if (ret && space_reserved) {
7514                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7515                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7516         }
7517         return ret;
7518 }
7519
7520 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7521                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7522                 struct iomap *srcmap)
7523 {
7524         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7525         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7526         struct extent_map *em;
7527         struct extent_state *cached_state = NULL;
7528         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7529         u64 lockstart, lockend;
7530         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7531         int ret = 0;
7532         u64 len = length;
7533         const u64 data_alloc_len = length;
7534         bool unlock_extents = false;
7535
7536         /*
7537          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7538          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7539          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7540          *
7541          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7542          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7543          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7544          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7545          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7546          */
7547         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7548                 return -EAGAIN;
7549
7550         /*
7551          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7552          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7553          */
7554         if (!write)
7555                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7556
7557         lockstart = start;
7558         lockend = start + len - 1;
7559
7560         /*
7561          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7562          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7563          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7564          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7565          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7566          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7567          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7568          *
7569          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7570          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7571          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7572          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7573          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7574          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7575          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7576          * the file range yet.
7577          */
7578         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7579                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7580                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7581                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7582                                                           lockstart, lockend))
7583                                 return -EAGAIN;
7584                 } else {
7585                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7586                                                        start + length - 1);
7587                         if (ret)
7588                                 return ret;
7589                 }
7590         }
7591
7592         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7593
7594         /*
7595          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7596          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7597          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7598          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7599          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7600          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7601          * NOCOW write.
7602          */
7603         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7604                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7605                                                   &dio_data->data_reserved,
7606                                                   start, data_alloc_len, false);
7607                 if (!ret)
7608                         dio_data->data_space_reserved = true;
7609                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7610                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7611                         goto err;
7612         }
7613
7614         /*
7615          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7616          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7617          * NOWAIT read/write and we need to block.
7618          */
7619         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7620         if (ret < 0)
7621                 goto err;
7622
7623         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7624         if (IS_ERR(em)) {
7625                 ret = PTR_ERR(em);
7626                 goto unlock_err;
7627         }
7628
7629         /*
7630          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7631          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7632          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7633          * buffered path.
7634          *
7635          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7636          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7637          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7638          *
7639          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7640          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7641          * the generic code.
7642          */
7643         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7644             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7645                 free_extent_map(em);
7646                 /*
7647                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7648                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7649                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7650                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7651                  * space - this happens if we were able to read some data from
7652                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7653                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7654                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7655                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7656                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7657                  */
7658                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7659                 goto unlock_err;
7660         }
7661
7662         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7663
7664         /*
7665          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7666          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7667          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7668          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7669          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7670          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7671          *
7672          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7673          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7674          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7675          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7676          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7677          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7678          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7679          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7680          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7681          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7682          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7683          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7684          */
7685         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7686                 free_extent_map(em);
7687                 ret = -EAGAIN;
7688                 goto unlock_err;
7689         }
7690
7691         if (write) {
7692                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7693                                                     start, len, flags);
7694                 if (ret < 0)
7695                         goto unlock_err;
7696                 unlock_extents = true;
7697                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7698                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7699                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7700                         u64 release_offset;
7701                         u64 release_len = 0;
7702
7703                         if (dio_data->nocow_done) {
7704                                 release_offset = start;
7705                                 release_len = data_alloc_len;
7706                         } else if (len < data_alloc_len) {
7707                                 release_offset = start + len;
7708                                 release_len = data_alloc_len - len;
7709                         }
7710
7711                         if (release_len > 0)
7712                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7713                                                                dio_data->data_reserved,
7714                                                                release_offset,
7715                                                                release_len);
7716                 }
7717         } else {
7718                 /*
7719                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7720                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7721                  */
7722                 lockstart = start + len;
7723                 if (lockstart < lockend)
7724                         unlock_extents = true;
7725         }
7726
7727         if (unlock_extents)
7728                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7729                               &cached_state);
7730         else
7731                 free_extent_state(cached_state);
7732
7733         /*
7734          * Translate extent map information to iomap.
7735          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7736          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7737          */
7738         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7739             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7740                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7741                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7742         } else {
7743                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7744                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7745         }
7746         iomap->offset = start;
7747         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7748         iomap->length = len;
7749
7750         if (write && btrfs_use_zone_append(BTRFS_I(inode), em->block_start))
7751                 iomap->flags |= IOMAP_F_ZONE_APPEND;
7752
7753         free_extent_map(em);
7754
7755         return 0;
7756
7757 unlock_err:
7758         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7759                       &cached_state);
7760 err:
7761         if (dio_data->data_space_reserved) {
7762                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7763                                                dio_data->data_reserved,
7764                                                start, data_alloc_len);
7765                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7766         }
7767
7768         return ret;
7769 }
7770
7771 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7772                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7773 {
7774         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7775         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7776         size_t submitted = dio_data->submitted;
7777         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7778         int ret = 0;
7779
7780         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7781                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7782                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7783                               NULL);
7784                 return 0;
7785         }
7786
7787         if (submitted < length) {
7788                 pos += submitted;
7789                 length -= submitted;
7790                 if (write)
7791                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), NULL,
7792                                                        pos, length, false);
7793                 else
7794                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7795                                       pos + length - 1, NULL);
7796                 ret = -ENOTBLK;
7797         }
7798
7799         if (write)
7800                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7801         return ret;
7802 }
7803
7804 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7805 {
7806         /*
7807          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7808          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7809          */
7810         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7811                 return;
7812
7813         if (btrfs_op(&dip->bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7814                 btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(dip->inode), NULL,
7815                                                dip->file_offset, dip->bytes,
7816                                                !dip->bio.bi_status);
7817         } else {
7818                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7819                               dip->file_offset,
7820                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7821         }
7822
7823         kfree(dip->csums);
7824         bio_endio(&dip->bio);
7825 }
7826
7827 static void submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
7828                                   int mirror_num,
7829                                   enum btrfs_compression_type compress_type)
7830 {
7831         struct btrfs_dio_private *dip = btrfs_bio(bio)->private;
7832         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7833
7834         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
7835
7836         refcount_inc(&dip->refs);
7837         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
7838 }
7839
7840 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct btrfs_dio_private *dip,
7841                                              struct btrfs_bio *bbio,
7842                                              const bool uptodate)
7843 {
7844         struct inode *inode = dip->inode;
7845         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
7846         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7847         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
7848         struct bvec_iter iter;
7849         struct bio_vec bv;
7850         u32 offset;
7851
7852         btrfs_bio_for_each_sector(fs_info, bv, bbio, iter, offset) {
7853                 u64 start = bbio->file_offset + offset;
7854
7855                 if (uptodate &&
7856                     (!csum || !btrfs_check_data_csum(inode, bbio, offset, bv.bv_page,
7857                                                bv.bv_offset))) {
7858                         btrfs_clean_io_failure(BTRFS_I(inode), start,
7859                                                bv.bv_page, bv.bv_offset);
7860                 } else {
7861                         int ret;
7862
7863                         ret = btrfs_repair_one_sector(inode, bbio, offset,
7864                                         bv.bv_page, bv.bv_offset,
7865                                         submit_dio_repair_bio);
7866                         if (ret)
7867                                 err = errno_to_blk_status(ret);
7868                 }
7869         }
7870
7871         return err;
7872 }
7873
7874 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(struct inode *inode,
7875                                                      struct bio *bio,
7876                                                      u64 dio_file_offset)
7877 {
7878         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, dio_file_offset, false);
7879 }
7880
7881 static void btrfs_end_dio_bio(struct btrfs_bio *bbio)
7882 {
7883         struct btrfs_dio_private *dip = bbio->private;
7884         struct bio *bio = &bbio->bio;
7885         blk_status_t err = bio->bi_status;
7886
7887         if (err)
7888                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
7889                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
7890                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
7891                            bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
7892                            bio->bi_iter.bi_size, err);
7893
7894         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ)
7895                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip, bbio, !err);
7896
7897         if (err)
7898                 dip->bio.bi_status = err;
7899
7900         btrfs_record_physical_zoned(dip->inode, bbio->file_offset, bio);
7901
7902         bio_put(bio);
7903         btrfs_dio_private_put(dip);
7904 }
7905
7906 static void btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio, struct inode *inode,
7907                                  u64 file_offset, int async_submit)
7908 {
7909         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7910         struct btrfs_dio_private *dip = btrfs_bio(bio)->private;
7911         blk_status_t ret;
7912
7913         /* Save the original iter for read repair */
7914         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_READ)
7915                 btrfs_bio(bio)->iter = bio->bi_iter;
7916
7917         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
7918                 goto map;
7919
7920         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7921                 /* Check btrfs_submit_data_write_bio() for async submit rules */
7922                 if (async_submit && !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers) &&
7923                     btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, 0, file_offset,
7924                                         btrfs_submit_bio_start_direct_io))
7925                         return;
7926
7927                 /*
7928                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
7929                  * bio now.
7930                  */
7931                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, false);
7932                 if (ret) {
7933                         btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), ret);
7934                         return;
7935                 }
7936         } else {
7937                 btrfs_bio(bio)->csum = btrfs_csum_ptr(fs_info, dip->csums,
7938                                                       file_offset - dip->file_offset);
7939         }
7940 map:
7941         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, 0);
7942 }
7943
7944 static void btrfs_submit_direct(const struct iomap_iter *iter,
7945                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
7946 {
7947         struct btrfs_dio_private *dip =
7948                 container_of(dio_bio, struct btrfs_dio_private, bio);
7949         struct inode *inode = iter->inode;
7950         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
7951         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7952         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
7953                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
7954         struct bio *bio;
7955         u64 start_sector;
7956         int async_submit = 0;
7957         u64 submit_len;
7958         u64 clone_offset = 0;
7959         u64 clone_len;
7960         u64 logical;
7961         int ret;
7962         blk_status_t status;
7963         struct btrfs_io_geometry geom;
7964         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7965         struct extent_map *em = NULL;
7966
7967         dip->inode = inode;
7968         dip->file_offset = file_offset;
7969         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
7970         refcount_set(&dip->refs, 1);
7971         dip->csums = NULL;
7972
7973         if (!write && !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
7974                 unsigned int nr_sectors =
7975                         (dio_bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
7976
7977                 /*
7978                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
7979                  * contention when submitting bios.
