btrfs: zoned: zone finish data relocation BG with last IO
[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         } else if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root)) {
3241                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3242                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3243         }
3244
3245         btrfs_free_io_failure_record(inode, start, end);
3246
3247         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3248                 truncated = true;
3249                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3250                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3251                 if (!logical_len)
3252                         goto out;
3253         }
3254
3255         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3256                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3257
3258                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3259                 if (freespace_inode)
3260                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3261                 else
3262                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3263                 if (IS_ERR(trans)) {
3264                         ret = PTR_ERR(trans);
3265                         trans = NULL;
3266                         goto out;
3267                 }
3268                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3269                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3270                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3271                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3272                 goto out;
3273         }
3274
3275         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3276         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3277
3278         if (freespace_inode)
3279                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3280         else
3281                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3282         if (IS_ERR(trans)) {
3283                 ret = PTR_ERR(trans);
3284                 trans = NULL;
3285                 goto out;
3286         }
3287
3288         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3289
3290         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3291                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3292         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3293                 BUG_ON(compress_type);
3294                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3295                                                 ordered_extent->file_offset,
3296                                                 ordered_extent->file_offset +
3297                                                 logical_len);
3298                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3299                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3300         } else {
3301                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3302                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3303                 if (!ret) {
3304                         clear_reserved_extent = false;
3305                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3306                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3307                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3308                 }
3309         }
3310         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3311                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3312         if (ret < 0) {
3313                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3314                 goto out;
3315         }
3316
3317         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3318         if (ret) {
3319                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3320                 goto out;
3321         }
3322
3323         /*
3324          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3325          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3326          * before updating the inode item.
3327          */
3328         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3329             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3330                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3331                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3332                                  &cached_state);
3333
3334         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3335         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3336         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3337                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3338                 goto out;
3339         }
3340         ret = 0;
3341 out:
3342         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3343                          &cached_state);
3344
3345         if (trans)
3346                 btrfs_end_transaction(trans);
3347
3348         if (ret || truncated) {
3349                 u64 unwritten_start = start;
3350
3351                 /*
3352                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3353                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3354                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3355                  * already set.  Any error during writeback would have already
3356                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3357                  * marking this ordered extent as failed.
3358                  */
3359                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3360                                              &ordered_extent->flags))
3361                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3362
3363                 if (truncated)
3364                         unwritten_start += logical_len;
3365                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3366
3367                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3368                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3369
3370                 /*
3371                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3372                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3373                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3374                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3375                  *
3376                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3377                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3378                  * has already been done.
3379                  */
3380                 if ((ret || !logical_len) &&
3381                     clear_reserved_extent &&
3382                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3383                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3384                         /*
3385                          * Discard the range before returning it back to the
3386                          * free space pool
3387                          */
3388                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3389                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3390                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3391                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3392                                                 NULL);
3393                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3394                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3395                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3396                 }
3397         }
3398
3399         /*
3400          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3401          * updating everything for this ordered extent.
3402          */
3403         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3404
3405         /* once for us */
3406         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3407         /* once for the tree */
3408         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3409
3410         return ret;
3411 }
3412
3413 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3414                                           struct page *page, u64 start,
3415                                           u64 end, bool uptodate)
3416 {
3417         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3418
3419         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3420 }
3421
3422 /*
3423  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3424  * on the type of I/O.
3425  */
3426 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3427                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3428 {
3429         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3430         char *kaddr;
3431
3432         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3433
3434         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3435
3436         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3437         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3438         kunmap_local(kaddr);
3439
3440         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3441                 return -EIO;
3442         return 0;
3443 }
3444
3445 static u8 *btrfs_csum_ptr(const struct btrfs_fs_info *fs_info, u8 *csums, u64 offset)
3446 {
3447         u64 offset_in_sectors = offset >> fs_info->sectorsize_bits;
3448
3449         return csums + offset_in_sectors * fs_info->csum_size;
3450 }
3451
3452 /*
3453  * check_data_csum - verify checksum of one sector of uncompressed data
3454  * @inode:      inode
3455  * @bbio:       btrfs_bio which contains the csum
3456  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3457  * @page:       page where is the data to be verified
3458  * @pgoff:      offset inside the page
3459  *
3460  * The length of such check is always one sector size.
3461  *
3462  * When csum mismatch is detected, we will also report the error and fill the
3463  * corrupted range with zero. (Thus it needs the extra parameters)
3464  */
3465 int btrfs_check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_bio *bbio,
3466                           u32 bio_offset, struct page *page, u32 pgoff)
3467 {
3468         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3469         u32 len = fs_info->sectorsize;
3470         u8 *csum_expected;
3471         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3472
3473         ASSERT(pgoff + len <= PAGE_SIZE);
3474
3475         csum_expected = btrfs_csum_ptr(fs_info, bbio->csum, bio_offset);
3476
3477         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, page, pgoff, csum, csum_expected))
3478                 goto zeroit;
3479         return 0;
3480
3481 zeroit:
3482         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode),
3483                                     bbio->file_offset + bio_offset,
3484                                     csum, csum_expected, bbio->mirror_num);
3485         if (bbio->device)
3486                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(bbio->device,
3487                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3488         memzero_page(page, pgoff, len);
3489         return -EIO;
3490 }
3491
3492 /*
3493  * When reads are done, we need to check csums to verify the data is correct.
3494  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
3495  * extent_io.c will try to find good copies for us.
3496  *
3497  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3498  * @start:      file offset of the range start
3499  * @end:        file offset of the range end (inclusive)
3500  *
3501  * Return a bitmap where bit set means a csum mismatch, and bit not set means
3502  * csum match.
3503  */
3504 unsigned int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_bio *bbio,
3505                                     u32 bio_offset, struct page *page,
3506                                     u64 start, u64 end)
3507 {
3508         struct inode *inode = page->mapping->host;
3509         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3510         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3511         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3512         const u32 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3513         u32 pg_off;
3514         unsigned int result = 0;
3515
3516         /*
3517          * This only happens for NODATASUM or compressed read.
3518          * Normally this should be covered by above check for compressed read
3519          * or the next check for NODATASUM.  Just do a quicker exit here.
3520          */
3521         if (bbio->csum == NULL)
3522                 return 0;
3523
3524         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
3525                 return 0;
3526
3527         if (unlikely(test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state)))
3528                 return 0;
3529
3530         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
3531                end <= page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1);
3532         for (pg_off = offset_in_page(start);
3533              pg_off < offset_in_page(end);
3534              pg_off += sectorsize, bio_offset += sectorsize) {
3535                 u64 file_offset = pg_off + page_offset(page);
3536                 int ret;
3537
3538                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
3539                     test_range_bit(io_tree, file_offset,
3540                                    file_offset + sectorsize - 1,
3541                                    EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
3542                         /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3543                         clear_extent_bits(io_tree, file_offset,
3544                                           file_offset + sectorsize - 1,
3545                                           EXTENT_NODATASUM);
3546                         continue;
3547                 }
3548                 ret = btrfs_check_data_csum(inode, bbio, bio_offset, page, pg_off);
3549                 if (ret < 0) {
3550                         const int nr_bit = (pg_off - offset_in_page(start)) >>
3551                                      root->fs_info->sectorsize_bits;
3552
3553                         result |= (1U << nr_bit);
3554                 }
3555         }
3556         return result;
3557 }
3558
3559 /*
3560  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3561  *
3562  * @inode: The inode we want to perform iput on
3563  *
3564  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3565  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3566  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3567  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3568  */
3569 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
3570 {
3571         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3572         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
3573
3574         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
3575                 return;
3576
3577         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3578         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3579         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
3580         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3581         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3582         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3583                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3584 }
3585
3586 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3587                                     struct btrfs_inode *inode)
3588 {
3589         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3590         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3591         iput(&inode->vfs_inode);
3592         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3593                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3594         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3595 }
3596
3597 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3598                                    struct btrfs_inode *inode)
3599 {
3600         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3601                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3602                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3603                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3604                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3605         }
3606 }
3607
3608 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3609 {
3610
3611         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3612         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3613                 struct btrfs_inode *inode;
3614
3615                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3616                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3617                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3618                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3619         }
3620         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3621 }
3622
3623 /**
3624  * Wait for flushing all delayed iputs
3625  *
3626  * @fs_info:  the filesystem
3627  *
3628  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3629  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3630  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3631  * that might get blocked on the iputs.
3632  *
3633  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3634  */
3635 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3636 {
3637         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3638                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3639         if (ret)
3640                 return -EINTR;
3641         return 0;
3642 }
3643
3644 /*
3645  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3646  * in the middle of an unlink.
3647  */
3648 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3649                      struct btrfs_inode *inode)
3650 {
3651         int ret;
3652
3653         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3654         if (ret && ret != -EEXIST) {
3655                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3656                 return ret;
3657         }
3658
3659         return 0;
3660 }
3661
3662 /*
3663  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3664  * this particular inode.
3665  */
3666 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3667                             struct btrfs_inode *inode)
3668 {
3669         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3670 }
3671
3672 /*
3673  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3674  * of this root.
3675  */
3676 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3677 {
3678         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3679         struct btrfs_path *path;
3680         struct extent_buffer *leaf;
3681         struct btrfs_key key, found_key;
3682         struct btrfs_trans_handle *trans;
3683         struct inode *inode;
3684         u64 last_objectid = 0;
3685         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3686
3687         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3688                 return 0;
3689
3690         path = btrfs_alloc_path();
3691         if (!path) {
3692                 ret = -ENOMEM;
3693                 goto out;
3694         }
3695         path->reada = READA_BACK;
3696
3697         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3698         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3699         key.offset = (u64)-1;
3700
3701         while (1) {
3702                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3703                 if (ret < 0)
3704                         goto out;
3705
3706                 /*
3707                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3708                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3709                  * find the key and see if we have stuff that matches
3710                  */
3711                 if (ret > 0) {
3712                         ret = 0;
3713                         if (path->slots[0] == 0)
3714                                 break;
3715                         path->slots[0]--;
3716                 }
3717
3718                 /* pull out the item */
3719                 leaf = path->nodes[0];
3720                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3721
3722                 /* make sure the item matches what we want */
3723                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3724                         break;
3725                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3726                         break;
3727
3728                 /* release the path since we're done with it */
3729                 btrfs_release_path(path);
3730
3731                 /*
3732                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3733                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3734                  * offset of the orphan item.
3735                  */
3736
3737                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3738                         btrfs_err(fs_info,
3739                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3740                         ret = -EINVAL;
3741                         goto out;
3742                 }
3743
3744                 last_objectid = found_key.offset;
3745
3746                 found_key.objectid = found_key.offset;
3747                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3748                 found_key.offset = 0;
3749                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3750                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3751                 if (ret && ret != -ENOENT)
3752                         goto out;
3753
3754                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3755                         struct btrfs_root *dead_root;
3756                         int is_dead_root = 0;
3757
3758                         /*
3759                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3760                          * could come from 2 sources:
3761                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3762                          *  b) a free space cache inode
3763                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3764                          * for a root must not get deleted before the deletion
3765                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3766                          *
3767                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3768                          * found all deleted roots and loaded them into
3769                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3770                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3771                          * up the root from that radix tree.
3772                          */
3773
3774                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3775                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3776                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3777                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3778                                 is_dead_root = 1;
3779                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3780
3781                         if (is_dead_root) {
3782                                 /* prevent this orphan from being found again */
3783                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3784                                 continue;
3785                         }
3786
3787                 }
3788
3789                 /*
3790                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3791                  * possibilities:
3792                  *
3793                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3794                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3795                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3796                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3797
3798                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3799                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3800                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3801                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3802                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3803                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3804                  *
3805                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3806                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3807                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3808                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3809                  * the orphan item.
3810                  *
3811                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3812                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3813                  * but either way, we can delete the orphan item.