7980                  */
7981                 status = BLK_STS_RESOURCE;
7982                 dip->csums = kcalloc(nr_sectors, fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
7983                 if (!dip->csums)
7984                         goto out_err;
7985
7986                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, dip->csums);
7987                 if (status != BLK_STS_OK)
7988                         goto out_err;
7989         }
7990
7991         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
7992         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
7993
7994         do {
7995                 logical = start_sector << 9;
7996                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, submit_len);
7997                 if (IS_ERR(em)) {
7998                         status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(em));
7999                         em = NULL;
8000                         goto out_err_em;
8001                 }
8002                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(dio_bio),
8003                                             logical, &geom);
8004                 if (ret) {
8005                         status = errno_to_blk_status(ret);
8006                         goto out_err_em;
8007                 }
8008
8009                 clone_len = min(submit_len, geom.len);
8010                 ASSERT(clone_len <= UINT_MAX);
8011
8012                 /*
8013                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
8014                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
8015                  */
8016                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len,
8017                                               btrfs_end_dio_bio, dip);
8018                 btrfs_bio(bio)->file_offset = file_offset;
8019
8020                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
8021                         status = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio,
8022                                                         file_offset);
8023                         if (status) {
8024                                 bio_put(bio);
8025                                 goto out_err;
8026                         }
8027                 }
8028
8029                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
8030                 submit_len -= clone_len;
8031
8032                 /*
8033                  * Increase the count before we submit the bio so we know
8034                  * the end IO handler won't happen before we increase the
8035                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
8036                  * done setting it up.
8037                  *
8038                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
8039                  * don't need to increment the reference count for the last one.
8040                  */
8041                 if (submit_len > 0) {
8042                         refcount_inc(&dip->refs);
8043                         /*
8044                          * If we are submitting more than one bio, submit them
8045                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
8046                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
8047                          * full stripe writes.
8048                          */
8049                         if (!raid56)
8050                                 async_submit = 1;
8051                 }
8052
8053                 btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset, async_submit);
8054
8055                 dio_data->submitted += clone_len;
8056                 clone_offset += clone_len;
8057                 start_sector += clone_len >> 9;
8058                 file_offset += clone_len;
8059
8060                 free_extent_map(em);
8061         } while (submit_len > 0);
8062         return;
8063
8064 out_err_em:
8065         free_extent_map(em);
8066 out_err:
8067         dio_bio->bi_status = status;
8068         btrfs_dio_private_put(dip);
8069 }
8070
8071 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8072         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8073         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8074 };
8075
8076 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8077         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8078         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
8079 };
8080
8081 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
8082 {
8083         struct btrfs_dio_data data;
8084
8085         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8086                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
8087 }
8088
8089 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
8090                                   size_t done_before)
8091 {
8092         struct btrfs_dio_data data;
8093
8094         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8095                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
8096 }
8097
8098 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8099                         u64 start, u64 len)
8100 {
8101         int     ret;
8102
8103         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8104         if (ret)
8105                 return ret;
8106
8107         /*
8108          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
8109          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
8110          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
8111          * in the compression of data (in an async thread) and will return
8112          * before the compression is done and writeback is started. A second
8113          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
8114          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
8115          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
8116          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
8117          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
8118          * if we have delalloc in those ranges.
8119          */
8120         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
8121                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
8122                 if (ret)
8123                         return ret;
8124         }
8125
8126         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8127 }
8128
8129 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8130                             struct writeback_control *wbc)
8131 {
8132         return extent_writepages(mapping, wbc);
8133 }
8134
8135 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8136 {
8137         extent_readahead(rac);
8138 }
8139
8140 /*
8141  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
8142  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
8143  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
8144  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
8145  * spinlock.
8146  */
8147 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
8148 {
8149         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
8150         struct btrfs_subpage *subpage;
8151
8152         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
8153                 return;
8154
8155         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
8156         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
8157
8158         /*
8159          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
8160          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
8161          * still holding the subpage spinlock.
8162          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
8163          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
8164          * function to clear page writeback.
8165          *
8166          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
8167          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
8168          */
8169         spin_lock_irq(&subpage->lock);
8170         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
8171 }
8172
8173 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8174 {
8175         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
8176
8177         if (ret == 1) {
8178                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8179                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8180         }
8181         return ret;
8182 }
8183
8184 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8185 {
8186         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
8187                 return false;
8188         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
8189 }
8190
8191 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8192 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
8193                              struct folio *dst, struct folio *src,
8194                              enum migrate_mode mode)
8195 {
8196         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
8197
8198         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8199                 return ret;
8200
8201         if (folio_test_ordered(src)) {
8202                 folio_clear_ordered(src);
8203                 folio_set_ordered(dst);
8204         }
8205
8206         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8207 }
8208 #else
8209 #define btrfs_migrate_folio NULL
8210 #endif
8211
8212 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8213                                  size_t length)
8214 {
8215         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
8216         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8217         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8218         struct extent_state *cached_state = NULL;
8219         u64 page_start = folio_pos(folio);
8220         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8221         u64 cur;
8222         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8223
8224         /*
8225          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8226          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8227          *
8228          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8229          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8230          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8231          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8232          * on one folio.
8233          *
8234          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8235          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8236          */
8237         folio_wait_writeback(folio);
8238         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8239
8240         /*
8241          * For subpage case, we have call sites like
8242          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8243          * sectorsize.
8244          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8245          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8246          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8247          *
8248          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8249          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8250          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8251          */
8252         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8253                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8254                 return;
8255         }
8256
8257         if (!inode_evicting)
8258                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8259
8260         cur = page_start;
8261         while (cur < page_end) {
8262                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8263                 u64 range_end;
8264                 u32 range_len;
8265                 u32 extra_flags = 0;
8266
8267                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8268                                                            page_end + 1 - cur);
8269                 if (!ordered) {
8270                         range_end = page_end;
8271                         /*
8272                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8273                          * to delete all extent states in the range.
8274                          */
8275                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8276                         goto next;
8277                 }
8278                 if (ordered->file_offset > cur) {
8279                         /*
8280                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8281                          * covered by any ordered extent.
8282                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8283                          * the ordered extent in the next iteration.
8284                          */
8285                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8286                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8287                         goto next;
8288                 }
8289
8290                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8291                                 page_end);
8292                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8293                 range_len = range_end + 1 - cur;
8294                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8295                         /*
8296                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8297                          * already been executed for the range.
8298                          * We can't delete the extent states as
8299                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8300                          */
8301                         goto next;
8302                 }
8303                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8304
8305                 /*
8306                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8307                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8308                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8309                  *
8310                  * This will also unlock the range for incoming
8311                  * btrfs_finish_ordered_io().
8312                  */
8313                 if (!inode_evicting)
8314                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8315                                          EXTENT_DELALLOC |
8316                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8317                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8318
8319                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8320                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8321                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8322                                              cur - ordered->file_offset);
8323                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8324
8325                 /*
8326                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8327                  * the extent states of the range, otherwise
8328                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8329                  * other pages, so we can't delete extent states.
8330                  */
8331                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8332                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8333                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8334                         /*
8335                          * The ordered extent has finished, now we're again
8336                          * safe to delete all extent states of the range.
8337                          */
8338                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8339                 }
8340 next:
8341                 if (ordered)
8342                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8343                 /*
8344                  * Qgroup reserved space handler
8345                  * Sector(s) here will be either:
8346                  *
8347                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8348                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8349                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8350                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8351                  *
8352                  * 2) Not written to disk yet
8353                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8354                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8355                  *    reserved data space.
8356                  *    Since the IO will never happen for this page.
8357                  */
8358                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8359                 if (!inode_evicting) {
8360                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8361                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8362                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8363                                  extra_flags, &cached_state);
8364                 }
8365                 cur = range_end + 1;
8366         }
8367         /*
8368          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8369          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8370          * did something wrong.
8371          */
8372         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8373         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8374         if (!inode_evicting)
8375                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8376         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8377 }
8378
8379 /*
8380  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8381  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8382  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8383  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8384  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8385  * support these features.
8386  *
8387  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8388  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8389  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8390  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8391  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8392  * unlock the page.
8393  */
8394 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8395 {
8396         struct page *page = vmf->page;
8397         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8398         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8399         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8400         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8401         struct extent_state *cached_state = NULL;
8402         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8403         unsigned long zero_start;
8404         loff_t size;
8405         vm_fault_t ret;
8406         int ret2;
8407         int reserved = 0;
8408         u64 reserved_space;
8409         u64 page_start;
8410         u64 page_end;
8411         u64 end;
8412
8413         reserved_space = PAGE_SIZE;
8414
8415         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8416         page_start = page_offset(page);
8417         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8418         end = page_end;
8419
8420         /*
8421          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8422          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8423          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8424          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8425          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8426          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8427          */
8428         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8429                                             page_start, reserved_space);
8430         if (!ret2) {
8431                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8432                 reserved = 1;
8433         }
8434         if (ret2) {
8435                 ret = vmf_error(ret2);
8436                 if (reserved)
8437                         goto out;
8438                 goto out_noreserve;
8439         }
8440
8441         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8442 again:
8443         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8444         lock_page(page);
8445         size = i_size_read(inode);
8446
8447         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8448             (page_start >= size)) {
8449                 /* page got truncated out from underneath us */
8450                 goto out_unlock;
8451         }
8452         wait_on_page_writeback(page);
8453
8454         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8455         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8456         if (ret2 < 0) {
8457                 ret = vmf_error(ret2);
8458                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8459                 goto out_unlock;
8460         }
8461
8462         /*
8463          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8464          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8465          */
8466         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8467                         PAGE_SIZE);
8468         if (ordered) {
8469                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8470                 unlock_page(page);
8471                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8472                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8473                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8474                 goto again;
8475         }
8476
8477         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8478                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8479                                           fs_info->sectorsize);
8480                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8481                         end = page_start + reserved_space - 1;
8482                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8483                                         data_reserved, page_start,
8484                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8485                 }
8486         }
8487
8488         /*
8489          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8490          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8491          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8492          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8493          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8494          */
8495         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8496                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8497                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8498
8499         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8500                                         &cached_state);
8501         if (ret2) {
8502                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8503                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8504                 goto out_unlock;
8505         }
8506
8507         /* page is wholly or partially inside EOF */
8508         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8509                 zero_start = offset_in_page(size);
8510         else
8511                 zero_start = PAGE_SIZE;
8512
8513         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8514                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8515
8516         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8517         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8518         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8519
8520         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8521
8522         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8523         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8524
8525         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8526         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8527         extent_changeset_free(data_reserved);
8528         return VM_FAULT_LOCKED;
8529
8530 out_unlock:
8531         unlock_page(page);
8532         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8533 out:
8534         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8535         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8536                                      reserved_space, (ret != 0));
8537 out_noreserve:
8538         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8539         extent_changeset_free(data_reserved);
8540         return ret;
8541 }
8542
8543 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8544 {
8545         struct btrfs_truncate_control control = {
8546                 .inode = BTRFS_I(inode),
8547                 .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8548                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8549                 .clear_extent_range = true,
8550         };
8551         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8552         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8553         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8554         int ret;
8555         struct btrfs_trans_handle *trans;
8556         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8557         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8558
8559         if (!skip_writeback) {
8560                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8561                                                (u64)-1);
8562                 if (ret)
8563                         return ret;
8564         }
8565
8566         /*
8567          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8568          * things going on here:
8569          *
8570          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8571          *
8572          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8573          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8574          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8575          * very much snapshotting).
8576          *
8577          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8578          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8579          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8580          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8581          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8582          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8583          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8584          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8585          * done separately as well.
8586          *
8587          * So that leaves us with
8588          *
8589          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8590          * transaction reservation.
8591          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8592          * updating the inode.
8593          */
8594         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8595         if (!rsv)
8596                 return -ENOMEM;
8597         rsv->size = min_size;
8598         rsv->failfast = true;
8599
8600         /*
8601          * 1 for the truncate slack space
8602          * 1 for updating the inode.
8603          */
8604         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8605         if (IS_ERR(trans)) {
8606                 ret = PTR_ERR(trans);
8607                 goto out;
8608         }
8609
8610         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8611         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8612                                       min_size, false);
8613         BUG_ON(ret);
8614
8615         trans->block_rsv = rsv;
8616
8617         while (1) {
8618                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8619                 const u64 new_size = inode->i_size;
8620                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8621
8622                 control.new_size = new_size;
8623                 lock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8624                                  &cached_state);
8625                 /*
8626                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8627                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8628                  * block of the extent just the way it is.
8629                  */
8630                 btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode),
8631                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8632                                             (u64)-1, false);
8633
8634                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8635
8636                 inode_sub_bytes(inode, control.sub_bytes);
8637                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), control.last_size);
8638
8639                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8640                               &cached_state);
8641
8642                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8643                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8644                         break;
8645
8646                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8647                 if (ret)
8648                         break;
8649
8650                 btrfs_end_transaction(trans);
8651                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8652
8653                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8654                 if (IS_ERR(trans)) {
8655                         ret = PTR_ERR(trans);
8656                         trans = NULL;
8657                         break;
8658                 }
8659
8660                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8661                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8662                                               rsv, min_size, false);
8663                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8664                 trans->block_rsv = rsv;
8665         }
8666
8667         /*
8668          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8669          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8670          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8671          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8672          */
8673         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8674                 btrfs_end_transaction(trans);
8675                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8676
8677                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
8678                 if (ret)
8679                         goto out;
8680                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8681                 if (IS_ERR(trans)) {
8682                         ret = PTR_ERR(trans);
8683                         goto out;
8684                 }
8685                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8686         }
8687
8688         if (trans) {
8689                 int ret2;
8690
8691                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8692                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8693                 if (ret2 && !ret)
8694                         ret = ret2;
8695
8696                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8697                 if (ret2 && !ret)
8698                         ret = ret2;
8699                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8700         }
8701 out:
8702         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8703         /*
8704          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8705          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8706          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8707          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8708          * safe.
8709          *
8710          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8711          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8712          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8713          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8714          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8715          * extents beyond i_size to drop.
8716          */
8717         if (control.extents_found > 0)
8718                 btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
8719
8720         return ret;
8721 }
8722
8723 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
8724                                      struct inode *dir)
8725 {
8726         struct inode *inode;
8727
8728         inode = new_inode(dir->i_sb);
8729         if (inode) {
8730                 /*
8731                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8732                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8733                  */
8734                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, NULL,
8735                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8736                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8737                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8738         }
8739         return inode;
8740 }
8741
8742 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8743 {
8744         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8745         struct btrfs_inode *ei;
8746         struct inode *inode;
8747
8748         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8749         if (!ei)
8750                 return NULL;
8751
8752         ei->root = NULL;
8753         ei->generation = 0;
8754         ei->last_trans = 0;
8755         ei->last_sub_trans = 0;
8756         ei->logged_trans = 0;
8757         ei->delalloc_bytes = 0;
8758         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8759         ei->defrag_bytes = 0;
8760         ei->disk_i_size = 0;
8761         ei->flags = 0;
8762         ei->ro_flags = 0;
8763         ei->csum_bytes = 0;
8764         ei->index_cnt = (u64)-1;
8765         ei->dir_index = 0;
8766         ei->last_unlink_trans = 0;
8767         ei->last_reflink_trans = 0;
8768         ei->last_log_commit = 0;
8769
8770         spin_lock_init(&ei->lock);
8771         spin_lock_init(&ei->io_failure_lock);
8772         ei->outstanding_extents = 0;
8773         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8774                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8775                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8776         ei->runtime_flags = 0;
8777         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8778         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8779
8780         ei->delayed_node = NULL;
8781
8782         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8783         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8784
8785         inode = &ei->vfs_inode;
8786         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8787         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
8788         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8789                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, NULL);
8790         ei->io_failure_tree = RB_ROOT;
8791         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8792         mutex_init(&ei->log_mutex);
8793         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8794         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8795         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8796         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8797         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8798
8799         return inode;
8800 }
8801
8802 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8803 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8804 {
8805         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8806         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8807 }
8808 #endif
8809
8810 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8811 {
8812         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8813 }
8814
8815 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8816 {
8817         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8818         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8819         struct btrfs_root *root = inode->root;
8820         bool freespace_inode;
8821
8822         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8823         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8824         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8825         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8826         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8827         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8828                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8829                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8830         }
8831         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8832         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8833
8834         /*
8835          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8836          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8837          * created.
8838          */
8839         if (!root)
8840                 return;
8841
8842         /*
8843          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8844          * map.
8845          */
8846         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8847
8848         while (1) {
8849                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8850                 if (!ordered)
8851                         break;
8852                 else {
8853                         btrfs_err(root->fs_info,
8854                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8855                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8856
8857                         if (!freespace_inode)
8858                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8859
8860                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8861                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8862                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8863                 }
8864         }
8865         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8866         inode_tree_del(inode);
8867         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8868         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8869         btrfs_put_root(inode->root);
8870 }
8871
8872 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8873 {
8874         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8875
8876         if (root == NULL)
8877                 return 1;
8878
8879         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8880         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8881                 return 1;
8882         else
8883                 return generic_drop_inode(inode);
8884 }
8885
8886 static void init_once(void *foo)
8887 {
8888         struct btrfs_inode *ei = foo;
8889
8890         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8891 }
8892
8893 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8894 {
8895         /*
8896          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8897          * destroy cache.
8898          */
8899         rcu_barrier();
8900         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8901         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8902         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
8903         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
8904         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
8905         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
8906 }
8907
8908 int __init btrfs_init_cachep(void)
8909 {
8910         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8911                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8912                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8913                         init_once);
8914         if (!btrfs_inode_cachep)
8915                 goto fail;
8916
8917         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
8918                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
8919                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8920         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
8921                 goto fail;
8922
8923         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
8924                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
8925                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8926         if (!btrfs_path_cachep)
8927                 goto fail;
8928
8929         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
8930                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
8931                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8932         if (!btrfs_free_space_cachep)
8933                 goto fail;
8934
8935         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
8936                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
8937                                                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8938         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
8939                 goto fail;
8940
8941         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8942                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bio),
8943                         BIOSET_NEED_BVECS))
8944                 goto fail;
8945
8946         return 0;
8947 fail:
8948         btrfs_destroy_cachep();
8949         return -ENOMEM;
8950 }
8951
8952 static int btrfs_getattr(struct user_namespace *mnt_userns,
8953                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8954                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8955 {
8956         u64 delalloc_bytes;
8957         u64 inode_bytes;
8958         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8959         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8960         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8961         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8962
8963         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8964         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8965         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8966         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8967                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8968         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8969                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8970         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8971                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8972         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8973                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8974         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8975                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8976
8977         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8978                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8979                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8980                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8981
8982         generic_fillattr(mnt_userns, inode, stat);
8983         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8984
8985         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8986         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8987         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8988         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8989         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8990                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
8991         return 0;
8992 }
8993
8994 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8995                               struct dentry *old_dentry,
8996                               struct inode *new_dir,
8997                               struct dentry *new_dentry)
8998 {
8999         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9000         struct btrfs_trans_handle *trans;
9001         unsigned int trans_num_items;
9002         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9003         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9004         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
9005         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
9006         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
9007         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
9008         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
9009         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9010         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
9011         u64 old_idx = 0;
9012         u64 new_idx = 0;
9013         int ret;
9014         int ret2;
9015         bool need_abort = false;
9016
9017         /*
9018          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
9019          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
9020          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
9021          */
9022         if (root != dest &&
9023             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9024              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9025                 return -EXDEV;
9026
9027         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9028         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9029             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9030                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9031
9032         /*
9033          * For each inode:
9034          * 1 to remove old dir item
9035          * 1 to remove old dir index
9036          * 1 to add new dir item
9037          * 1 to add new dir index
9038          * 1 to update parent inode
9039          *
9040          * If the parents are the same, we only need to account for one
9041          */
9042         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
9043         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9044                 /*
9045                  * 1 to remove old root ref
9046                  * 1 to remove old root backref
9047                  * 1 to add new root ref
9048                  * 1 to add new root backref
9049                  */
9050                 trans_num_items += 4;
9051         } else {
9052                 /*
9053                  * 1 to update inode item
9054                  * 1 to remove old inode ref
9055                  * 1 to add new inode ref
9056                  */
9057                 trans_num_items += 3;
9058         }
9059         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9060                 trans_num_items += 4;
9061         else
9062                 trans_num_items += 3;
9063         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9064         if (IS_ERR(trans)) {
9065                 ret = PTR_ERR(trans);
9066                 goto out_notrans;
9067         }
9068
9069         if (dest != root) {
9070                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9071                 if (ret)
9072                         goto out_fail;
9073         }
9074
9075         /*
9076          * We need to find a free sequence number both in the source and
9077          * in the destination directory for the exchange.