3814                  */
3815                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3816                         if (!ret) {
3817                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3818                                 iput(inode);
3819                                 if (ret)
3820                                         goto out;
3821                         }
3822                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3823                         if (IS_ERR(trans)) {
3824                                 ret = PTR_ERR(trans);
3825                                 goto out;
3826                         }
3827                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3828                                     found_key.objectid);
3829                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3830                                                     found_key.objectid);
3831                         btrfs_end_transaction(trans);
3832                         if (ret)
3833                                 goto out;
3834                         continue;
3835                 }
3836
3837                 nr_unlink++;
3838
3839                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3840                 iput(inode);
3841         }
3842         /* release the path since we're done with it */
3843         btrfs_release_path(path);
3844
3845         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3846                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3847                 if (!IS_ERR(trans))
3848                         btrfs_end_transaction(trans);
3849         }
3850
3851         if (nr_unlink)
3852                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3853
3854 out:
3855         if (ret)
3856                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3857         btrfs_free_path(path);
3858         return ret;
3859 }
3860
3861 /*
3862  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3863  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3864  *
3865  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3866  */
3867 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3868                                           int slot, u64 objectid,
3869                                           int *first_xattr_slot)
3870 {
3871         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3872         struct btrfs_key found_key;
3873         static u64 xattr_access = 0;
3874         static u64 xattr_default = 0;
3875         int scanned = 0;
3876
3877         if (!xattr_access) {
3878                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3879                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3880                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3881                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3882         }
3883
3884         slot++;
3885         *first_xattr_slot = -1;
3886         while (slot < nritems) {
3887                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3888
3889                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3890                 if (found_key.objectid != objectid)
3891                         return 0;
3892
3893                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3894                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3895                         if (*first_xattr_slot == -1)
3896                                 *first_xattr_slot = slot;
3897                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3898                             found_key.offset == xattr_default)
3899                                 return 1;
3900                 }
3901
3902                 /*
3903                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3904                  * be any acls later on
3905                  */
3906                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3907                         return 0;
3908
3909                 slot++;
3910                 scanned++;
3911
3912                 /*
3913                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3914                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3915                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3916                  * this is just an optimization
3917                  */
3918                 if (scanned >= 8)
3919                         break;
3920         }
3921         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3922          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3923          * has acls
3924          */
3925         if (*first_xattr_slot == -1)
3926                 *first_xattr_slot = slot;
3927         return 1;
3928 }
3929
3930 /*
3931  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3932  */
3933 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3934                                    struct btrfs_path *in_path)
3935 {
3936         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3937         struct btrfs_path *path = in_path;
3938         struct extent_buffer *leaf;
3939         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3940         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3941         struct btrfs_key location;
3942         unsigned long ptr;
3943         int maybe_acls;
3944         u32 rdev;
3945         int ret;
3946         bool filled = false;
3947         int first_xattr_slot;
3948
3949         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3950         if (!ret)
3951                 filled = true;
3952
3953         if (!path) {
3954                 path = btrfs_alloc_path();
3955                 if (!path)
3956                         return -ENOMEM;
3957         }
3958
3959         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3960
3961         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3962         if (ret) {
3963                 if (path != in_path)
3964                         btrfs_free_path(path);
3965                 return ret;
3966         }
3967
3968         leaf = path->nodes[0];
3969
3970         if (filled)
3971                 goto cache_index;
3972
3973         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3974                                     struct btrfs_inode_item);
3975         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3976         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3977         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3978         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3979         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3980         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3981                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3982
3983         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3984         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3985
3986         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3987         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3988
3989         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3990         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3991
3992         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3993                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3994         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3995                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3996
3997         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3998         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3999         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
4000
4001         inode_set_iversion_queried(inode,
4002                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
4003         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
4004         inode->i_rdev = 0;
4005         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
4006
4007         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
4008         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
4009                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4010
4011 cache_index:
4012         /*
4013          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
4014          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
4015          * idea about which extents were modified before we were evicted from
4016          * cache.
4017          *
4018          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
4019          * in delayed_nodes_tree.
4020          */
4021         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
4022                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
4023                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
4024
4025         /*
4026          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
4027          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
4028          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
4029          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
4030          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
4031          * replayed. For example, in the scenario:
4032          *
4033          * touch mydir/foo
4034          * ln mydir/foo mydir/bar
4035          * sync
4036          * unlink mydir/bar
4037          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
4038          * xfs_io -c fsync mydir/foo
4039          * <power failure>
4040          * mount fs, triggers fsync log replay
4041          *
4042          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
4043          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
4044          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
4045          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
4046          *
4047          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
4048          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
4049          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
4050          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
4051          */
4052         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4053
4054         /*
4055          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
4056          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
4057          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
4058          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
4059          */
4060         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4061
4062         path->slots[0]++;
4063         if (inode->i_nlink != 1 ||
4064             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
4065                 goto cache_acl;
4066
4067         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
4068         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
4069                 goto cache_acl;
4070
4071         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
4072         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
4073                 struct btrfs_inode_ref *ref;
4074
4075                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
4076                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
4077         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
4078                 struct btrfs_inode_extref *extref;
4079
4080                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
4081                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
4082                                                                      extref);
4083         }
4084 cache_acl:
4085         /*
4086          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
4087          * any xattrs or acls
4088          */
4089         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
4090                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
4091         if (first_xattr_slot != -1) {
4092                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
4093                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
4094                 if (ret)
4095                         btrfs_err(fs_info,
4096                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
4097                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
4098                                   root->root_key.objectid, ret);
4099         }
4100         if (path != in_path)
4101                 btrfs_free_path(path);
4102
4103         if (!maybe_acls)
4104                 cache_no_acl(inode);
4105
4106         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
4107         case S_IFREG:
4108                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4109                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
4110                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
4111                 break;
4112         case S_IFDIR:
4113                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
4114                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
4115                 break;
4116         case S_IFLNK:
4117                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
4118                 inode_nohighmem(inode);
4119                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4120                 break;
4121         default:
4122                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
4123                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
4124                 break;
4125         }
4126
4127         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
4128         return 0;
4129 }
4130
4131 /*
4132  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4133  */
4134 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4135                             struct extent_buffer *leaf,
4136                             struct btrfs_inode_item *item,
4137                             struct inode *inode)
4138 {
4139         struct btrfs_map_token token;
4140         u64 flags;
4141
4142         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4143
4144         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4145         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4146         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4147         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4148         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4149
4150         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4151                                      inode->i_atime.tv_sec);
4152         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4153                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4154
4155         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4156                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4157         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4158                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4159
4160         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4161                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4162         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4163                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4164
4165         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4166                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4167         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4168                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4169
4170         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4171         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4172                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4173         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4174         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4175         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4176         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4177                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4178         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4179         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4180 }
4181
4182 /*
4183  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4184  */
4185 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4186                                 struct btrfs_root *root,
4187                                 struct btrfs_inode *inode)
4188 {
4189         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4190         struct btrfs_path *path;
4191         struct extent_buffer *leaf;
4192         int ret;
4193
4194         path = btrfs_alloc_path();
4195         if (!path)
4196                 return -ENOMEM;
4197
4198         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4199         if (ret) {
4200                 if (ret > 0)
4201                         ret = -ENOENT;
4202                 goto failed;
4203         }
4204
4205         leaf = path->nodes[0];
4206         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4207                                     struct btrfs_inode_item);
4208
4209         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4210         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4211         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4212         ret = 0;
4213 failed:
4214         btrfs_free_path(path);
4215         return ret;
4216 }
4217
4218 /*
4219  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4220  */
4221 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4222                                 struct btrfs_root *root,
4223                                 struct btrfs_inode *inode)
4224 {
4225         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4226         int ret;
4227
4228         /*
4229          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4230          * if we put it into the delayed code.
4231          *
4232          * The data relocation inode should also be directly updated
4233          * without delay
4234          */
4235         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4236             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4237             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4238                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4239
4240                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4241                 if (!ret)
4242                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4243                 return ret;
4244         }
4245
4246         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4247 }
4248
4249 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4250                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4251 {
4252         int ret;
4253
4254         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4255         if (ret == -ENOSPC)
4256                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4257         return ret;
4258 }
4259
4260 /*
4261  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4262  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4263  * also drops the back refs in the inode to the directory
4264  */
4265 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4266                                 struct btrfs_inode *dir,
4267                                 struct btrfs_inode *inode,
4268                                 const char *name, int name_len,
4269                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4270 {
4271         struct btrfs_root *root = dir->root;
4272         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4273         struct btrfs_path *path;
4274         int ret = 0;
4275         struct btrfs_dir_item *di;
4276         u64 index;
4277         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4278         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4279
4280         path = btrfs_alloc_path();
4281         if (!path) {
4282                 ret = -ENOMEM;
4283                 goto out;
4284         }
4285
4286         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4287                                     name, name_len, -1);
4288         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4289                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4290                 goto err;
4291         }
4292         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4293         if (ret)
4294                 goto err;
4295         btrfs_release_path(path);
4296
4297         /*
4298          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4299          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4300          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4301          *
4302          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4303          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4304          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4305          * we update the inode item.
4306          */
4307         if (inode->dir_index) {
4308                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4309                 if (!ret) {
4310                         index = inode->dir_index;
4311                         goto skip_backref;
4312                 }
4313         }
4314
4315         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
4316                                   dir_ino, &index);
4317         if (ret) {
4318                 btrfs_info(fs_info,
4319                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4320                         name_len, name, ino, dir_ino);
4321                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4322                 goto err;
4323         }
4324 skip_backref:
4325         if (rename_ctx)
4326                 rename_ctx->index = index;
4327
4328         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4329         if (ret) {
4330                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4331                 goto err;
4332         }
4333
4334         /*
4335          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4336          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4337          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4338          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4339          */
4340         if (!rename_ctx) {
4341                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
4342                                            dir_ino);
4343                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
4344                                              index);
4345         }
4346
4347         /*
4348          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4349          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4350          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4351          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4352          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4353          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4354          * holding.
4355          */
4356         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4357 err:
4358         btrfs_free_path(path);
4359         if (ret)
4360                 goto out;
4361
4362         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
4363         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4364         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4365         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4366         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4367         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4368         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4369 out:
4370         return ret;
4371 }
4372
4373 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4374                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4375                        const char *name, int name_len)
4376 {
4377         int ret;
4378         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, name_len, NULL);
4379         if (!ret) {
4380                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4381                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4382         }
4383         return ret;
4384 }
4385
4386 /*
4387  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4388  *
4389  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4390  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4391  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4392  * allow the unlink to occur.
4393  */
4394 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
4395 {
4396         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4397
4398         /*
4399          * 1 for the possible orphan item
4400          * 1 for the dir item
4401          * 1 for the dir index
4402          * 1 for the inode ref
4403          * 1 for the inode
4404          * 1 for the parent inode
4405          */
4406         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4407 }
4408
4409 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4410 {
4411         struct btrfs_trans_handle *trans;
4412         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4413         int ret;
4414
4415         trans = __unlink_start_trans(dir);
4416         if (IS_ERR(trans))
4417                 return PTR_ERR(trans);
4418
4419         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4420                         0);
4421
4422         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4423                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4424                         dentry->d_name.len);
4425         if (ret)
4426                 goto out;
4427
4428         if (inode->i_nlink == 0) {
4429                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4430                 if (ret)
4431                         goto out;
4432         }
4433
4434 out:
4435         btrfs_end_transaction(trans);
4436         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4437         return ret;
4438 }
4439
4440 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4441                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4442 {
4443         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4444         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4445         struct btrfs_path *path;
4446         struct extent_buffer *leaf;
4447         struct btrfs_dir_item *di;
4448         struct btrfs_key key;
4449         const char *name = dentry->d_name.name;
4450         int name_len = dentry->d_name.len;
4451         u64 index;
4452         int ret;
4453         u64 objectid;
4454         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
4455
4456         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4457                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4458         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4459                 objectid = inode->location.objectid;
4460         } else {
4461                 WARN_ON(1);
4462                 return -EINVAL;
4463         }
4464
4465         path = btrfs_alloc_path();
4466         if (!path)
4467                 return -ENOMEM;
4468
4469         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4470                                    name, name_len, -1);
4471         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4472                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4473                 goto out;
4474         }
4475
4476         leaf = path->nodes[0];
4477         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4478         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4479         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4480         if (ret) {
4481                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4482                 goto out;
4483         }
4484         btrfs_release_path(path);
4485
4486         /*
4487          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4488          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4489          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4490          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4491          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4492          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4493          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4494          */
4495         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4496                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
4497                                                  name, name_len);
4498                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4499                         if (!di)
4500                                 ret = -ENOENT;
4501                         else
4502                                 ret = PTR_ERR(di);
4503                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4504                         goto out;
4505                 }
4506
4507                 leaf = path->nodes[0];
4508                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4509                 index = key.offset;
4510                 btrfs_release_path(path);
4511         } else {
4512                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4513                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4514                                          &index, name, name_len);
4515                 if (ret) {
4516                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4517                         goto out;
4518                 }
4519         }
4520
4521         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
4522         if (ret) {
4523                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4524                 goto out;
4525         }
4526
4527         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
4528         inode_inc_iversion(dir);
4529         dir->i_mtime = current_time(dir);
4530         dir->i_ctime = dir->i_mtime;
4531         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, BTRFS_I(dir));
4532         if (ret)
4533                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4534 out:
4535         btrfs_free_path(path);
4536         return ret;
4537 }
4538
4539 /*
4540  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4541  * default.