9078          */
9079         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
9080         if (ret)
9081                 goto out_fail;
9082         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
9083         if (ret)
9084                 goto out_fail;
9085
9086         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9087         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
9088
9089         /* Reference for the source. */
9090         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9091                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9092                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9093         } else {
9094                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9095                                              new_dentry->d_name.name,
9096                                              new_dentry->d_name.len,
9097                                              old_ino,
9098                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9099                                              old_idx);
9100                 if (ret)
9101                         goto out_fail;
9102                 need_abort = true;
9103         }
9104
9105         /* And now for the dest. */
9106         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9107                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9108                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9109         } else {
9110                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
9111                                              old_dentry->d_name.name,
9112                                              old_dentry->d_name.len,
9113                                              new_ino,
9114                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
9115                                              new_idx);
9116                 if (ret) {
9117                         if (need_abort)
9118                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9119                         goto out_fail;
9120                 }
9121         }
9122
9123         /* Update inode version and ctime/mtime. */
9124         inode_inc_iversion(old_dir);
9125         inode_inc_iversion(new_dir);
9126         inode_inc_iversion(old_inode);
9127         inode_inc_iversion(new_inode);
9128         old_dir->i_mtime = ctime;
9129         old_dir->i_ctime = ctime;
9130         new_dir->i_mtime = ctime;
9131         new_dir->i_ctime = ctime;
9132         old_inode->i_ctime = ctime;
9133         new_inode->i_ctime = ctime;
9134
9135         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
9136                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9137                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9138                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
9139                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
9140         }
9141
9142         /* src is a subvolume */
9143         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9144                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9145         } else { /* src is an inode */
9146                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9147                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
9148                                            old_dentry->d_name.name,
9149                                            old_dentry->d_name.len,
9150                                            &old_rename_ctx);
9151                 if (!ret)
9152                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9153         }
9154         if (ret) {
9155                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9156                 goto out_fail;
9157         }
9158
9159         /* dest is a subvolume */
9160         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9161                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9162         } else { /* dest is an inode */
9163                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9164                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9165                                            new_dentry->d_name.name,
9166                                            new_dentry->d_name.len,
9167                                            &new_rename_ctx);
9168                 if (!ret)
9169                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9170         }
9171         if (ret) {
9172                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9173                 goto out_fail;
9174         }
9175
9176         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9177                              new_dentry->d_name.name,
9178                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9179         if (ret) {
9180                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9181                 goto out_fail;
9182         }
9183
9184         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9185                              old_dentry->d_name.name,
9186                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9187         if (ret) {
9188                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9189                 goto out_fail;
9190         }
9191
9192         if (old_inode->i_nlink == 1)
9193                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9194         if (new_inode->i_nlink == 1)
9195                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9196
9197         /*
9198          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9199          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9200          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9201          * are part of this rename operation were logged before.
9202          */
9203         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9204                 btrfs_pin_log_trans(root);
9205         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9206                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9207
9208         /* Do the log updates for all inodes. */
9209         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9210                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9211                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9212         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9213                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9214                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9215
9216         /* Now unpin the logs. */
9217         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9218                 btrfs_end_log_trans(root);
9219         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9220                 btrfs_end_log_trans(dest);
9221 out_fail:
9222         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9223         ret = ret ? ret : ret2;
9224 out_notrans:
9225         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9226             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9227                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9228
9229         return ret;
9230 }
9231
9232 static struct inode *new_whiteout_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
9233                                         struct inode *dir)
9234 {
9235         struct inode *inode;
9236
9237         inode = new_inode(dir->i_sb);
9238         if (inode) {
9239                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir,
9240                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9241                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9242                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9243         }
9244         return inode;
9245 }
9246
9247 static int btrfs_rename(struct user_namespace *mnt_userns,
9248                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9249                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9250                         unsigned int flags)
9251 {
9252         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9253         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9254                 .dir = old_dir,
9255                 .dentry = old_dentry,
9256         };
9257         struct btrfs_trans_handle *trans;
9258         unsigned int trans_num_items;
9259         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9260         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9261         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9262         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9263         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9264         u64 index = 0;
9265         int ret;
9266         int ret2;
9267         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9268
9269         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9270                 return -EPERM;
9271
9272         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9273         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9274                 return -EXDEV;
9275
9276         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9277             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9278                 return -ENOTEMPTY;
9279
9280         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9281             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9282                 return -ENOTEMPTY;
9283
9284
9285         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9286         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9287                              new_dentry->d_name.name,
9288                              new_dentry->d_name.len);
9289
9290         if (ret) {
9291                 if (ret == -EEXIST) {
9292                         /* we shouldn't get
9293                          * eexist without a new_inode */
9294                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9295                                 return ret;
9296                         }
9297                 } else {
9298                         /* maybe -EOVERFLOW */
9299                         return ret;
9300                 }
9301         }
9302         ret = 0;
9303
9304         /*
9305          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9306          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9307          */
9308         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9309                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9310
9311         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9312                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(mnt_userns, old_dir);
9313                 if (!whiteout_args.inode)
9314                         return -ENOMEM;
9315                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9316                 if (ret)
9317                         goto out_whiteout_inode;
9318         } else {
9319                 /* 1 to update the old parent inode. */
9320                 trans_num_items = 1;
9321         }
9322
9323         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9324                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9325                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9326                 /*
9327                  * 1 to remove old root ref
9328                  * 1 to remove old root backref
9329                  * 1 to add new root ref
9330                  * 1 to add new root backref
9331                  */
9332                 trans_num_items += 4;
9333         } else {
9334                 /*
9335                  * 1 to update inode
9336                  * 1 to remove old inode ref
9337                  * 1 to add new inode ref
9338                  */
9339                 trans_num_items += 3;
9340         }
9341         /*
9342          * 1 to remove old dir item
9343          * 1 to remove old dir index
9344          * 1 to add new dir item
9345          * 1 to add new dir index
9346          */
9347         trans_num_items += 4;
9348         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9349         if (new_dir != old_dir)
9350                 trans_num_items++;
9351         if (new_inode) {
9352                 /*
9353                  * 1 to update inode
9354                  * 1 to remove inode ref
9355                  * 1 to remove dir item
9356                  * 1 to remove dir index
9357                  * 1 to possibly add orphan item
9358                  */
9359                 trans_num_items += 5;
9360         }
9361         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9362         if (IS_ERR(trans)) {
9363                 ret = PTR_ERR(trans);
9364                 goto out_notrans;
9365         }
9366
9367         if (dest != root) {
9368                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9369                 if (ret)
9370                         goto out_fail;
9371         }
9372
9373         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9374         if (ret)
9375                 goto out_fail;
9376
9377         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9378         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9379                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9380                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9381         } else {
9382                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9383                                              new_dentry->d_name.name,
9384                                              new_dentry->d_name.len,
9385                                              old_ino,
9386                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9387                 if (ret)
9388                         goto out_fail;
9389         }
9390
9391         inode_inc_iversion(old_dir);
9392         inode_inc_iversion(new_dir);
9393         inode_inc_iversion(old_inode);
9394         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9395         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9396         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9397         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9398         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9399
9400         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9401                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9402                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9403
9404         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9405                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9406         } else {
9407                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9408                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9409                                         old_dentry->d_name.name,
9410                                         old_dentry->d_name.len,
9411                                         &rename_ctx);
9412                 if (!ret)
9413                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9414         }
9415         if (ret) {
9416                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9417                 goto out_fail;
9418         }
9419
9420         if (new_inode) {
9421                 inode_inc_iversion(new_inode);
9422                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9423                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9424                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9425                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9426                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9427                 } else {
9428                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9429                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9430                                                  new_dentry->d_name.name,
9431                                                  new_dentry->d_name.len);
9432                 }
9433                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9434                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9435                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9436                 if (ret) {
9437                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9438                         goto out_fail;
9439                 }
9440         }
9441
9442         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9443                              new_dentry->d_name.name,
9444                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9445         if (ret) {
9446                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9447                 goto out_fail;
9448         }
9449
9450         if (old_inode->i_nlink == 1)
9451                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9452
9453         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9454                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9455                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9456
9457         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9458                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9459                 if (ret) {
9460                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9461                         goto out_fail;
9462                 } else {
9463                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9464                         iput(whiteout_args.inode);
9465                         whiteout_args.inode = NULL;
9466                 }
9467         }
9468 out_fail:
9469         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9470         ret = ret ? ret : ret2;
9471 out_notrans:
9472         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9473                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9474         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9475                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9476 out_whiteout_inode:
9477         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9478                 iput(whiteout_args.inode);
9479         return ret;
9480 }
9481
9482 static int btrfs_rename2(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *old_dir,
9483                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9484                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9485 {
9486         int ret;
9487
9488         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9489                 return -EINVAL;
9490
9491         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9492                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9493                                             new_dentry);
9494         else
9495                 ret = btrfs_rename(mnt_userns, old_dir, old_dentry, new_dir,
9496                                    new_dentry, flags);
9497
9498         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9499
9500         return ret;
9501 }
9502
9503 struct btrfs_delalloc_work {
9504         struct inode *inode;
9505         struct completion completion;
9506         struct list_head list;
9507         struct btrfs_work work;
9508 };
9509
9510 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9511 {
9512         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9513         struct inode *inode;
9514
9515         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9516                                      work);
9517         inode = delalloc_work->inode;
9518         filemap_flush(inode->i_mapping);
9519         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9520                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9521                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9522
9523         iput(inode);
9524         complete(&delalloc_work->completion);
9525 }
9526
9527 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9528 {
9529         struct btrfs_delalloc_work *work;
9530
9531         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9532         if (!work)
9533                 return NULL;
9534
9535         init_completion(&work->completion);
9536         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9537         work->inode = inode;
9538         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9539
9540         return work;
9541 }
9542
9543 /*
9544  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9545  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9546  */
9547 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9548                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9549                                  bool in_reclaim_context)
9550 {
9551         struct btrfs_inode *binode;
9552         struct inode *inode;
9553         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9554         struct list_head works;
9555         struct list_head splice;
9556         int ret = 0;
9557         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9558
9559         INIT_LIST_HEAD(&works);
9560         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9561
9562         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9563         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9564         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9565         while (!list_empty(&splice)) {
9566                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9567                                     delalloc_inodes);
9568
9569                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9570                                &root->delalloc_inodes);
9571
9572                 if (in_reclaim_context &&
9573                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9574                         continue;
9575
9576                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9577                 if (!inode) {
9578                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9579                         continue;
9580                 }
9581                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9582
9583                 if (snapshot)
9584                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9585                                 &binode->runtime_flags);
9586                 if (full_flush) {
9587                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9588                         if (!work) {
9589                                 iput(inode);
9590                                 ret = -ENOMEM;
9591                                 goto out;
9592                         }
9593                         list_add_tail(&work->list, &works);
9594                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9595                                          &work->work);
9596                 } else {
9597                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9598                         btrfs_add_delayed_iput(inode);
9599                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9600                                 goto out;
9601                 }
9602                 cond_resched();
9603                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9604         }
9605         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9606
9607 out:
9608         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9609                 list_del_init(&work->list);
9610                 wait_for_completion(&work->completion);
9611                 kfree(work);
9612         }
9613
9614         if (!list_empty(&splice)) {
9615                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9616                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9617                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9618         }
9619         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9620         return ret;
9621 }
9622
9623 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9624 {
9625         struct writeback_control wbc = {
9626                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9627                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9628                 .range_start = 0,
9629                 .range_end = LLONG_MAX,
9630         };
9631         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9632
9633         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9634                 return -EROFS;
9635
9636         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9637 }
9638
9639 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9640                                bool in_reclaim_context)
9641 {
9642         struct writeback_control wbc = {
9643                 .nr_to_write = nr,
9644                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9645                 .range_start = 0,
9646                 .range_end = LLONG_MAX,
9647         };
9648         struct btrfs_root *root;
9649         struct list_head splice;
9650         int ret;
9651
9652         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9653                 return -EROFS;
9654
9655         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9656
9657         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9658         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9659         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9660         while (!list_empty(&splice)) {
9661                 /*
9662                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9663                  * flush.
9664                  */
9665                 if (nr == LONG_MAX)
9666                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9667
9668                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9669                                         delalloc_root);
9670                 root = btrfs_grab_root(root);
9671                 BUG_ON(!root);
9672                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9673                                &fs_info->delalloc_roots);
9674                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9675
9676                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9677                 btrfs_put_root(root);
9678                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9679                         goto out;
9680                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9681         }
9682         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9683
9684         ret = 0;
9685 out:
9686         if (!list_empty(&splice)) {
9687                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9688                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9689                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9690         }
9691         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9692         return ret;
9693 }
9694
9695 static int btrfs_symlink(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
9696                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9697 {
9698         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9699         struct btrfs_trans_handle *trans;
9700         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9701         struct btrfs_path *path;
9702         struct btrfs_key key;
9703         struct inode *inode;
9704         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9705                 .dir = dir,
9706                 .dentry = dentry,
9707         };
9708         unsigned int trans_num_items;
9709         int err;
9710         int name_len;
9711         int datasize;
9712         unsigned long ptr;
9713         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9714         struct extent_buffer *leaf;
9715
9716         name_len = strlen(symname);
9717         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9718                 return -ENAMETOOLONG;
9719
9720         inode = new_inode(dir->i_sb);
9721         if (!inode)
9722                 return -ENOMEM;
9723         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9724         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9725         inode_nohighmem(inode);
9726         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9727         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9728         inode_set_bytes(inode, name_len);
9729
9730         new_inode_args.inode = inode;
9731         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9732         if (err)
9733                 goto out_inode;
9734         /* 1 additional item for the inline extent */
9735         trans_num_items++;
9736
9737         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9738         if (IS_ERR(trans)) {
9739                 err = PTR_ERR(trans);
9740                 goto out_new_inode_args;
9741         }
9742
9743         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9744         if (err)
9745                 goto out;
9746
9747         path = btrfs_alloc_path();
9748         if (!path) {
9749                 err = -ENOMEM;
9750                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9751                 discard_new_inode(inode);
9752                 inode = NULL;
9753                 goto out;
9754         }
9755         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9756         key.offset = 0;
9757         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9758         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9759         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9760                                       datasize);
9761         if (err) {
9762                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9763                 btrfs_free_path(path);
9764                 discard_new_inode(inode);
9765                 inode = NULL;
9766                 goto out;
9767         }
9768         leaf = path->nodes[0];
9769         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9770                             struct btrfs_file_extent_item);
9771         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9772         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9773                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9774         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9775         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9776         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9777         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9778
9779         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9780         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9781         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9782         btrfs_free_path(path);
9783
9784         d_instantiate_new(dentry, inode);
9785         err = 0;
9786 out:
9787         btrfs_end_transaction(trans);
9788         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9789 out_new_inode_args:
9790         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9791 out_inode:
9792         if (err)
9793                 iput(inode);
9794         return err;
9795 }
9796
9797 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9798                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9799                                        struct btrfs_inode *inode,
9800                                        struct btrfs_key *ins,
9801                                        u64 file_offset)
9802 {
9803         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9804         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9805         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9806         struct btrfs_path *path;
9807         u64 start = ins->objectid;
9808         u64 len = ins->offset;
9809         int qgroup_released;
9810         int ret;
9811
9812         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9813
9814         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9815         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9816         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9817         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9818         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9819         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9820         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9821
9822         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9823         if (qgroup_released < 0)
9824                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9825
9826         if (trans) {
9827                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9828                                                   file_offset, &stack_fi,
9829                                                   true, qgroup_released);
9830                 if (ret)
9831                         goto free_qgroup;
9832                 return trans;
9833         }
9834
9835         extent_info.disk_offset = start;
9836         extent_info.disk_len = len;
9837         extent_info.data_offset = 0;
9838         extent_info.data_len = len;
9839         extent_info.file_offset = file_offset;
9840         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9841         extent_info.is_new_extent = true;
9842         extent_info.update_times = true;
9843         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9844         extent_info.insertions = 0;
9845
9846         path = btrfs_alloc_path();
9847         if (!path) {
9848                 ret = -ENOMEM;
9849                 goto free_qgroup;
9850         }
9851
9852         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9853                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9854                                      &trans);
9855         btrfs_free_path(path);
9856         if (ret)
9857                 goto free_qgroup;
9858         return trans;
9859
9860 free_qgroup:
9861         /*
9862          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9863          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9864          * transaction.
9865          * But if we error out early, we have to free what we have released
9866          * or we leak qgroup data reservation.
9867          */
9868         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9869                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9870                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9871         return ERR_PTR(ret);
9872 }
9873
9874 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9875                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9876                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9877                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9878 {
9879         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9880         struct extent_map *em;
9881         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9882         struct btrfs_key ins;
9883         u64 cur_offset = start;
9884         u64 clear_offset = start;
9885         u64 i_size;
9886         u64 cur_bytes;
9887         u64 last_alloc = (u64)-1;
9888         int ret = 0;
9889         bool own_trans = true;
9890         u64 end = start + num_bytes - 1;
9891
9892         if (trans)
9893                 own_trans = false;
9894         while (num_bytes > 0) {
9895                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9896                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9897                 /*
9898                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9899                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9900                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9901                  * sized chunks.
9902                  */
9903                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9904                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9905                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9906                 if (ret)
9907                         break;
9908
9909                 /*
9910                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9911                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9912                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9913                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9914                  * clear_offset by our extent size.
9915                  */
9916                 clear_offset += ins.offset;
9917
9918                 last_alloc = ins.offset;
9919                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9920                                                     &ins, cur_offset);
9921                 /*
9922                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9923                  * decrement the number of reservations in the block group.