4542  */
4543 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4544 {
4545         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4546         struct btrfs_path *path;
4547         struct btrfs_dir_item *di;
4548         struct btrfs_key key;
4549         u64 dir_id;
4550         int ret;
4551
4552         path = btrfs_alloc_path();
4553         if (!path)
4554                 return -ENOMEM;
4555
4556         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4557         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4558         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4559                                    dir_id, "default", 7, 0);
4560         if (di && !IS_ERR(di)) {
4561                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4562                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4563                         ret = -EPERM;
4564                         btrfs_err(fs_info,
4565                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4566                                   key.objectid);
4567                         goto out;
4568                 }
4569                 btrfs_release_path(path);
4570         }
4571
4572         key.objectid = root->root_key.objectid;
4573         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4574         key.offset = (u64)-1;
4575
4576         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4577         if (ret < 0)
4578                 goto out;
4579         BUG_ON(ret == 0);
4580
4581         ret = 0;
4582         if (path->slots[0] > 0) {
4583                 path->slots[0]--;
4584                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4585                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4586                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4587                         ret = -ENOTEMPTY;
4588         }
4589 out:
4590         btrfs_free_path(path);
4591         return ret;
4592 }
4593
4594 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4595 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4596 {
4597         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4598         struct rb_node *node;
4599         struct rb_node *prev;
4600         struct btrfs_inode *entry;
4601         struct inode *inode;
4602         u64 objectid = 0;
4603
4604         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4605                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4606
4607         spin_lock(&root->inode_lock);
4608 again:
4609         node = root->inode_tree.rb_node;
4610         prev = NULL;
4611         while (node) {
4612                 prev = node;
4613                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4614
4615                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4616                         node = node->rb_left;
4617                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4618                         node = node->rb_right;
4619                 else
4620                         break;
4621         }
4622         if (!node) {
4623                 while (prev) {
4624                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4625                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4626                                 node = prev;
4627                                 break;
4628                         }
4629                         prev = rb_next(prev);
4630                 }
4631         }
4632         while (node) {
4633                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4634                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4635                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4636                 if (inode) {
4637                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4638                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4639                                 d_prune_aliases(inode);
4640                         /*
4641                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4642                          * cache when its usage count hits zero.
4643                          */
4644                         iput(inode);
4645                         cond_resched();
4646                         spin_lock(&root->inode_lock);
4647                         goto again;
4648                 }
4649
4650                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4651                         goto again;
4652
4653                 node = rb_next(node);
4654         }
4655         spin_unlock(&root->inode_lock);
4656 }
4657
4658 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4659 {
4660         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4661         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4662         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4663         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4664         struct btrfs_trans_handle *trans;
4665         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4666         u64 root_flags;
4667         int ret;
4668
4669         /*
4670          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4671          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4672          * again is not run concurrently.
4673          */
4674         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4675         if (dest->send_in_progress) {
4676                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4677                 btrfs_warn(fs_info,
4678                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4679                            dest->root_key.objectid);
4680                 return -EPERM;
4681         }
4682         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4683                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4684                 btrfs_warn(fs_info,
4685                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4686                            root->root_key.objectid);
4687                 return -EPERM;
4688         }
4689         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4690         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4691                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4692         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4693
4694         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4695
4696         ret = may_destroy_subvol(dest);
4697         if (ret)
4698                 goto out_up_write;
4699
4700         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4701         /*
4702          * One for dir inode,
4703          * two for dir entries,
4704          * two for root ref/backref.
4705          */
4706         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4707         if (ret)
4708                 goto out_up_write;
4709
4710         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4711         if (IS_ERR(trans)) {
4712                 ret = PTR_ERR(trans);
4713                 goto out_release;
4714         }
4715         trans->block_rsv = &block_rsv;
4716         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4717
4718         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4719
4720         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4721         if (ret) {
4722                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4723                 goto out_end_trans;
4724         }
4725
4726         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4727         if (ret) {
4728                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4729                 goto out_end_trans;
4730         }
4731
4732         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4733                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4734         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4735         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4736
4737         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4738                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4739                                         fs_info->tree_root,
4740                                         dest->root_key.objectid);
4741                 if (ret) {
4742                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4743                         goto out_end_trans;
4744                 }
4745         }
4746
4747         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4748                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4749                                   dest->root_key.objectid);
4750         if (ret && ret != -ENOENT) {
4751                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4752                 goto out_end_trans;
4753         }
4754         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4755                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4756                                           dest->root_item.received_uuid,
4757                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4758                                           dest->root_key.objectid);
4759                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4760                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4761                         goto out_end_trans;
4762                 }
4763         }
4764
4765         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4766         dest->anon_dev = 0;
4767 out_end_trans:
4768         trans->block_rsv = NULL;
4769         trans->bytes_reserved = 0;
4770         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4771         inode->i_flags |= S_DEAD;
4772 out_release:
4773         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4774 out_up_write:
4775         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4776         if (ret) {
4777                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4778                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4779                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4780                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4781                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4782         } else {
4783                 d_invalidate(dentry);
4784                 btrfs_prune_dentries(dest);
4785                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4786         }
4787
4788         return ret;
4789 }
4790
4791 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4792 {
4793         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4794         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4795         int err = 0;
4796         struct btrfs_trans_handle *trans;
4797         u64 last_unlink_trans;
4798
4799         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4800                 return -ENOTEMPTY;
4801         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4802                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4803                         btrfs_err(fs_info,
4804                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4805                         return -EOPNOTSUPP;
4806                 }
4807                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4808         }
4809
4810         trans = __unlink_start_trans(dir);
4811         if (IS_ERR(trans))
4812                 return PTR_ERR(trans);
4813
4814         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4815                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4816                 goto out;
4817         }
4818
4819         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4820         if (err)
4821                 goto out;
4822
4823         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4824
4825         /* now the directory is empty */
4826         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4827                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4828                         dentry->d_name.len);
4829         if (!err) {
4830                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4831                 /*
4832                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4833                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4834                  * log tree in the case we do something like this:
4835                  * 1) create dir foo
4836                  * 2) create snapshot under dir foo
4837                  * 3) delete the snapshot
4838                  * 4) rmdir foo
4839                  * 5) mkdir foo
4840                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4841                  */
4842                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4843                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4844         }
4845 out:
4846         btrfs_end_transaction(trans);
4847         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4848
4849         return err;
4850 }
4851
4852 /*
4853  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4854  * @inode - inode that we're zeroing
4855  * @from - the offset to start zeroing
4856  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4857  *      offset
4858  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4859  *
4860  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4861  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4862  */
4863 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4864                          int front)
4865 {
4866         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4867         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4868         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4869         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4870         struct extent_state *cached_state = NULL;
4871         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4872         bool only_release_metadata = false;
4873         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4874         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4875         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4876         struct page *page;
4877         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4878         size_t write_bytes = blocksize;
4879         int ret = 0;
4880         u64 block_start;
4881         u64 block_end;
4882
4883         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4884             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4885                 goto out;
4886
4887         block_start = round_down(from, blocksize);
4888         block_end = block_start + blocksize - 1;
4889
4890         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4891                                           blocksize, false);
4892         if (ret < 0) {
4893                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4894                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4895                         only_release_metadata = true;
4896                 } else {
4897                         goto out;
4898                 }
4899         }
4900         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4901         if (ret < 0) {
4902                 if (!only_release_metadata)
4903                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4904                                                        block_start, blocksize);
4905                 goto out;
4906         }
4907 again:
4908         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4909         if (!page) {
4910                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4911                                              blocksize, true);
4912                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4913                 ret = -ENOMEM;
4914                 goto out;
4915         }
4916         ret = set_page_extent_mapped(page);
4917         if (ret < 0)
4918                 goto out_unlock;
4919
4920         if (!PageUptodate(page)) {
4921                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4922                 lock_page(page);
4923                 if (page->mapping != mapping) {
4924                         unlock_page(page);
4925                         put_page(page);
4926                         goto again;
4927                 }
4928                 if (!PageUptodate(page)) {
4929                         ret = -EIO;
4930                         goto out_unlock;
4931                 }
4932         }
4933         wait_on_page_writeback(page);
4934
4935         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4936
4937         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4938         if (ordered) {
4939                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4940                 unlock_page(page);
4941                 put_page(page);
4942                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
4943                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4944                 goto again;
4945         }
4946
4947         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4948                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4949                          &cached_state);
4950
4951         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4952                                         &cached_state);
4953         if (ret) {
4954                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4955                 goto out_unlock;
4956         }
4957
4958         if (offset != blocksize) {
4959                 if (!len)
4960                         len = blocksize - offset;
4961                 if (front)
4962                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4963                                      offset);
4964                 else
4965                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4966                                      len);
4967         }
4968         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4969                                  block_end + 1 - block_start);
4970         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4971         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4972
4973         if (only_release_metadata)
4974                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4975                                EXTENT_NORESERVE, NULL, GFP_NOFS);
4976
4977 out_unlock:
4978         if (ret) {
4979                 if (only_release_metadata)
4980                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4981                 else
4982                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4983                                         block_start, blocksize, true);
4984         }
4985         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4986         unlock_page(page);
4987         put_page(page);
4988 out:
4989         if (only_release_metadata)
4990                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4991         extent_changeset_free(data_reserved);
4992         return ret;
4993 }
4994
4995 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4996                              u64 offset, u64 len)
4997 {
4998         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4999         struct btrfs_trans_handle *trans;
5000         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
5001         int ret;
5002
5003         /*
5004          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
5005          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
5006          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
5007          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
5008          */
5009         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
5010                 return 0;
5011
5012         /*
5013          * 1 - for the one we're dropping
5014          * 1 - for the one we're adding
5015          * 1 - for updating the inode.
5016          */
5017         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
5018         if (IS_ERR(trans))
5019                 return PTR_ERR(trans);
5020
5021         drop_args.start = offset;
5022         drop_args.end = offset + len;
5023         drop_args.drop_cache = true;
5024
5025         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
5026         if (ret) {
5027                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5028                 btrfs_end_transaction(trans);
5029                 return ret;
5030         }
5031
5032         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
5033         if (ret) {
5034                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5035         } else {
5036                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
5037                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5038         }
5039         btrfs_end_transaction(trans);
5040         return ret;
5041 }
5042
5043 /*
5044  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
5045  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
5046  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
5047  * the range between oldsize and size
5048  */
5049 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
5050 {
5051         struct btrfs_root *root = inode->root;
5052         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5053         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
5054         struct extent_map *em = NULL;
5055         struct extent_state *cached_state = NULL;
5056         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
5057         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
5058         u64 last_byte;
5059         u64 cur_offset;
5060         u64 hole_size;
5061         int err = 0;
5062
5063         /*
5064          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
5065          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
5066          * expose stale data.
5067          */
5068         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
5069         if (err)
5070                 return err;
5071
5072         if (size <= hole_start)
5073                 return 0;
5074
5075         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
5076                                            &cached_state);
5077         cur_offset = hole_start;
5078         while (1) {
5079                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
5080                                       block_end - cur_offset);
5081                 if (IS_ERR(em)) {
5082                         err = PTR_ERR(em);
5083                         em = NULL;
5084                         break;
5085                 }
5086                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
5087                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
5088                 hole_size = last_byte - cur_offset;
5089
5090                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
5091                         struct extent_map *hole_em;
5092
5093                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
5094                                                 hole_size);
5095                         if (err)
5096                                 break;
5097
5098                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5099                                                         cur_offset, hole_size);
5100                         if (err)
5101                                 break;
5102
5103                         hole_em = alloc_extent_map();
5104                         if (!hole_em) {
5105                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
5106                                                     cur_offset + hole_size - 1,
5107                                                     false);
5108                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5109                                 goto next;
5110                         }
5111                         hole_em->start = cur_offset;
5112                         hole_em->len = hole_size;
5113                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5114
5115                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5116                         hole_em->block_len = 0;
5117                         hole_em->orig_block_len = 0;
5118                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5119                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5120                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5121
5122                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
5123                         free_extent_map(hole_em);
5124                 } else {
5125                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5126                                                         cur_offset, hole_size);
5127                         if (err)
5128                                 break;
5129                 }
5130 next:
5131                 free_extent_map(em);
5132                 em = NULL;
5133                 cur_offset = last_byte;
5134                 if (cur_offset >= block_end)
5135                         break;
5136         }
5137         free_extent_map(em);
5138         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5139         return err;
5140 }
5141
5142 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5143 {
5144         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5145         struct btrfs_trans_handle *trans;
5146         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5147         loff_t newsize = attr->ia_size;
5148         int mask = attr->ia_valid;
5149         int ret;
5150
5151         /*
5152          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5153          * special case where we need to update the times despite not having
5154          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5155          * explicitly if it wants a timestamp update.
5156          */
5157         if (newsize != oldsize) {
5158                 inode_inc_iversion(inode);
5159                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5160                         inode->i_mtime = current_time(inode);
5161                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5162                 }
5163         }
5164
5165         if (newsize > oldsize) {
5166                 /*
5167                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5168                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5169                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5170                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5171                  * this truncation.
5172                  */
5173                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5174                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5175                 if (ret) {
5176                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5177                         return ret;
5178                 }
5179
5180                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5181                 if (IS_ERR(trans)) {
5182                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5183                         return PTR_ERR(trans);
5184                 }
5185
5186                 i_size_write(inode, newsize);
5187                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5188                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5189                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5190                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5191                 btrfs_end_transaction(trans);
5192         } else {
5193                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5194
5195                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5196                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5197                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5198                                         (u64)-1);
5199                         if (ret)
5200                                 return ret;
5201                 }
5202
5203                 /*
5204                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5205                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5206                  * on close.
5207                  */
5208                 if (newsize == 0)
5209                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5210                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5211
5212                 truncate_setsize(inode, newsize);
5213
5214                 inode_dio_wait(inode);
5215
5216                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
5217                 if (ret && inode->i_nlink) {
5218                         int err;
5219
5220                         /*
5221                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5222                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5223                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5224                          * in-memory size to match.
5225                          */
5226                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5227                         if (err)
5228                                 return err;
5229                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5230                 }
5231         }
5232
5233         return ret;
5234 }
5235
5236 static int btrfs_setattr(struct user_namespace *mnt_userns, struct dentry *dentry,
5237                          struct iattr *attr)
5238 {
5239         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5240         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5241         int err;
5242
5243         if (btrfs_root_readonly(root))
5244                 return -EROFS;
5245
5246         err = setattr_prepare(mnt_userns, dentry, attr);
5247         if (err)
5248                 return err;
5249
5250         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5251                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5252                 if (err)
5253                         return err;
5254         }
5255
5256         if (attr->ia_valid) {
5257                 setattr_copy(mnt_userns, inode, attr);
5258                 inode_inc_iversion(inode);
5259                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
5260
5261                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5262                         err = posix_acl_chmod(mnt_userns, inode, inode->i_mode);
5263         }
5264
5265         return err;
5266 }
5267
5268 /*
5269  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5270  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5271  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5272  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5273  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5274  * wasting lots of time.
5275  *
5276  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5277  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5278  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5279  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5280  */
5281 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5282 {
5283         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5284         struct rb_node *node;
5285
5286         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5287         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5288
5289         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5290
5291         /*
5292          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5293          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5294          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5295          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5296          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5297          * ranges can still be locked and eviction started because before
5298          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5299          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5300          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5301          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5302          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5303          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5304          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5305          * use-after-free issue.
5306          */
5307         spin_lock(&io_tree->lock);
5308         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5309                 struct extent_state *state;
5310                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5311                 u64 start;
5312                 u64 end;
5313                 unsigned state_flags;
5314
5315                 node = rb_first(&io_tree->state);
5316                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5317                 start = state->start;
5318                 end = state->end;
5319                 state_flags = state->state;
5320                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5321
5322                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5323
5324                 /*
5325                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5326                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5327                  * So we need to free its reserved space here.
5328                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5329                  *
5330                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5331                  */
5332                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5333                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5334                                                end - start + 1);
5335
5336                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5337                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5338                                  &cached_state);
5339
5340                 cond_resched();
5341                 spin_lock(&io_tree->lock);
5342         }
5343         spin_unlock(&io_tree->lock);
5344 }
5345
5346 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5347                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5348 {
5349         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5350         struct btrfs_trans_handle *trans;
5351         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5352         int ret;
5353
5354         /*
5355          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5356          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5357          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5358          *
5359          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5360          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5361          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5362          * delayed refs activity by truncating.
5363          *
5364          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5365          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5366          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5367          */
5368         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5369                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5370         if (ret) {
5371                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5372                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5373                 if (ret) {
5374                         btrfs_warn(fs_info,
5375                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5376                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5377                 }
5378                 delayed_refs_extra = 0;
5379         }
5380
5381         trans = btrfs_join_transaction(root);
5382         if (IS_ERR(trans))
5383                 return trans;
5384
5385         if (delayed_refs_extra) {
5386                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5387                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5388                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5389                                         delayed_refs_extra, 1);
5390         }
5391         return trans;
5392 }
5393
5394 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5395 {
5396         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5397         struct btrfs_trans_handle *trans;
5398         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5399         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5400         int ret;
5401
5402         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5403
5404         if (!root) {
5405                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5406                 clear_inode(inode);
5407                 return;
5408         }
5409
5410         evict_inode_truncate_pages(inode);
5411
5412         if (inode->i_nlink &&
5413             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5414               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5415              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5416                 goto no_delete;
5417
5418         if (is_bad_inode(inode))
5419                 goto no_delete;
5420
5421         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5422
5423         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5424                 goto no_delete;
5425
5426         if (inode->i_nlink > 0) {
5427                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5428                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5429                 goto no_delete;
5430         }
5431
5432         /*
5433          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5434          * the inode update is released.
5435          */
5436         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5437         if (ret)
5438                 goto no_delete;
5439
5440         /*
5441          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5442          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5443          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5444          * the truncate.
5445          */
5446         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5447
5448         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5449         if (!rsv)
5450                 goto no_delete;
5451         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5452         rsv->failfast = true;
5453
5454         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5455
5456         while (1) {
5457                 struct btrfs_truncate_control control = {
5458                         .inode = BTRFS_I(inode),
5459                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5460                         .new_size = 0,
5461                         .min_type = 0,
5462                 };
5463
5464                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5465                 if (IS_ERR(trans))
5466                         goto free_rsv;
5467
5468                 trans->block_rsv = rsv;
5469
5470                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5471                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5472                 btrfs_end_transaction(trans);
5473                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5474                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5475                         goto free_rsv;
5476                 else if (!ret)
5477                         break;
5478         }
5479
5480         /*
5481          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5482          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5483          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5484          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5485          *
5486          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5487          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5488          */
5489         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5490         if (!IS_ERR(trans)) {
5491                 trans->block_rsv = rsv;
5492                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5493                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5494                 btrfs_end_transaction(trans);
5495         }
5496
5497 free_rsv:
5498         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5499 no_delete:
5500         /*
5501          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5502          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5503          * to retry these periodically in the future.
5504          */
5505         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5506         fsverity_cleanup_inode(inode);
5507         clear_inode(inode);
5508 }
5509
5510 /*
5511  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5512  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5513  *
5514  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5515  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5516  */
5517 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5518                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5519 {
5520         const char *name = dentry->d_name.name;
5521         int namelen = dentry->d_name.len;
5522         struct btrfs_dir_item *di;
5523         struct btrfs_path *path;
5524         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5525         int ret = 0;
5526
5527         path = btrfs_alloc_path();
5528         if (!path)
5529                 return -ENOMEM;
5530
5531         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5532                         name, namelen, 0);
5533         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5534                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5535                 goto out;
5536         }
5537
5538         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5539         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5540             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5541                 ret = -EUCLEAN;
5542                 btrfs_warn(root->fs_info,
5543 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5544                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5545                            location->objectid, location->type, location->offset);
5546         }
5547         if (!ret)
5548                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5549 out:
5550         btrfs_free_path(path);
5551         return ret;
5552 }
5553
5554 /*
5555  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5556  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5557  * is kind of like crossing a mount point.
5558  */
5559 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5560                                     struct inode *dir,
5561                                     struct dentry *dentry,
5562                                     struct btrfs_key *location,
5563                                     struct btrfs_root **sub_root)
5564 {
5565         struct btrfs_path *path;
5566         struct btrfs_root *new_root;
5567         struct btrfs_root_ref *ref;
5568         struct extent_buffer *leaf;
5569         struct btrfs_key key;
5570         int ret;
5571         int err = 0;
5572
5573         path = btrfs_alloc_path();
5574         if (!path) {
5575                 err = -ENOMEM;
5576                 goto out;
5577         }
5578
5579         err = -ENOENT;
5580         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5581         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5582         key.offset = location->objectid;
5583
5584         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5585         if (ret) {
5586                 if (ret < 0)
5587                         err = ret;
5588                 goto out;
5589         }
5590
5591         leaf = path->nodes[0];
5592         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5593         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5594             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5595                 goto out;
5596
5597         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5598                                    (unsigned long)(ref + 1),
5599                                    dentry->d_name.len);
5600         if (ret)
5601                 goto out;
5602
5603         btrfs_release_path(path);
5604
5605         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5606         if (IS_ERR(new_root)) {
5607                 err = PTR_ERR(new_root);
5608                 goto out;
5609         }
5610
5611         *sub_root = new_root;
5612         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5613         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5614         location->offset = 0;
5615         err = 0;
5616 out:
5617         btrfs_free_path(path);
5618         return err;
5619 }
5620
5621 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5622 {
5623         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5624         struct btrfs_inode *entry;
5625         struct rb_node **p;
5626         struct rb_node *parent;
5627         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5628         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5629
5630         if (inode_unhashed(inode))
5631                 return;
5632         parent = NULL;
5633         spin_lock(&root->inode_lock);
5634         p = &root->inode_tree.rb_node;
5635         while (*p) {
5636                 parent = *p;
5637                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5638
5639                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5640                         p = &parent->rb_left;
5641                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5642                         p = &parent->rb_right;
5643                 else {
5644                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5645                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5646                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5647                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5648                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5649                         return;
5650                 }
5651         }
5652         rb_link_node(new, parent, p);
5653         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5654         spin_unlock(&root->inode_lock);
5655 }
5656
5657 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5658 {
5659         struct btrfs_root *root = inode->root;
5660         int empty = 0;
5661
5662         spin_lock(&root->inode_lock);
5663         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5664                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5665                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5666                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5667         }
5668         spin_unlock(&root->inode_lock);
5669
5670         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5671                 spin_lock(&root->inode_lock);
5672                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5673                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5674                 if (empty)
5675                         btrfs_add_dead_root(root);
5676         }
5677 }
5678
5679
5680 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5681 {
5682         struct btrfs_iget_args *args = p;
5683
5684         inode->i_ino = args->ino;
5685         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5686         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5687         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5688         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5689         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5690
5691         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5692             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5693                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5694                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5695         return 0;
5696 }
5697
5698 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5699 {
5700         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5701
5702         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5703                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5704 }
5705
5706 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5707                                        struct btrfs_root *root)
5708 {
5709         struct inode *inode;
5710         struct btrfs_iget_args args;
5711         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5712
5713         args.ino = ino;
5714         args.root = root;
5715
5716         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5717                              btrfs_init_locked_inode,
5718                              (void *)&args);
5719         return inode;
5720 }
5721
5722 /*
5723  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5724  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5725  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5726  * later.
5727  */
5728 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5729                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5730 {
5731         struct inode *inode;
5732
5733         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5734         if (!inode)
5735                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5736
5737         if (inode->i_state & I_NEW) {
5738                 int ret;
5739
5740                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5741                 if (!ret) {
5742                         inode_tree_add(inode);
5743                         unlock_new_inode(inode);
5744                 } else {
5745                         iget_failed(inode);
5746                         /*
5747                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5748                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5749                          * was not found.
5750                          */
5751                         if (ret > 0)
5752                                 ret = -ENOENT;
5753                         inode = ERR_PTR(ret);
5754                 }
5755         }
5756
5757         return inode;
5758 }
5759
5760 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5761 {
5762         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5763 }
5764
5765 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5766                                     struct btrfs_key *key,
5767                                     struct btrfs_root *root)
5768 {
5769         struct inode *inode = new_inode(s);
5770
5771         if (!inode)
5772                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5773
5774         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5775         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5776         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5777
5778         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5779         /*
5780          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5781          * associated with the dentry
5782          */
5783         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5784         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5785         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5786         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5787         inode->i_mtime = current_time(inode);
5788         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5789         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5790         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5791
5792         return inode;
5793 }
5794
5795 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5796 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5797 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5798 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5799 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5800 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5801 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5802 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5803
5804 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5805 {
5806         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5807 }
5808
5809 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5810 {
5811         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5812         struct inode *inode;
5813         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5814         struct btrfs_root *sub_root = root;
5815         struct btrfs_key location;
5816         u8 di_type = 0;
5817         int ret = 0;
5818
5819         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5820                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5821
5822         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5823         if (ret < 0)
5824                 return ERR_PTR(ret);
5825
5826         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5827                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5828                 if (IS_ERR(inode))
5829                         return inode;
5830
5831                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5832                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5833                         btrfs_crit(fs_info,
5834 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5835                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5836                                   di_type);
5837                         iput(inode);
5838                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5839                 }
5840                 return inode;
5841         }
5842
5843         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5844                                        &location, &sub_root);
5845         if (ret < 0) {
5846                 if (ret != -ENOENT)
5847                         inode = ERR_PTR(ret);
5848                 else
5849                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5850         } else {
5851                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5852                 btrfs_put_root(sub_root);
5853
5854                 if (IS_ERR(inode))
5855                         return inode;
5856
5857                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5858                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5859                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5860                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5861                 if (ret) {
5862                         iput(inode);
5863                         inode = ERR_PTR(ret);
5864                 }
5865         }
5866
5867         return inode;
5868 }
5869
5870 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5871 {
5872         struct btrfs_root *root;
5873         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5874
5875         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5876                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5877
5878         if (inode) {
5879                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5880                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5881                         return 1;
5882
5883                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5884                         return 1;
5885         }
5886         return 0;
5887 }
5888
5889 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5890                                    unsigned int flags)
5891 {
5892         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5893
5894         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5895                 inode = NULL;
5896         return d_splice_alias(inode, dentry);
5897 }
5898
5899 /*
5900  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5901  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5902  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5903  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5904  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5905  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5906  * tree lock.