9924                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9925                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9926                  */
9927                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9928                 if (IS_ERR(trans)) {
9929                         ret = PTR_ERR(trans);
9930                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9931                                                    ins.offset, 0);
9932                         break;
9933                 }
9934
9935                 em = alloc_extent_map();
9936                 if (!em) {
9937                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9938                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9939                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9940                         goto next;
9941                 }
9942
9943                 em->start = cur_offset;
9944                 em->orig_start = cur_offset;
9945                 em->len = ins.offset;
9946                 em->block_start = ins.objectid;
9947                 em->block_len = ins.offset;
9948                 em->orig_block_len = ins.offset;
9949                 em->ram_bytes = ins.offset;
9950                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9951                 em->generation = trans->transid;
9952
9953                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9954                 free_extent_map(em);
9955 next:
9956                 num_bytes -= ins.offset;
9957                 cur_offset += ins.offset;
9958                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9959
9960                 inode_inc_iversion(inode);
9961                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9962                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9963                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9964                     (actual_len > inode->i_size) &&
9965                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9966                         if (cur_offset > actual_len)
9967                                 i_size = actual_len;
9968                         else
9969                                 i_size = cur_offset;
9970                         i_size_write(inode, i_size);
9971                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9972                 }
9973
9974                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9975
9976                 if (ret) {
9977                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9978                         if (own_trans)
9979                                 btrfs_end_transaction(trans);
9980                         break;
9981                 }
9982
9983                 if (own_trans) {
9984                         btrfs_end_transaction(trans);
9985                         trans = NULL;
9986                 }
9987         }
9988         if (clear_offset < end)
9989                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9990                         end - clear_offset + 1);
9991         return ret;
9992 }
9993
9994 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9995                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9996                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9997 {
9998         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9999                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
10000                                            NULL);
10001 }
10002
10003 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
10004                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
10005                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10006                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10007 {
10008         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10009                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
10010 }
10011
10012 static int btrfs_permission(struct user_namespace *mnt_userns,
10013                             struct inode *inode, int mask)
10014 {
10015         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10016         umode_t mode = inode->i_mode;
10017
10018         if (mask & MAY_WRITE &&
10019             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
10020                 if (btrfs_root_readonly(root))
10021                         return -EROFS;
10022                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
10023                         return -EACCES;
10024         }
10025         return generic_permission(mnt_userns, inode, mask);
10026 }
10027
10028 static int btrfs_tmpfile(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
10029                          struct file *file, umode_t mode)
10030 {
10031         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
10032         struct btrfs_trans_handle *trans;
10033         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
10034         struct inode *inode;
10035         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
10036                 .dir = dir,
10037                 .dentry = file->f_path.dentry,
10038                 .orphan = true,
10039         };
10040         unsigned int trans_num_items;
10041         int ret;
10042
10043         inode = new_inode(dir->i_sb);
10044         if (!inode)
10045                 return -ENOMEM;
10046         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
10047         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
10048         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
10049         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
10050
10051         new_inode_args.inode = inode;
10052         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
10053         if (ret)
10054                 goto out_inode;
10055
10056         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
10057         if (IS_ERR(trans)) {
10058                 ret = PTR_ERR(trans);
10059                 goto out_new_inode_args;
10060         }
10061
10062         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
10063
10064         /*
10065          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
10066          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
10067          * 0, through:
10068          *
10069          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
10070          */
10071         set_nlink(inode, 1);
10072
10073         if (!ret) {
10074                 d_tmpfile(file, inode);
10075                 unlock_new_inode(inode);
10076                 mark_inode_dirty(inode);
10077         }
10078
10079         btrfs_end_transaction(trans);
10080         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10081 out_new_inode_args:
10082         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
10083 out_inode:
10084         if (ret)
10085                 iput(inode);
10086         return finish_open_simple(file, ret);
10087 }
10088
10089 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10090 {
10091         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10092         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
10093         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
10094         struct page *page;
10095         u32 len;
10096
10097         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
10098         len = end + 1 - start;
10099         while (index <= end_index) {
10100                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
10101                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
10102
10103                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
10104                 put_page(page);
10105                 index++;
10106         }
10107 }
10108
10109 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
10110                                              int compress_type)
10111 {
10112         switch (compress_type) {
10113         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
10114                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
10115         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
10116                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
10117         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
10118                 /*
10119                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
10120                  * sector size that we support.
10121                  */
10122                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
10123                         return -EINVAL;
10124                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
10125                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
10126         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
10127                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
10128         default:
10129                 return -EUCLEAN;
10130         }
10131 }
10132
10133 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
10134                                 struct kiocb *iocb,
10135                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
10136                                 u64 lockend,
10137                                 struct extent_state **cached_state,
10138                                 u64 extent_start, size_t count,
10139                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
10140                                 bool *unlocked)
10141 {
10142         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10143         struct btrfs_root *root = inode->root;
10144         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10145         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10146         struct btrfs_path *path;
10147         struct extent_buffer *leaf;
10148         struct btrfs_file_extent_item *item;
10149         u64 ram_bytes;
10150         unsigned long ptr;
10151         void *tmp;
10152         ssize_t ret;
10153
10154         path = btrfs_alloc_path();
10155         if (!path) {
10156                 ret = -ENOMEM;
10157                 goto out;
10158         }
10159         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
10160                                        extent_start, 0);
10161         if (ret) {
10162                 if (ret > 0) {
10163                         /* The extent item disappeared? */
10164                         ret = -EIO;
10165                 }
10166                 goto out;
10167         }
10168         leaf = path->nodes[0];
10169         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
10170
10171         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
10172         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
10173
10174         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
10175                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10176         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10177                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
10178         if (ret < 0)
10179                 goto out;
10180         encoded->compression = ret;
10181         if (encoded->compression) {
10182                 size_t inline_size;
10183
10184                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
10185                                                                 path->slots[0]);
10186                 if (inline_size > count) {
10187                         ret = -ENOBUFS;
10188                         goto out;
10189                 }
10190                 count = inline_size;
10191                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
10192                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
10193         } else {
10194                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10195                 encoded->len = count;
10196                 encoded->unencoded_len = count;
10197                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10198         }
10199
10200         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10201         if (!tmp) {
10202                 ret = -ENOMEM;
10203                 goto out;
10204         }
10205         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10206         btrfs_release_path(path);
10207         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10208         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10209         *unlocked = true;
10210
10211         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10212         if (ret != count)
10213                 ret = -EFAULT;
10214         kfree(tmp);
10215 out:
10216         btrfs_free_path(path);
10217         return ret;
10218 }
10219
10220 struct btrfs_encoded_read_private {
10221         struct btrfs_inode *inode;
10222         u64 file_offset;
10223         wait_queue_head_t wait;
10224         atomic_t pending;
10225         blk_status_t status;
10226         bool skip_csum;
10227 };
10228
10229 static blk_status_t submit_encoded_read_bio(struct btrfs_inode *inode,
10230                                             struct bio *bio, int mirror_num)
10231 {
10232         struct btrfs_encoded_read_private *priv = btrfs_bio(bio)->private;
10233         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10234         blk_status_t ret;
10235
10236         if (!priv->skip_csum) {
10237                 ret = btrfs_lookup_bio_sums(&inode->vfs_inode, bio, NULL);
10238                 if (ret)
10239                         return ret;
10240         }
10241
10242         atomic_inc(&priv->pending);
10243         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
10244         return BLK_STS_OK;
10245 }
10246
10247 static blk_status_t btrfs_encoded_read_verify_csum(struct btrfs_bio *bbio)
10248 {
10249         const bool uptodate = (bbio->bio.bi_status == BLK_STS_OK);
10250         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
10251         struct btrfs_inode *inode = priv->inode;
10252         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10253         u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
10254         struct bio_vec *bvec;
10255         struct bvec_iter_all iter_all;
10256         u32 bio_offset = 0;
10257
10258         if (priv->skip_csum || !uptodate)
10259                 return bbio->bio.bi_status;
10260
10261         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
10262                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
10263
10264                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec->bv_len);
10265                 pgoff = bvec->bv_offset;
10266                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
10267                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
10268                         if (btrfs_check_data_csum(&inode->vfs_inode, bbio, bio_offset,
10269                                             bvec->bv_page, pgoff))
10270                                 return BLK_STS_IOERR;
10271                         bio_offset += sectorsize;
10272                         pgoff += sectorsize;
10273                 }
10274         }
10275         return BLK_STS_OK;
10276 }
10277
10278 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
10279 {
10280         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
10281         blk_status_t status;
10282
10283         status = btrfs_encoded_read_verify_csum(bbio);
10284         if (status) {
10285                 /*
10286                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10287                  * pairs with the memory barrier implied by the
10288                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10289                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10290                  * write is observed before the load of status in
10291                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10292                  */
10293                 WRITE_ONCE(priv->status, status);
10294         }
10295         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10296                 wake_up(&priv->wait);
10297         btrfs_bio_free_csum(bbio);
10298         bio_put(&bbio->bio);
10299 }
10300
10301 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10302                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
10303                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
10304 {
10305         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10306         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10307                 .inode = inode,
10308                 .file_offset = file_offset,
10309                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10310                 .skip_csum = (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM),
10311         };
10312         unsigned long i = 0;
10313         u64 cur = 0;
10314         int ret;
10315
10316         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10317         /*
10318          * Submit bios for the extent, splitting due to bio or stripe limits as
10319          * necessary.
10320          */
10321         while (cur < disk_io_size) {
10322                 struct extent_map *em;
10323                 struct btrfs_io_geometry geom;
10324                 struct bio *bio = NULL;
10325                 u64 remaining;
10326
10327                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, disk_bytenr + cur,
10328                                          disk_io_size - cur);
10329                 if (IS_ERR(em)) {
10330                         ret = PTR_ERR(em);
10331                 } else {
10332                         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, BTRFS_MAP_READ,
10333                                                     disk_bytenr + cur, &geom);
10334                         free_extent_map(em);
10335                 }
10336                 if (ret) {
10337                         WRITE_ONCE(priv.status, errno_to_blk_status(ret));
10338                         break;
10339                 }
10340                 remaining = min(geom.len, disk_io_size - cur);
10341                 while (bio || remaining) {
10342                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
10343
10344                         if (!bio) {
10345                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ,
10346                                                       btrfs_encoded_read_endio,
10347                                                       &priv);
10348                                 bio->bi_iter.bi_sector =
10349                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
10350                         }
10351
10352                         if (!bytes ||
10353                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10354                                 blk_status_t status;
10355
10356                                 status = submit_encoded_read_bio(inode, bio, 0);
10357                                 if (status) {
10358                                         WRITE_ONCE(priv.status, status);
10359                                         bio_put(bio);
10360                                         goto out;
10361                                 }
10362                                 bio = NULL;
10363                                 continue;
10364                         }
10365
10366                         i++;
10367                         cur += bytes;
10368                         remaining -= bytes;
10369                 }
10370         }
10371
10372 out:
10373         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10374                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10375         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10376         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10377 }
10378
10379 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10380                                           struct iov_iter *iter,
10381                                           u64 start, u64 lockend,
10382                                           struct extent_state **cached_state,
10383                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10384                                           size_t count, bool compressed,
10385                                           bool *unlocked)
10386 {
10387         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10388         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10389         struct page **pages;
10390         unsigned long nr_pages, i;
10391         u64 cur;
10392         size_t page_offset;
10393         ssize_t ret;
10394
10395         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10396         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10397         if (!pages)
10398                 return -ENOMEM;
10399         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10400         if (ret) {
10401                 ret = -ENOMEM;
10402                 goto out;
10403                 }
10404
10405         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10406                                                     disk_io_size, pages);
10407         if (ret)
10408                 goto out;
10409
10410         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10411         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10412         *unlocked = true;
10413
10414         if (compressed) {
10415                 i = 0;
10416                 page_offset = 0;
10417         } else {
10418                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10419                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10420         }
10421         cur = 0;
10422         while (cur < count) {
10423                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10424                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10425
10426                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10427                                       iter) != bytes) {
10428                         ret = -EFAULT;
10429                         goto out;
10430                 }
10431                 i++;
10432                 cur += bytes;
10433                 page_offset = 0;
10434         }
10435         ret = count;
10436 out:
10437         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10438                 if (pages[i])
10439                         __free_page(pages[i]);
10440         }
10441         kfree(pages);
10442         return ret;
10443 }
10444
10445 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10446                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10447 {
10448         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10449         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10450         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10451         ssize_t ret;
10452         size_t count = iov_iter_count(iter);
10453         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10454         struct extent_state *cached_state = NULL;
10455         struct extent_map *em;
10456         bool unlocked = false;
10457
10458         file_accessed(iocb->ki_filp);
10459
10460         btrfs_inode_lock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10461
10462         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10463                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10464                 return 0;
10465         }
10466         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10467         /*
10468          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10469          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10470          */
10471         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10472
10473         for (;;) {
10474                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10475
10476                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10477                                                lockend - start + 1);
10478                 if (ret)
10479                         goto out_unlock_inode;
10480                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10481                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10482                                                      lockend - start + 1);
10483                 if (!ordered)
10484                         break;
10485                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10486                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10487                 cond_resched();
10488         }
10489
10490         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10491         if (IS_ERR(em)) {
10492                 ret = PTR_ERR(em);
10493                 goto out_unlock_extent;
10494         }
10495
10496         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10497                 u64 extent_start = em->start;
10498
10499                 /*
10500                  * For inline extents we get everything we need out of the
10501                  * extent item.