5907  */
5908 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5909 {
5910         struct btrfs_file_private *private;
5911
5912         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5913         if (!private)
5914                 return -ENOMEM;
5915         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5916         if (!private->filldir_buf) {
5917                 kfree(private);
5918                 return -ENOMEM;
5919         }
5920         file->private_data = private;
5921         return 0;
5922 }
5923
5924 struct dir_entry {
5925         u64 ino;
5926         u64 offset;
5927         unsigned type;
5928         int name_len;
5929 };
5930
5931 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5932 {
5933         while (entries--) {
5934                 struct dir_entry *entry = addr;
5935                 char *name = (char *)(entry + 1);
5936
5937                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5938                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5939                                          get_unaligned(&entry->ino),
5940                                          get_unaligned(&entry->type)))
5941                         return 1;
5942                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5943                         get_unaligned(&entry->name_len);
5944                 ctx->pos++;
5945         }
5946         return 0;
5947 }
5948
5949 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5950 {
5951         struct inode *inode = file_inode(file);
5952         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5953         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5954         struct btrfs_dir_item *di;
5955         struct btrfs_key key;
5956         struct btrfs_key found_key;
5957         struct btrfs_path *path;
5958         void *addr;
5959         struct list_head ins_list;
5960         struct list_head del_list;
5961         int ret;
5962         char *name_ptr;
5963         int name_len;
5964         int entries = 0;
5965         int total_len = 0;
5966         bool put = false;
5967         struct btrfs_key location;
5968
5969         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5970                 return 0;
5971
5972         path = btrfs_alloc_path();
5973         if (!path)
5974                 return -ENOMEM;
5975
5976         addr = private->filldir_buf;
5977         path->reada = READA_FORWARD;
5978
5979         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5980         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5981         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5982
5983 again:
5984         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5985         key.offset = ctx->pos;
5986         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5987
5988         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5989                 struct dir_entry *entry;
5990                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5991
5992                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5993                         break;
5994                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5995                         break;
5996                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5997                         continue;
5998                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5999                         continue;
6000                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
6001                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
6002                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
6003                     PAGE_SIZE) {
6004                         btrfs_release_path(path);
6005                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6006                         if (ret)
6007                                 goto nopos;
6008                         addr = private->filldir_buf;
6009                         entries = 0;
6010                         total_len = 0;
6011                         goto again;
6012                 }
6013
6014                 entry = addr;
6015                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6016                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6017                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
6018                                    name_len);
6019                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
6020                                 &entry->type);
6021                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6022                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6023                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6024                 entries++;
6025                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6026                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6027         }
6028         /* Catch error encountered during iteration */
6029         if (ret < 0)
6030                 goto err;
6031
6032         btrfs_release_path(path);
6033
6034         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6035         if (ret)
6036                 goto nopos;
6037
6038         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6039         if (ret)
6040                 goto nopos;
6041
6042         /*
6043          * Stop new entries from being returned after we return the last
6044          * entry.
6045          *
6046          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6047          * offset.  This means that new entries created during readdir
6048          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6049          * This has broken buggy programs which operate on names as
6050          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6051          * we have this hack to stop new entries from being returned
6052          * under the assumption that they'll never reach this huge
6053          * offset.
6054          *
6055          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6056          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6057          * in the past.
6058          */
6059         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6060                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6061         else
6062                 ctx->pos = INT_MAX;
6063 nopos:
6064         ret = 0;
6065 err:
6066         if (put)
6067                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6068         btrfs_free_path(path);
6069         return ret;
6070 }
6071
6072 /*
6073  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6074  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6075  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6076  * to keep or drop this code.
6077  */
6078 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
6079 {
6080         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6081         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6082         struct btrfs_trans_handle *trans;
6083         int ret;
6084
6085         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
6086                 return 0;
6087
6088         trans = btrfs_join_transaction(root);
6089         if (IS_ERR(trans))
6090                 return PTR_ERR(trans);
6091
6092         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6093         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6094                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6095                 btrfs_end_transaction(trans);
6096                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6097                 if (IS_ERR(trans))
6098                         return PTR_ERR(trans);
6099
6100                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6101         }
6102         btrfs_end_transaction(trans);
6103         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
6104                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6105
6106         return ret;
6107 }
6108
6109 /*
6110  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6111  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6112  */
6113 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6114                              int flags)
6115 {
6116         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6117         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6118
6119         if (btrfs_root_readonly(root))
6120                 return -EROFS;
6121
6122         if (flags & S_VERSION)
6123                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6124         if (flags & S_CTIME)
6125                 inode->i_ctime = *now;
6126         if (flags & S_MTIME)
6127                 inode->i_mtime = *now;
6128         if (flags & S_ATIME)
6129                 inode->i_atime = *now;
6130         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
6131 }
6132
6133 /*
6134  * find the highest existing sequence number in a directory
6135  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6136  * free sequence numbers
6137  */
6138 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6139 {
6140         struct btrfs_root *root = inode->root;
6141         struct btrfs_key key, found_key;
6142         struct btrfs_path *path;
6143         struct extent_buffer *leaf;
6144         int ret;
6145
6146         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6147         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6148         key.offset = (u64)-1;
6149
6150         path = btrfs_alloc_path();
6151         if (!path)
6152                 return -ENOMEM;
6153
6154         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6155         if (ret < 0)
6156                 goto out;
6157         /* FIXME: we should be able to handle this */
6158         if (ret == 0)
6159                 goto out;
6160         ret = 0;
6161
6162         if (path->slots[0] == 0) {
6163                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6164                 goto out;
6165         }
6166
6167         path->slots[0]--;
6168
6169         leaf = path->nodes[0];
6170         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6171
6172         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6173             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6174                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6175                 goto out;
6176         }
6177
6178         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6179 out:
6180         btrfs_free_path(path);
6181         return ret;
6182 }
6183
6184 /*
6185  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6186  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6187  */
6188 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6189 {
6190         int ret = 0;
6191
6192         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6193                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6194                 if (ret) {
6195                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6196                         if (ret)
6197                                 return ret;
6198                 }
6199         }
6200
6201         *index = dir->index_cnt;
6202         dir->index_cnt++;
6203
6204         return ret;
6205 }
6206
6207 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6208 {
6209         struct btrfs_iget_args args;
6210
6211         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6212         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6213
6214         return insert_inode_locked4(inode,
6215                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6216                    btrfs_find_actor, &args);
6217 }
6218
6219 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6220                             unsigned int *trans_num_items)
6221 {
6222         struct inode *dir = args->dir;
6223         struct inode *inode = args->inode;
6224         int ret;
6225
6226         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6227         if (ret)
6228                 return ret;
6229
6230         /* 1 to add inode item */
6231         *trans_num_items = 1;
6232         /* 1 to add compression property */
6233         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6234                 (*trans_num_items)++;
6235         /* 1 to add default ACL xattr */
6236         if (args->default_acl)
6237                 (*trans_num_items)++;
6238         /* 1 to add access ACL xattr */
6239         if (args->acl)
6240                 (*trans_num_items)++;
6241 #ifdef CONFIG_SECURITY
6242         /* 1 to add LSM xattr */
6243         if (dir->i_security)
6244                 (*trans_num_items)++;
6245 #endif
6246         if (args->orphan) {
6247                 /* 1 to add orphan item */
6248                 (*trans_num_items)++;
6249         } else {
6250                 /*
6251                  * 1 to add dir item
6252                  * 1 to add dir index
6253                  * 1 to update parent inode item
6254                  *
6255                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6256                  * inserted in a batch together with the inode item at
6257                  * btrfs_create_new_inode().
6258                  */
6259                 *trans_num_items += 3;
6260         }
6261         return 0;
6262 }
6263
6264 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6265 {
6266         posix_acl_release(args->acl);
6267         posix_acl_release(args->default_acl);
6268 }
6269
6270 /*
6271  * Inherit flags from the parent inode.
6272  *
6273  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6274  */
6275 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
6276 {
6277         unsigned int flags;
6278
6279         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
6280
6281         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6282                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6283                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6284         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6285                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6286                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6287         }
6288
6289         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6290                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6291                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
6292                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6293         }
6294
6295         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
6296 }
6297
6298 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6299                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6300 {
6301         struct inode *dir = args->dir;
6302         struct inode *inode = args->inode;
6303         const char *name = args->orphan ? NULL : args->dentry->d_name.name;
6304         int name_len = args->orphan ? 0 : args->dentry->d_name.len;
6305         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6306         struct btrfs_root *root;
6307         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6308         struct btrfs_key *location;
6309         struct btrfs_path *path;
6310         u64 objectid;
6311         struct btrfs_inode_ref *ref;
6312         struct btrfs_key key[2];
6313         u32 sizes[2];
6314         struct btrfs_item_batch batch;
6315         unsigned long ptr;
6316         int ret;
6317
6318         path = btrfs_alloc_path();
6319         if (!path)
6320                 return -ENOMEM;
6321
6322         if (!args->subvol)
6323                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6324         root = BTRFS_I(inode)->root;
6325
6326         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6327         if (ret)
6328                 goto out;
6329         inode->i_ino = objectid;
6330
6331         if (args->orphan) {
6332                 /*
6333                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6334                  * fill in an inode item with the correct link count.
6335                  */
6336                 set_nlink(inode, 0);
6337         } else {
6338                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6339
6340                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6341                 if (ret)
6342                         goto out;
6343         }
6344         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6345         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6346         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6347         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6348
6349         /*
6350          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6351          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6352          * change it now without compatibility issues.
6353          */
6354         if (!args->subvol)
6355                 btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6356
6357         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6358                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6359                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6360                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6361                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6362                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6363         }
6364
6365         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6366         location->objectid = objectid;
6367         location->offset = 0;
6368         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6369
6370         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6371         if (ret < 0) {
6372                 if (!args->orphan)
6373                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6374                 goto out;
6375         }
6376
6377         /*
6378          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6379          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6380          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6381          * old info in the log.
6382          */
6383         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6384
6385         key[0].objectid = objectid;
6386         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6387         key[0].offset = 0;
6388
6389         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6390
6391         if (!args->orphan) {
6392                 /*
6393                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6394                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6395                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6396                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6397                  */
6398                 key[1].objectid = objectid;
6399                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6400                 if (args->subvol) {
6401                         key[1].offset = objectid;
6402                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6403                 } else {
6404                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6405                         sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6406                 }
6407         }
6408
6409         batch.keys = &key[0];
6410         batch.data_sizes = &sizes[0];
6411         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6412         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6413         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6414         if (ret != 0) {
6415                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6416                 goto discard;
6417         }
6418
6419         inode->i_mtime = current_time(inode);
6420         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6421         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6422         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6423
6424         /*
6425          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6426          * must be fully initialized.
6427          */
6428
6429         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6430                                   struct btrfs_inode_item);
6431         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6432                              sizeof(*inode_item));
6433         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6434
6435         if (!args->orphan) {
6436                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6437                                      struct btrfs_inode_ref);
6438                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6439                 if (args->subvol) {
6440                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6441                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6442                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6443                 } else {
6444                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6445                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6446                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6447                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6448                 }
6449         }
6450
6451         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6452         /*
6453          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6454          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6455          * allocating yet another path. So just free our path.
6456          */
6457         btrfs_free_path(path);
6458         path = NULL;
6459
6460         if (args->subvol) {
6461                 struct inode *parent;
6462
6463                 /*
6464                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6465                  * not the directory they were created in.
6466                  */
6467                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6468                                     BTRFS_I(dir)->root);
6469                 if (IS_ERR(parent)) {
6470                         ret = PTR_ERR(parent);
6471                 } else {
6472                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6473                         iput(parent);
6474                 }
6475         } else {
6476                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6477         }
6478         if (ret) {
6479                 btrfs_err(fs_info,
6480                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6481                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6482                           ret);
6483         }
6484
6485         /*
6486          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6487          * probably a bug.
6488          */
6489         if (!args->subvol) {
6490                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6491                 if (ret) {
6492                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6493                         goto discard;
6494                 }
6495         }
6496
6497         inode_tree_add(inode);
6498
6499         trace_btrfs_inode_new(inode);
6500         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6501
6502         btrfs_update_root_times(trans, root);
6503
6504         if (args->orphan) {
6505                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6506         } else {
6507                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6508                                      name_len, 0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6509         }
6510         if (ret) {
6511                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6512                 goto discard;
6513         }
6514
6515         return 0;
6516
6517 discard:
6518         /*
6519          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6520          * to the inode.
6521          */
6522         ihold(inode);
6523         discard_new_inode(inode);
6524 out:
6525         btrfs_free_path(path);
6526         return ret;
6527 }
6528
6529 /*
6530  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6531  * a give name and a given sequence number.
6532  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6533  * inode to the parent directory.
6534  */
6535 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6536                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6537                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6538 {
6539         int ret = 0;
6540         struct btrfs_key key;
6541         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6542         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6543         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6544
6545         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6546                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6547         } else {
6548                 key.objectid = ino;
6549                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6550                 key.offset = 0;
6551         }
6552
6553         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6554                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6555                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6556                                          index, name, name_len);
6557         } else if (add_backref) {
6558                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6559                                              parent_ino, index);
6560         }
6561
6562         /* Nothing to clean up yet */
6563         if (ret)
6564                 return ret;
6565
6566         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6567                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6568         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6569                 goto fail_dir_item;
6570         else if (ret) {
6571                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6572                 return ret;
6573         }
6574
6575         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6576                            name_len * 2);
6577         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6578         /*
6579          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6580          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6581          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6582          * values (the ones it had when the fsync was done).
6583          */
6584         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6585                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6586
6587                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6588                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6589         }
6590         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6591         if (ret)
6592                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6593         return ret;
6594
6595 fail_dir_item:
6596         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6597                 u64 local_index;
6598                 int err;
6599                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6600                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6601                                          &local_index, name, name_len);
6602                 if (err)
6603                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6604         } else if (add_backref) {
6605                 u64 local_index;
6606                 int err;
6607
6608                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6609                                           ino, parent_ino, &local_index);
6610                 if (err)
6611                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6612         }
6613
6614         /* Return the original error code */
6615         return ret;
6616 }
6617
6618 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6619                                struct inode *inode)
6620 {
6621         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6622         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6623         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6624                 .dir = dir,
6625                 .dentry = dentry,
6626                 .inode = inode,
6627         };
6628         unsigned int trans_num_items;
6629         struct btrfs_trans_handle *trans;
6630         int err;
6631
6632         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6633         if (err)
6634                 goto out_inode;
6635
6636         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6637         if (IS_ERR(trans)) {
6638                 err = PTR_ERR(trans);
6639                 goto out_new_inode_args;
6640         }
6641
6642         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6643         if (!err)
6644                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6645
6646         btrfs_end_transaction(trans);
6647         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6648 out_new_inode_args:
6649         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6650 out_inode:
6651         if (err)
6652                 iput(inode);
6653         return err;
6654 }
6655
6656 static int btrfs_mknod(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6657                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6658 {
6659         struct inode *inode;
6660
6661         inode = new_inode(dir->i_sb);
6662         if (!inode)
6663                 return -ENOMEM;
6664         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6665         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6666         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6667         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6668 }
6669
6670 static int btrfs_create(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6671                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6672 {
6673         struct inode *inode;
6674
6675         inode = new_inode(dir->i_sb);
6676         if (!inode)
6677                 return -ENOMEM;
6678         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6679         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6680         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6681         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6682         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6683 }
6684
6685 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6686                       struct dentry *dentry)
6687 {
6688         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6689         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6690         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6691         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6692         u64 index;
6693         int err;
6694         int drop_inode = 0;
6695
6696         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6697         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6698                 return -EXDEV;
6699
6700         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6701                 return -EMLINK;
6702
6703         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6704         if (err)
6705                 goto fail;
6706
6707         /*
6708          * 2 items for inode and inode ref
6709          * 2 items for dir items
6710          * 1 item for parent inode
6711          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6712          */
6713         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6714         if (IS_ERR(trans)) {
6715                 err = PTR_ERR(trans);
6716                 trans = NULL;
6717                 goto fail;
6718         }
6719
6720         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6721         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6722         inc_nlink(inode);
6723         inode_inc_iversion(inode);
6724         inode->i_ctime = current_time(inode);
6725         ihold(inode);
6726         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6727
6728         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6729                              dentry->d_name.name, dentry->d_name.len, 1, index);
6730
6731         if (err) {
6732                 drop_inode = 1;
6733         } else {
6734                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6735
6736                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6737                 if (err)
6738                         goto fail;
6739                 if (inode->i_nlink == 1) {
6740                         /*
6741                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6742                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6743                          */
6744                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6745                         if (err)
6746                                 goto fail;
6747                 }
6748                 d_instantiate(dentry, inode);
6749                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6750         }
6751
6752 fail:
6753         if (trans)
6754                 btrfs_end_transaction(trans);
6755         if (drop_inode) {
6756                 inode_dec_link_count(inode);
6757                 iput(inode);
6758         }
6759         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6760         return err;
6761 }
6762
6763 static int btrfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6764                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6765 {
6766         struct inode *inode;
6767
6768         inode = new_inode(dir->i_sb);
6769         if (!inode)
6770                 return -ENOMEM;
6771         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6772         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6773         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6774         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6775 }
6776
6777 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6778                                       struct page *page,
6779                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6780                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6781 {
6782         int ret;
6783         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6784         char *tmp;
6785         size_t max_size;
6786         unsigned long inline_size;
6787         unsigned long ptr;
6788         int compress_type;
6789
6790         WARN_ON(pg_offset != 0);
6791         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6792         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6793         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6794         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6795         if (!tmp)
6796                 return -ENOMEM;
6797         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6798
6799         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6800
6801         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6802         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6803                                extent_offset, inline_size, max_size);
6804
6805         /*
6806          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6807          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6808          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6809          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6810          * cover that region here.
6811          */
6812
6813         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE)
6814                 memzero_page(page,  pg_offset + max_size,
6815                              PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6816         kfree(tmp);
6817         return ret;
6818 }
6819
6820 /**
6821  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6822  * @inode:      file to search in
6823  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6824  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6825  * @start:      file offset
6826  * @len:        length of range starting at @start
6827  *
6828  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6829  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6830  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6831  * extent_map.
6832  *
6833  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6834  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6835  *
6836  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6837  */
6838 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6839                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6840                                     u64 start, u64 len)
6841 {
6842         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6843         int ret = 0;
6844         u64 extent_start = 0;
6845         u64 extent_end = 0;
6846         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6847         int extent_type = -1;
6848         struct btrfs_path *path = NULL;
6849         struct btrfs_root *root = inode->root;
6850         struct btrfs_file_extent_item *item;
6851         struct extent_buffer *leaf;
6852         struct btrfs_key found_key;
6853         struct extent_map *em = NULL;
6854         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6855
6856         read_lock(&em_tree->lock);
6857         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6858         read_unlock(&em_tree->lock);
6859
6860         if (em) {
6861                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6862                         free_extent_map(em);
6863                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6864                         free_extent_map(em);
6865                 else
6866                         goto out;
6867         }
6868         em = alloc_extent_map();
6869         if (!em) {
6870                 ret = -ENOMEM;
6871                 goto out;
6872         }
6873         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6874         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6875         em->len = (u64)-1;
6876         em->block_len = (u64)-1;
6877
6878         path = btrfs_alloc_path();
6879         if (!path) {
6880                 ret = -ENOMEM;
6881                 goto out;
6882         }
6883
6884         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6885         path->reada = READA_FORWARD;
6886
6887         /*
6888          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6889          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6890          * point the commit_root has everything we need.
6891          */
6892         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6893                 path->search_commit_root = 1;
6894                 path->skip_locking = 1;
6895         }
6896
6897         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6898         if (ret < 0) {
6899                 goto out;
6900         } else if (ret > 0) {
6901                 if (path->slots[0] == 0)
6902                         goto not_found;
6903                 path->slots[0]--;
6904                 ret = 0;
6905         }
6906
6907         leaf = path->nodes[0];
6908         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6909                               struct btrfs_file_extent_item);
6910         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6911         if (found_key.objectid != objectid ||
6912             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6913                 /*
6914                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6915                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6916                  * say there is a hole for our whole search range which can
6917                  * cause problems.
6918                  */
6919                 extent_end = start;
6920                 goto next;
6921         }
6922
6923         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6924         extent_start = found_key.offset;
6925         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6926         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6927             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6928                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6929                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6930                         ret = -EUCLEAN;
6931                         btrfs_crit(fs_info,
6932                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6933                                    btrfs_ino(inode));
6934                         goto out;
6935                 }
6936                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6937                                                        extent_start);
6938         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6939                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6940                                                       path->slots[0],
6941                                                       extent_start);
6942         }
6943 next:
6944         if (start >= extent_end) {
6945                 path->slots[0]++;
6946                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6947                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6948                         if (ret < 0)
6949                                 goto out;
6950                         else if (ret > 0)
6951                                 goto not_found;
6952
6953                         leaf = path->nodes[0];
6954                 }
6955                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6956                 if (found_key.objectid != objectid ||
6957                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6958                         goto not_found;
6959                 if (start + len <= found_key.offset)
6960                         goto not_found;
6961                 if (start > found_key.offset)
6962                         goto next;
6963
6964                 /* New extent overlaps with existing one */
6965                 em->start = start;
6966                 em->orig_start = start;
6967                 em->len = found_key.offset - start;
6968                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6969                 goto insert;
6970         }
6971
6972         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
6973
6974         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6975             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6976                 goto insert;
6977         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6978                 unsigned long ptr;
6979                 char *map;
6980                 size_t size;
6981                 size_t extent_offset;
6982                 size_t copy_size;
6983
6984                 if (!page)
6985                         goto out;
6986
6987                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6988                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
6989                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
6990                                   size - extent_offset);
6991                 em->start = extent_start + extent_offset;
6992                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
6993                 em->orig_block_len = em->len;
6994                 em->orig_start = em->start;
6995                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
6996
6997                 if (!PageUptodate(page)) {
6998                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
6999                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
7000                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
7001                                                         extent_offset, item);
7002                                 if (ret)
7003                                         goto out;
7004                         } else {
7005                                 map = kmap_local_page(page);
7006                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
7007                                                    copy_size);
7008                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
7009                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
7010                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
7011                                                copy_size);
7012                                 }
7013                                 kunmap_local(map);
7014                         }
7015                         flush_dcache_page(page);
7016                 }
7017                 goto insert;
7018         }
7019 not_found:
7020         em->start = start;
7021         em->orig_start = start;
7022         em->len = len;
7023         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7024 insert:
7025         ret = 0;
7026         btrfs_release_path(path);
7027         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
7028                 btrfs_err(fs_info,
7029                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
7030                           em->start, em->len, start, len);
7031                 ret = -EIO;
7032                 goto out;
7033         }
7034
7035         write_lock(&em_tree->lock);
7036         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
7037         write_unlock(&em_tree->lock);
7038 out:
7039         btrfs_free_path(path);
7040
7041         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
7042
7043         if (ret) {
7044                 free_extent_map(em);
7045                 return ERR_PTR(ret);
7046         }
7047         return em;
7048 }
7049
7050 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7051                                                   const u64 start,
7052                                                   const u64 len,
7053                                                   const u64 orig_start,
7054                                                   const u64 block_start,
7055                                                   const u64 block_len,
7056                                                   const u64 orig_block_len,
7057                                                   const u64 ram_bytes,
7058                                                   const int type)
7059 {
7060         struct extent_map *em = NULL;
7061         int ret;
7062
7063         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7064                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7065                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7066                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7067                                   type);
7068                 if (IS_ERR(em))
7069                         goto out;
7070         }
7071         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7072                                        block_len, 0,
7073                                        (1 << type) |
7074                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7075                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7076         if (ret) {
7077                 if (em) {
7078                         free_extent_map(em);
7079                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7080                                                     start + len - 1, false);
7081                 }
7082                 em = ERR_PTR(ret);
7083         }
7084  out:
7085
7086         return em;
7087 }
7088
7089 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7090                                                   u64 start, u64 len)
7091 {
7092         struct btrfs_root *root = inode->root;
7093         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7094         struct extent_map *em;
7095         struct btrfs_key ins;
7096         u64 alloc_hint;
7097         int ret;
7098
7099         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7100         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7101                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7102         if (ret)
7103                 return ERR_PTR(ret);
7104
7105         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7106                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7107                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7108         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7109         if (IS_ERR(em))
7110                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7111                                            1);
7112
7113         return em;
7114 }
7115
7116 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7117 {
7118         struct btrfs_block_group *block_group;
7119         bool readonly = false;
7120
7121         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7122         if (!block_group || block_group->ro)
7123                 readonly = true;
7124         if (block_group)
7125                 btrfs_put_block_group(block_group);
7126         return readonly;
7127 }
7128
7129 /*
7130  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7131  *
7132  * @offset:     File offset
7133  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7134  *              range
7135  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7136  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7137  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7138  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7139  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7140  *
7141  * Return:
7142  * >0   and update @len if we can do nocow write
7143  *  0   if we can't do nocow write
7144  * <0   if error happened
7145  *
7146  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7147  *       any ordered extents.