10502                  */
10503                 free_extent_map(em);
10504                 em = NULL;
10505                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10506                                                 &cached_state, extent_start,
10507                                                 count, encoded, &unlocked);
10508                 goto out;
10509         }
10510
10511         /*
10512          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10513          * that.
10514          */
10515         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10516                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10517         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10518             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10519                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10520                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10521                 encoded->len = count;
10522                 encoded->unencoded_len = count;
10523         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10524                 disk_bytenr = em->block_start;
10525                 /*
10526                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10527                  * compressed extent.
10528                  */
10529                 if (em->block_len > count) {
10530                         ret = -ENOBUFS;
10531                         goto out_em;
10532                 }
10533                 disk_io_size = em->block_len;
10534                 count = em->block_len;
10535                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10536                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10537                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10538                                                              em->compress_type);
10539                 if (ret < 0)
10540                         goto out_em;
10541                 encoded->compression = ret;
10542         } else {
10543                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10544                 if (encoded->len > count)
10545                         encoded->len = count;
10546                 /*
10547                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10548                  * allocations that we'll do.
10549                  */
10550                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10551                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10552                 encoded->len = count;
10553                 encoded->unencoded_len = count;
10554                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10555         }
10556         free_extent_map(em);
10557         em = NULL;
10558
10559         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10560                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10561                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10562                 unlocked = true;
10563                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10564                 if (ret != count)
10565                         ret = -EFAULT;
10566         } else {
10567                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10568                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10569                                                  disk_io_size, count,
10570                                                  encoded->compression,
10571                                                  &unlocked);
10572         }
10573
10574 out:
10575         if (ret >= 0)
10576                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10577 out_em:
10578         free_extent_map(em);
10579 out_unlock_extent:
10580         if (!unlocked)
10581                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10582 out_unlock_inode:
10583         if (!unlocked)
10584                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10585         return ret;
10586 }
10587
10588 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10589                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10590 {
10591         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10592         struct btrfs_root *root = inode->root;
10593         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10594         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10595         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10596         struct extent_state *cached_state = NULL;
10597         int compression;
10598         size_t orig_count;
10599         u64 start, end;
10600         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10601         unsigned long nr_pages, i;
10602         struct page **pages;
10603         struct btrfs_key ins;
10604         bool extent_reserved = false;
10605         struct extent_map *em;
10606         ssize_t ret;
10607
10608         switch (encoded->compression) {
10609         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10610                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10611                 break;
10612         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10613                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10614                 break;
10615         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10616         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10617         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10618         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10619         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10620                 /* The sector size must match for LZO. */
10621                 if (encoded->compression -
10622                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10623                     fs_info->sectorsize_bits)
10624                         return -EINVAL;
10625                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10626                 break;
10627         default:
10628                 return -EINVAL;
10629         }
10630         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10631                 return -EINVAL;
10632
10633         orig_count = iov_iter_count(from);
10634
10635         /* The extent size must be sane. */
10636         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10637             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10638                 return -EINVAL;
10639
10640         /*
10641          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10642          *
10643          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10644          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10645          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10646          * extents.
10647          *
10648          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10649          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10650          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10651          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10652          */
10653         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10654                 return -EINVAL;
10655
10656         /* The extent must start on a sector boundary. */
10657         start = iocb->ki_pos;
10658         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10659                 return -EINVAL;
10660
10661         /*
10662          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10663          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10664          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10665          */
10666         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10667             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10668                 return -EINVAL;
10669
10670         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10671         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10672                 return -EINVAL;
10673
10674         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10675         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10676         end = start + num_bytes - 1;
10677
10678         /*
10679          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10680          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10681          * isn't.
10682          */
10683         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10684         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10685         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10686         if (!pages)
10687                 return -ENOMEM;
10688         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10689                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10690                 char *kaddr;
10691
10692                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10693                 if (!pages[i]) {
10694                         ret = -ENOMEM;
10695                         goto out_pages;
10696                 }
10697                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10698                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10699                         kunmap_local(kaddr);
10700                         ret = -EFAULT;
10701                         goto out_pages;
10702                 }
10703                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10704                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10705                 kunmap_local(kaddr);
10706         }
10707
10708         for (;;) {
10709                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10710
10711                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10712                 if (ret)
10713                         goto out_pages;
10714                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10715                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10716                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10717                 if (ret)
10718                         goto out_pages;
10719                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10720                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10721                 if (!ordered &&
10722                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10723                         break;
10724                 if (ordered)
10725                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10726                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10727                 cond_resched();
10728         }
10729
10730         /*
10731          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10732          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10733          */
10734         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10735         if (ret)
10736                 goto out_unlock;
10737         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10738         if (ret)
10739                 goto out_free_data_space;
10740         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10741                                               false);
10742         if (ret)
10743                 goto out_qgroup_free_data;
10744
10745         /* Try an inline extent first. */
10746         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10747             encoded->unencoded_offset == 0) {
10748                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10749                                             compression, pages, true);
10750                 if (ret <= 0) {
10751                         if (ret == 0)
10752                                 ret = orig_count;
10753                         goto out_delalloc_release;
10754                 }
10755         }
10756
10757         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10758                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10759         if (ret)
10760                 goto out_delalloc_release;
10761         extent_reserved = true;
10762
10763         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10764                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10765                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10766                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10767         if (IS_ERR(em)) {
10768                 ret = PTR_ERR(em);
10769                 goto out_free_reserved;
10770         }
10771         free_extent_map(em);
10772
10773         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10774                                        ins.objectid, ins.offset,
10775                                        encoded->unencoded_offset,
10776                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10777                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10778                                        compression);
10779         if (ret) {
10780                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10781                 goto out_free_reserved;
10782         }
10783         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10784
10785         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10786                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10787
10788         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10789
10790         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10791
10792         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10793                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10794                                           false)) {
10795                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10796                 ret = -EIO;
10797                 goto out_pages;
10798         }
10799         ret = orig_count;
10800         goto out;
10801
10802 out_free_reserved:
10803         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10804         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10805 out_delalloc_release:
10806         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10807         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10808 out_qgroup_free_data:
10809         if (ret < 0)
10810                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10811 out_free_data_space:
10812         /*
10813          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10814          * bytes_may_use.
10815          */
10816         if (!extent_reserved)
10817                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10818 out_unlock:
10819         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10820 out_pages:
10821         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10822                 if (pages[i])
10823                         __free_page(pages[i]);
10824         }
10825         kvfree(pages);
10826 out:
10827         if (ret >= 0)
10828                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10829         return ret;
10830 }
10831
10832 #ifdef CONFIG_SWAP
10833 /*
10834  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10835  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10836  * negative errno on failure.
10837  */
10838 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10839                                   bool is_block_group)
10840 {
10841         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10842         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10843         struct rb_node **p;
10844         struct rb_node *parent = NULL;
10845
10846         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10847         if (!sp)
10848                 return -ENOMEM;
10849         sp->ptr = ptr;
10850         sp->inode = inode;
10851         sp->is_block_group = is_block_group;
10852         sp->bg_extent_count = 1;
10853
10854         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10855         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10856         while (*p) {
10857                 parent = *p;
10858                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10859                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10860                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10861                         p = &(*p)->rb_left;
10862                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10863                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10864                         p = &(*p)->rb_right;
10865                 } else {
10866                         if (is_block_group)
10867                                 entry->bg_extent_count++;
10868                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10869                         kfree(sp);
10870                         return 1;
10871                 }
10872         }
10873         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10874         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10875         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10876         return 0;
10877 }
10878
10879 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10880 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10881 {
10882         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10883         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10884         struct rb_node *node, *next;
10885
10886         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10887         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10888         while (node) {
10889                 next = rb_next(node);
10890                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10891                 if (sp->inode == inode) {
10892                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10893                         if (sp->is_block_group) {
10894                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10895                                                            sp->bg_extent_count);
10896                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10897                         }
10898                         kfree(sp);
10899                 }
10900                 node = next;
10901         }
10902         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10903 }
10904
10905 struct btrfs_swap_info {
10906         u64 start;
10907         u64 block_start;
10908         u64 block_len;
10909         u64 lowest_ppage;
10910         u64 highest_ppage;
10911         unsigned long nr_pages;
10912         int nr_extents;
10913 };
10914
10915 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10916                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10917 {
10918         unsigned long nr_pages;
10919         unsigned long max_pages;
10920         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10921         int ret;
10922
10923         /*
10924          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10925          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10926          * the max size set in the swap header.