7148  */
7149 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7150                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7151                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7152 {
7153         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7154         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7155         struct btrfs_path *path;
7156         int ret;
7157         struct extent_buffer *leaf;
7158         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7159         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7160         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7161         struct btrfs_key key;
7162         int found_type;
7163
7164         path = btrfs_alloc_path();
7165         if (!path)
7166                 return -ENOMEM;
7167         path->nowait = nowait;
7168
7169         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7170                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7171         if (ret < 0)
7172                 goto out;
7173
7174         if (ret == 1) {
7175                 if (path->slots[0] == 0) {
7176                         /* can't find the item, must cow */
7177                         ret = 0;
7178                         goto out;
7179                 }
7180                 path->slots[0]--;
7181         }
7182         ret = 0;
7183         leaf = path->nodes[0];
7184         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7185         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7186             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7187                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7188                 goto out;
7189         }
7190
7191         if (key.offset > offset) {
7192                 /* Wrong offset, must cow */
7193                 goto out;
7194         }
7195
7196         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7197                 goto out;
7198
7199         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7200         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7201         if (ram_bytes)
7202                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7203
7204         nocow_args.start = offset;
7205         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7206         nocow_args.strict = strict;
7207         nocow_args.free_path = true;
7208
7209         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7210         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7211         path = NULL;
7212
7213         if (ret != 1) {
7214                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7215                 ret = 0;
7216                 goto out;
7217         }
7218
7219         ret = 0;
7220         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7221                 goto out;
7222
7223         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7224             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7225                 u64 range_end;
7226
7227                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7228                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7229                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7230                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7231                 if (ret) {
7232                         ret = -EAGAIN;
7233                         goto out;
7234                 }
7235         }
7236
7237         if (orig_start)
7238                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7239         if (orig_block_len)
7240                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7241
7242         *len = nocow_args.num_bytes;
7243         ret = 1;
7244 out:
7245         btrfs_free_path(path);
7246         return ret;
7247 }
7248
7249 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7250                               struct extent_state **cached_state,
7251                               unsigned int iomap_flags)
7252 {
7253         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7254         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7255         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7256         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7257         int ret = 0;
7258
7259         while (1) {
7260                 if (nowait) {
7261                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend))
7262                                 return -EAGAIN;
7263                 } else {
7264                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7265                 }
7266                 /*
7267                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7268                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7269                  * extents in this range.
7270                  */
7271                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7272                                                      lockend - lockstart + 1);
7273
7274                 /*
7275                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7276                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7277                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7278                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7279                  * get stale data.
7280                  */
7281                 if (!ordered &&
7282                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7283                                                          lockstart, lockend)))
7284                         break;
7285
7286                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7287
7288                 if (ordered) {
7289                         if (nowait) {
7290                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7291                                 ret = -EAGAIN;
7292                                 break;
7293                         }
7294                         /*
7295                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7296                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7297                          * to complete and retry, because if we do so we can
7298                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7299                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7300                          * than one extent map, if at this point has already
7301                          * created an ordered extent for a previous extent map
7302                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7303                          * concurrent write against that previous extent map's
7304                          * range and this range started (we unlock the ranges
7305                          * in the io tree only when the bios complete and
7306                          * buffered writes always lock pages before attempting
7307                          * to lock range in the io tree).
7308                          */
7309                         if (writing ||
7310                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7311                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7312                         else
7313                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7314                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7315                 } else {
7316                         /*
7317                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7318                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7319                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7320                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7321                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7322                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7323                          * ordered dio extent we created before but did not have
7324                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7325                          * complete), which makes readahead wait for that
7326                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7327                          * that page.
7328                          */
7329                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7330                 }
7331
7332                 if (ret)
7333                         break;
7334
7335                 cond_resched();
7336         }
7337
7338         return ret;
7339 }
7340
7341 /* The callers of this must take lock_extent() */
7342 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7343                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7344                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7345                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7346                                        int type)
7347 {
7348         struct extent_map *em;
7349         int ret;
7350
7351         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7352                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7353                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7354                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7355
7356         em = alloc_extent_map();
7357         if (!em)
7358                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7359
7360         em->start = start;
7361         em->orig_start = orig_start;
7362         em->len = len;
7363         em->block_len = block_len;
7364         em->block_start = block_start;
7365         em->orig_block_len = orig_block_len;
7366         em->ram_bytes = ram_bytes;
7367         em->generation = -1;
7368         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7369         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7370                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7371         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7372                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7373                 em->compress_type = compress_type;
7374         }
7375
7376         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7377         if (ret) {
7378                 free_extent_map(em);
7379                 return ERR_PTR(ret);
7380         }
7381
7382         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7383         return em;
7384 }
7385
7386
7387 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7388                                          struct inode *inode,
7389                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7390                                          u64 start, u64 len,
7391                                          unsigned int iomap_flags)
7392 {
7393         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7394         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7395         struct extent_map *em = *map;
7396         int type;
7397         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7398         struct btrfs_block_group *bg;
7399         bool can_nocow = false;
7400         bool space_reserved = false;
7401         u64 prev_len;
7402         int ret = 0;
7403
7404         /*
7405          * We don't allocate a new extent in the following cases
7406          *
7407          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7408          * existing extent.
7409          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7410          * just use the extent.
7411          *
7412          */
7413         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7414             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7415              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7416                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7417                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7418                 else
7419                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7420                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7421                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7422
7423                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7424                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7425                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7426                         if (bg)
7427                                 can_nocow = true;
7428                 }
7429         }
7430
7431         prev_len = len;
7432         if (can_nocow) {
7433                 struct extent_map *em2;
7434
7435                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7436                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7437                                                       nowait);
7438                 if (ret < 0) {
7439                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7440                         free_extent_map(em);
7441                         *map = NULL;
7442                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7443                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7444                                 ret = -EAGAIN;
7445                         goto out;
7446                 }
7447                 space_reserved = true;
7448
7449                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7450                                               orig_start, block_start,
7451                                               len, orig_block_len,
7452                                               ram_bytes, type);
7453                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7454                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7455                         free_extent_map(em);
7456                         *map = em2;
7457                         em = em2;
7458                 }
7459
7460                 if (IS_ERR(em2)) {
7461                         ret = PTR_ERR(em2);
7462                         goto out;
7463                 }
7464
7465                 dio_data->nocow_done = true;
7466         } else {
7467                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7468                 free_extent_map(em);
7469                 *map = NULL;
7470
7471                 if (nowait)
7472                         return -EAGAIN;
7473
7474                 /*
7475                  * If we could not allocate data space before locking the file
7476                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7477                  */
7478                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7479                         return -ENOSPC;
7480
7481                 /*
7482                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7483                  * so now we reserve only metadata.
7484                  */
7485                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7486                                                       false);
7487                 if (ret < 0)
7488                         goto out;
7489                 space_reserved = true;
7490
7491                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7492                 if (IS_ERR(em)) {
7493                         ret = PTR_ERR(em);
7494                         goto out;
7495                 }
7496                 *map = em;
7497                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7498                 if (len < prev_len)
7499                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7500                                                         prev_len - len, true);
7501         }
7502
7503         /*
7504          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7505          * for an outstanding extent.
7506          */
7507         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7508
7509         /*
7510          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7511          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7512          */
7513         if (start + len > i_size_read(inode))
7514                 i_size_write(inode, start + len);
7515 out:
7516         if (ret && space_reserved) {
7517                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7518                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7519         }
7520         return ret;
7521 }
7522
7523 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7524                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7525                 struct iomap *srcmap)
7526 {
7527         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7528         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7529         struct extent_map *em;
7530         struct extent_state *cached_state = NULL;
7531         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7532         u64 lockstart, lockend;
7533         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7534         int ret = 0;
7535         u64 len = length;
7536         const u64 data_alloc_len = length;
7537         bool unlock_extents = false;
7538
7539         /*
7540          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7541          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7542          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7543          *
7544          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7545          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7546          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7547          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7548          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7549          */
7550         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7551                 return -EAGAIN;
7552
7553         /*
7554          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7555          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7556          */
7557         if (!write)
7558                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7559
7560         lockstart = start;
7561         lockend = start + len - 1;
7562
7563         /*
7564          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7565          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7566          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7567          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7568          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7569          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7570          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7571          *
7572          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7573          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7574          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7575          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7576          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7577          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7578          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7579          * the file range yet.
7580          */
7581         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7582                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7583                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7584                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7585                                                           lockstart, lockend))
7586                                 return -EAGAIN;
7587                 } else {
7588                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7589                                                        start + length - 1);
7590                         if (ret)
7591                                 return ret;
7592                 }
7593         }
7594
7595         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7596
7597         /*
7598          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7599          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7600          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7601          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7602          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7603          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7604          * NOCOW write.
7605          */
7606         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7607                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7608                                                   &dio_data->data_reserved,
7609                                                   start, data_alloc_len, false);
7610                 if (!ret)
7611                         dio_data->data_space_reserved = true;
7612                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7613                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7614                         goto err;
7615         }
7616
7617         /*
7618          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7619          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7620          * NOWAIT read/write and we need to block.
7621          */
7622         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7623         if (ret < 0)
7624                 goto err;
7625
7626         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7627         if (IS_ERR(em)) {
7628                 ret = PTR_ERR(em);
7629                 goto unlock_err;
7630         }
7631
7632         /*
7633          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7634          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7635          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7636          * buffered path.
7637          *
7638          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7639          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7640          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7641          *
7642          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7643          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7644          * the generic code.
7645          */
7646         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7647             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7648                 free_extent_map(em);
7649                 /*
7650                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7651                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7652                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7653                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7654                  * space - this happens if we were able to read some data from
7655                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7656                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7657                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7658                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7659                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7660                  */
7661                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7662                 goto unlock_err;
7663         }
7664
7665         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7666
7667         /*
7668          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7669          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7670          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7671          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7672          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7673          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7674          *
7675          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7676          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7677          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7678          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7679          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7680          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7681          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7682          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7683          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7684          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7685          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7686          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7687          */
7688         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7689                 free_extent_map(em);
7690                 ret = -EAGAIN;
7691                 goto unlock_err;
7692         }
7693
7694         if (write) {
7695                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7696                                                     start, len, flags);
7697                 if (ret < 0)
7698                         goto unlock_err;
7699                 unlock_extents = true;
7700                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7701                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7702                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7703                         u64 release_offset;
7704                         u64 release_len = 0;
7705
7706                         if (dio_data->nocow_done) {
7707                                 release_offset = start;
7708                                 release_len = data_alloc_len;
7709                         } else if (len < data_alloc_len) {
7710                                 release_offset = start + len;
7711                                 release_len = data_alloc_len - len;
7712                         }
7713
7714                         if (release_len > 0)
7715                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7716                                                                dio_data->data_reserved,
7717                                                                release_offset,
7718                                                                release_len);
7719                 }
7720         } else {
7721                 /*
7722                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7723                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7724                  */
7725                 lockstart = start + len;
7726                 if (lockstart < lockend)
7727                         unlock_extents = true;
7728         }
7729
7730         if (unlock_extents)
7731                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7732                               &cached_state);
7733         else
7734                 free_extent_state(cached_state);
7735
7736         /*
7737          * Translate extent map information to iomap.