10927          */
10928         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10929                 return 0;
10930
10931         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10932         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10933         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
10934                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10935
10936         if (first_ppage >= next_ppage)
10937                 return 0;
10938         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10939         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10940
10941         first_ppage_reported = first_ppage;
10942         if (bsi->start == 0)
10943                 first_ppage_reported++;
10944         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10945                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10946         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10947                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10948
10949         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10950         if (ret < 0)
10951                 return ret;
10952         bsi->nr_extents += ret;
10953         bsi->nr_pages += nr_pages;
10954         return 0;
10955 }
10956
10957 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10958 {
10959         struct inode *inode = file_inode(file);
10960
10961         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10962         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10963 }
10964
10965 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10966                                sector_t *span)
10967 {
10968         struct inode *inode = file_inode(file);
10969         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10970         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10971         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10972         struct extent_state *cached_state = NULL;
10973         struct extent_map *em = NULL;
10974         struct btrfs_device *device = NULL;
10975         struct btrfs_swap_info bsi = {
10976                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10977         };
10978         int ret = 0;
10979         u64 isize;
10980         u64 start;
10981
10982         /*
10983          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10984          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10985          * we don't really care.
10986          */
10987         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10988         if (ret)
10989                 return ret;
10990
10991         /*
10992          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10993          */
10994         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10995                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10996                 return -EINVAL;
10997         }
10998         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10999                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
11000                 return -EINVAL;
11001         }
11002         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
11003                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
11004                 return -EINVAL;
11005         }
11006
11007         /*
11008          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
11009          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
11010          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
11011          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
11012          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
11013          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
11014          * really worth the trouble to allow it.
11015          */
11016         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
11017                 btrfs_warn(fs_info,
11018            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
11019                 return -EBUSY;
11020         }
11021
11022         /*
11023          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
11024          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
11025          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
11026          * completes before the first write into the swap file after it is
11027          * activated, than that write would fallback to COW.
11028          */
11029         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
11030                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11031                 btrfs_warn(fs_info,
11032            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
11033                 return -EINVAL;
11034         }
11035         /*
11036          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
11037          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
11038          * before walking the extents because we don't want a concurrent
11039          * snapshot to run after we've already checked the extents.
11040          *
11041          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
11042          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
11043          * activating the swapfile.
11044          */
11045         spin_lock(&root->root_item_lock);
11046         if (btrfs_root_dead(root)) {
11047                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
11048
11049                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11050                 btrfs_warn(fs_info,
11051                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
11052                         root->root_key.objectid);
11053                 return -EPERM;
11054         }
11055         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
11056         spin_unlock(&root->root_item_lock);
11057
11058         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
11059
11060         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11061         start = 0;
11062         while (start < isize) {
11063                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
11064                 struct btrfs_block_group *bg;
11065                 u64 len = isize - start;
11066
11067                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
11068                 if (IS_ERR(em)) {
11069                         ret = PTR_ERR(em);
11070                         goto out;
11071                 }
11072
11073                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
11074                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
11075                         ret = -EINVAL;
11076                         goto out;
11077                 }
11078                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
11079                         /*
11080                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
11081                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
11082                          * big enough to store more than the swap header, but in
11083                          * case something changes in the future, let's catch it
11084                          * here rather than later.
11085                          */
11086                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
11087                         ret = -EINVAL;
11088                         goto out;
11089                 }
11090                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
11091                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11092                         ret = -EINVAL;
11093                         goto out;
11094                 }
11095
11096                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
11097                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
11098                 free_extent_map(em);
11099                 em = NULL;
11100
11101                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
11102                 if (ret < 0) {
11103                         goto out;
11104                 } else if (ret) {
11105                         ret = 0;
11106                 } else {
11107                         btrfs_warn(fs_info,
11108                                    "swapfile must not be copy-on-write");
11109                         ret = -EINVAL;
11110                         goto out;
11111                 }
11112
11113                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
11114                 if (IS_ERR(em)) {
11115                         ret = PTR_ERR(em);
11116                         goto out;
11117                 }
11118
11119                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
11120                         btrfs_warn(fs_info,
11121                                    "swapfile must have single data profile");
11122                         ret = -EINVAL;
11123                         goto out;
11124                 }
11125
11126                 if (device == NULL) {
11127                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
11128                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
11129                         if (ret == 1)
11130                                 ret = 0;
11131                         else if (ret)
11132                                 goto out;
11133                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
11134                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
11135                         ret = -EINVAL;
11136                         goto out;
11137                 }
11138
11139                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
11140                                         (logical_block_start - em->start));
11141                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
11142                 free_extent_map(em);
11143                 em = NULL;
11144
11145                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
11146                 if (!bg) {
11147                         btrfs_warn(fs_info,
11148                            "could not find block group containing swapfile");
11149                         ret = -EINVAL;
11150                         goto out;
11151                 }
11152
11153                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
11154                         btrfs_warn(fs_info,
11155                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
11156                            bg->start,
11157                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
11158                                        " (scrub running)" : "");
11159                         btrfs_put_block_group(bg);
11160                         ret = -EINVAL;
11161                         goto out;
11162                 }
11163
11164                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
11165                 if (ret) {
11166                         btrfs_put_block_group(bg);
11167                         if (ret == 1)
11168                                 ret = 0;
11169                         else
11170                                 goto out;
11171                 }
11172
11173                 if (bsi.block_len &&
11174                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
11175                         bsi.block_len += len;
11176                 } else {
11177                         if (bsi.block_len) {
11178                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11179                                 if (ret)
11180                                         goto out;
11181                         }
11182                         bsi.start = start;
11183                         bsi.block_start = physical_block_start;
11184                         bsi.block_len = len;
11185                 }
11186
11187                 start += len;
11188         }
11189
11190         if (bsi.block_len)
11191                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11192
11193 out:
11194         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
11195                 free_extent_map(em);
11196
11197         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11198
11199         if (ret)
11200                 btrfs_swap_deactivate(file);
11201
11202         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
11203
11204         btrfs_exclop_finish(fs_info);
11205
11206         if (ret)
11207                 return ret;
11208
11209         if (device)
11210                 sis->bdev = device->bdev;
11211         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
11212         sis->max = bsi.nr_pages;
11213         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
11214         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
11215         return bsi.nr_extents;
11216 }
11217 #else
11218 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11219 {
11220 }
11221
11222 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11223                                sector_t *span)
11224 {
11225         return -EOPNOTSUPP;
11226 }
11227 #endif
11228
11229 /*
11230  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
11231  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
11232  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
11233  * always get a correct value.
11234  */
11235 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
11236                               const u64 add_bytes,
11237                               const u64 del_bytes)
11238 {
11239         if (add_bytes == del_bytes)
11240                 return;
11241
11242         spin_lock(&inode->lock);
11243         if (del_bytes > 0)
11244                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
11245         if (add_bytes > 0)
11246                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
11247         spin_unlock(&inode->lock);
11248 }
11249
11250 /**
11251  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
11252  *
11253  * @inode:   The target inode.
11254  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
11255  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
11256  *           sector size aligned.
11257  *
11258  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
11259  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
11260  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
11261  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
11262  * the inode's io_tree.
11263  */
11264 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
11265 {
11266         struct btrfs_root *root = inode->root;
11267         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
11268
11269         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
11270                 return;
11271
11272         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
11273         if (ordered) {
11274                 btrfs_err(root->fs_info,
11275 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
11276                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11277                           ordered->file_offset,
11278                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11279                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11280         }
11281
11282         ASSERT(ordered == NULL);
11283 }
11284
11285 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11286         .getattr        = btrfs_getattr,
11287         .lookup         = btrfs_lookup,
11288         .create         = btrfs_create,
11289         .unlink         = btrfs_unlink,
11290         .link           = btrfs_link,
11291         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11292         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11293         .rename         = btrfs_rename2,
11294         .symlink        = btrfs_symlink,
11295         .setattr        = btrfs_setattr,
11296         .mknod          = btrfs_mknod,
11297         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11298         .permission     = btrfs_permission,
11299         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11300         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11301         .update_time    = btrfs_update_time,
11302         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11303         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11304         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11305 };
11306
11307 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11308         .llseek         = generic_file_llseek,
11309         .read           = generic_read_dir,
11310         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11311         .open           = btrfs_opendir,
11312         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11313 #ifdef CONFIG_COMPAT
11314         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11315 #endif
11316         .release        = btrfs_release_file,
11317         .fsync          = btrfs_sync_file,
11318 };
11319
11320 /*
11321  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11322  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11323  * these extents won't change over the life of the file and they
11324  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11325  *
11326  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11327  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11328  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11329  *
11330  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11331  */
11332 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11333         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11334         .writepages     = btrfs_writepages,
11335         .readahead      = btrfs_readahead,
11336         .direct_IO      = noop_direct_IO,
11337         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11338         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11339         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
11340         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11341         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
11342         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11343         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11344 };
11345
11346 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11347         .getattr        = btrfs_getattr,
11348         .setattr        = btrfs_setattr,
11349         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11350         .permission     = btrfs_permission,
11351         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11352         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11353         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11354         .update_time    = btrfs_update_time,
11355         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11356         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11357 };
11358 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11359         .getattr        = btrfs_getattr,
11360         .setattr        = btrfs_setattr,
11361         .permission     = btrfs_permission,
11362         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11363         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11364         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11365         .update_time    = btrfs_update_time,
11366 };
11367 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11368         .get_link       = page_get_link,
11369         .getattr        = btrfs_getattr,
11370         .setattr        = btrfs_setattr,
11371         .permission     = btrfs_permission,
11372         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11373         .update_time    = btrfs_update_time,
11374 };
11375
11376 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11377         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11378 };