7738          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7739          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7740          */
7741         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7742             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7743                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7744                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7745         } else {
7746                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7747                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7748         }
7749         iomap->offset = start;
7750         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7751         iomap->length = len;
7752
7753         if (write && btrfs_use_zone_append(BTRFS_I(inode), em->block_start))
7754                 iomap->flags |= IOMAP_F_ZONE_APPEND;
7755
7756         free_extent_map(em);
7757
7758         return 0;
7759
7760 unlock_err:
7761         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7762                       &cached_state);
7763 err:
7764         if (dio_data->data_space_reserved) {
7765                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7766                                                dio_data->data_reserved,
7767                                                start, data_alloc_len);
7768                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7769         }
7770
7771         return ret;
7772 }
7773
7774 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7775                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7776 {
7777         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7778         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7779         size_t submitted = dio_data->submitted;
7780         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7781         int ret = 0;
7782
7783         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7784                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7785                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7786                               NULL);
7787                 return 0;
7788         }
7789
7790         if (submitted < length) {
7791                 pos += submitted;
7792                 length -= submitted;
7793                 if (write)
7794                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), NULL,
7795                                                        pos, length, false);
7796                 else
7797                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7798                                       pos + length - 1, NULL);
7799                 ret = -ENOTBLK;
7800         }
7801
7802         if (write)
7803                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7804         return ret;
7805 }
7806
7807 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7808 {
7809         /*
7810          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7811          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7812          */
7813         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7814                 return;
7815
7816         if (btrfs_op(&dip->bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7817                 btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(dip->inode), NULL,
7818                                                dip->file_offset, dip->bytes,
7819                                                !dip->bio.bi_status);
7820         } else {
7821                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7822                               dip->file_offset,
7823                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7824         }
7825
7826         kfree(dip->csums);
7827         bio_endio(&dip->bio);
7828 }
7829
7830 static void submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
7831                                   int mirror_num,
7832                                   enum btrfs_compression_type compress_type)
7833 {
7834         struct btrfs_dio_private *dip = btrfs_bio(bio)->private;
7835         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7836
7837         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
7838
7839         refcount_inc(&dip->refs);
7840         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
7841 }
7842
7843 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct btrfs_dio_private *dip,
7844                                              struct btrfs_bio *bbio,
7845                                              const bool uptodate)
7846 {
7847         struct inode *inode = dip->inode;
7848         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
7849         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7850         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
7851         struct bvec_iter iter;
7852         struct bio_vec bv;
7853         u32 offset;
7854
7855         btrfs_bio_for_each_sector(fs_info, bv, bbio, iter, offset) {
7856                 u64 start = bbio->file_offset + offset;
7857
7858                 if (uptodate &&
7859                     (!csum || !btrfs_check_data_csum(inode, bbio, offset, bv.bv_page,
7860                                                bv.bv_offset))) {
7861                         btrfs_clean_io_failure(BTRFS_I(inode), start,
7862                                                bv.bv_page, bv.bv_offset);
7863                 } else {
7864                         int ret;
7865
7866                         ret = btrfs_repair_one_sector(inode, bbio, offset,
7867                                         bv.bv_page, bv.bv_offset,
7868                                         submit_dio_repair_bio);
7869                         if (ret)
7870                                 err = errno_to_blk_status(ret);
7871                 }
7872         }
7873
7874         return err;
7875 }
7876
7877 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(struct inode *inode,
7878                                                      struct bio *bio,
7879                                                      u64 dio_file_offset)
7880 {
7881         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, dio_file_offset, false);
7882 }
7883
7884 static void btrfs_end_dio_bio(struct btrfs_bio *bbio)
7885 {
7886         struct btrfs_dio_private *dip = bbio->private;
7887         struct bio *bio = &bbio->bio;
7888         blk_status_t err = bio->bi_status;
7889
7890         if (err)
7891                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
7892                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
7893                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
7894                            bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
7895                            bio->bi_iter.bi_size, err);
7896
7897         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ)
7898                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip, bbio, !err);
7899
7900         if (err)
7901                 dip->bio.bi_status = err;
7902
7903         btrfs_record_physical_zoned(dip->inode, bbio->file_offset, bio);
7904
7905         bio_put(bio);
7906         btrfs_dio_private_put(dip);
7907 }
7908
7909 static void btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio, struct inode *inode,
7910                                  u64 file_offset, int async_submit)
7911 {
7912         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7913         struct btrfs_dio_private *dip = btrfs_bio(bio)->private;
7914         blk_status_t ret;
7915
7916         /* Save the original iter for read repair */
7917         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_READ)
7918                 btrfs_bio(bio)->iter = bio->bi_iter;
7919
7920         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
7921                 goto map;
7922
7923         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7924                 /* Check btrfs_submit_data_write_bio() for async submit rules */
7925                 if (async_submit && !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers) &&
7926                     btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, 0, file_offset,
7927                                         btrfs_submit_bio_start_direct_io))
7928                         return;
7929
7930                 /*
7931                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
7932                  * bio now.
7933                  */
7934                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, false);
7935                 if (ret) {
7936                         btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), ret);
7937                         return;
7938                 }
7939         } else {
7940                 btrfs_bio(bio)->csum = btrfs_csum_ptr(fs_info, dip->csums,
7941                                                       file_offset - dip->file_offset);
7942         }
7943 map:
7944         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, 0);
7945 }
7946
7947 static void btrfs_submit_direct(const struct iomap_iter *iter,
7948                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
7949 {
7950         struct btrfs_dio_private *dip =
7951                 container_of(dio_bio, struct btrfs_dio_private, bio);
7952         struct inode *inode = iter->inode;
7953         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
7954         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7955         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
7956                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
7957         struct bio *bio;
7958         u64 start_sector;
7959         int async_submit = 0;
7960         u64 submit_len;
7961         u64 clone_offset = 0;
7962         u64 clone_len;
7963         u64 logical;
7964         int ret;
7965         blk_status_t status;
7966         struct btrfs_io_geometry geom;
7967         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7968         struct extent_map *em = NULL;
7969
7970         dip->inode = inode;
7971         dip->file_offset = file_offset;
7972         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
7973         refcount_set(&dip->refs, 1);
7974         dip->csums = NULL;
7975
7976         if (!write && !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
7977                 unsigned int nr_sectors =
7978                         (dio_bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
7979
7980                 /*
7981                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
7982                  * contention when submitting bios.
7983                  */
7984                 status = BLK_STS_RESOURCE;
7985                 dip->csums = kcalloc(nr_sectors, fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
7986                 if (!dip->csums)
7987                         goto out_err;
7988
7989                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, dip->csums);
7990                 if (status != BLK_STS_OK)
7991                         goto out_err;
7992         }
7993
7994         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
7995         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
7996
7997         do {
7998                 logical = start_sector << 9;
7999                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, submit_len);
8000                 if (IS_ERR(em)) {
8001                         status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(em));
8002                         em = NULL;
8003                         goto out_err_em;
8004                 }
8005                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(dio_bio),
8006                                             logical, &geom);
8007                 if (ret) {
8008                         status = errno_to_blk_status(ret);
8009                         goto out_err_em;
8010                 }
8011
8012                 clone_len = min(submit_len, geom.len);
8013                 ASSERT(clone_len <= UINT_MAX);
8014
8015                 /*
8016                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
8017                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
8018                  */
8019                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len,
8020                                               btrfs_end_dio_bio, dip);
8021                 btrfs_bio(bio)->file_offset = file_offset;
8022
8023                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
8024                         status = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio,
8025                                                         file_offset);
8026                         if (status) {
8027                                 bio_put(bio);
8028                                 goto out_err;
8029                         }
8030                 }
8031
8032                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
8033                 submit_len -= clone_len;
8034
8035                 /*
8036                  * Increase the count before we submit the bio so we know
8037                  * the end IO handler won't happen before we increase the
8038                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
8039                  * done setting it up.
8040                  *
8041                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
8042                  * don't need to increment the reference count for the last one.
8043                  */
8044                 if (submit_len > 0) {
8045                         refcount_inc(&dip->refs);
8046                         /*
8047                          * If we are submitting more than one bio, submit them
8048                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
8049                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
8050                          * full stripe writes.
8051                          */
8052                         if (!raid56)
8053                                 async_submit = 1;
8054                 }
8055
8056                 btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset, async_submit);
8057
8058                 dio_data->submitted += clone_len;
8059                 clone_offset += clone_len;
8060                 start_sector += clone_len >> 9;
8061                 file_offset += clone_len;
8062
8063                 free_extent_map(em);
8064         } while (submit_len > 0);
8065         return;
8066
8067 out_err_em:
8068         free_extent_map(em);
8069 out_err:
8070         dio_bio->bi_status = status;
8071         btrfs_dio_private_put(dip);
8072 }
8073
8074 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8075         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8076         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8077 };
8078
8079 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8080         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8081         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
8082 };
8083
8084 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
8085 {
8086         struct btrfs_dio_data data;
8087
8088         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8089                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
8090 }
8091
8092 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
8093                                   size_t done_before)
8094 {
8095         struct btrfs_dio_data data;
8096
8097         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8098                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
8099 }
8100
8101 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8102                         u64 start, u64 len)
8103 {
8104         int     ret;
8105
8106         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8107         if (ret)
8108                 return ret;
8109
8110         /*
8111          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
8112          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
8113          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
8114          * in the compression of data (in an async thread) and will return
8115          * before the compression is done and writeback is started. A second
8116          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
8117          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
8118          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
8119          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
8120          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
8121          * if we have delalloc in those ranges.
8122          */
8123         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
8124                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
8125                 if (ret)
8126                         return ret;
8127         }
8128
8129         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8130 }
8131
8132 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8133                             struct writeback_control *wbc)
8134 {
8135         return extent_writepages(mapping, wbc);
8136 }
8137
8138 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8139 {
8140         extent_readahead(rac);
8141 }
8142
8143 /*
8144  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
8145  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
8146  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
8147  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
8148  * spinlock.
8149  */
8150 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
8151 {
8152         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
8153         struct btrfs_subpage *subpage;
8154
8155         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
8156                 return;
8157
8158         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
8159         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
8160
8161         /*
8162          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
8163          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
8164          * still holding the subpage spinlock.
8165          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
8166          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
8167          * function to clear page writeback.
8168          *
8169          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
8170          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
8171          */
8172         spin_lock_irq(&subpage->lock);
8173         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
8174 }
8175
8176 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8177 {
8178         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
8179
8180         if (ret == 1) {
8181                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8182                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8183         }
8184         return ret;
8185 }
8186
8187 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8188 {
8189         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
8190                 return false;
8191         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
8192 }
8193
8194 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8195 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
8196                              struct folio *dst, struct folio *src,
8197                              enum migrate_mode mode)
8198 {
8199         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
8200
8201         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8202                 return ret;
8203
8204         if (folio_test_ordered(src)) {
8205                 folio_clear_ordered(src);
8206                 folio_set_ordered(dst);
8207         }
8208
8209         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8210 }
8211 #else
8212 #define btrfs_migrate_folio NULL
8213 #endif
8214
8215 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8216                                  size_t length)
8217 {
8218         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
8219         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8220         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8221         struct extent_state *cached_state = NULL;
8222         u64 page_start = folio_pos(folio);
8223         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8224         u64 cur;
8225         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8226
8227         /*
8228          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8229          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8230          *
8231          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8232          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8233          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8234          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8235          * on one folio.
8236          *
8237          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8238          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8239          */
8240         folio_wait_writeback(folio);
8241         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8242
8243         /*
8244          * For subpage case, we have call sites like
8245          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8246          * sectorsize.
8247          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8248          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8249          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8250          *
8251          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8252          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8253          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8254          */
8255         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8256                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8257                 return;
8258         }
8259
8260         if (!inode_evicting)
8261                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8262
8263         cur = page_start;
8264         while (cur < page_end) {
8265                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8266                 u64 range_end;
8267                 u32 range_len;
8268                 u32 extra_flags = 0;
8269
8270                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8271                                                            page_end + 1 - cur);
8272                 if (!ordered) {
8273                         range_end = page_end;
8274                         /*
8275                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8276                          * to delete all extent states in the range.
8277                          */
8278                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8279                         goto next;
8280                 }
8281                 if (ordered->file_offset > cur) {
8282                         /*
8283                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8284                          * covered by any ordered extent.
8285                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8286                          * the ordered extent in the next iteration.
8287                          */
8288                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8289                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8290                         goto next;
8291                 }
8292
8293                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8294                                 page_end);
8295                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8296                 range_len = range_end + 1 - cur;
8297                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8298                         /*
8299                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8300                          * already been executed for the range.
8301                          * We can't delete the extent states as
8302                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8303                          */
8304                         goto next;
8305                 }
8306                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8307
8308                 /*
8309                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8310                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8311                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8312                  *
8313                  * This will also unlock the range for incoming
8314                  * btrfs_finish_ordered_io().
8315                  */
8316                 if (!inode_evicting)
8317                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8318                                          EXTENT_DELALLOC |
8319                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8320                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8321
8322                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8323                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8324                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8325                                              cur - ordered->file_offset);
8326                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8327
8328                 /*
8329                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8330                  * the extent states of the range, otherwise
8331                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8332                  * other pages, so we can't delete extent states.
8333                  */
8334                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8335                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8336                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8337                         /*
8338                          * The ordered extent has finished, now we're again
8339                          * safe to delete all extent states of the range.
8340                          */
8341                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8342                 }
8343 next:
8344                 if (ordered)
8345                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8346                 /*
8347                  * Qgroup reserved space handler
8348                  * Sector(s) here will be either:
8349                  *
8350                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8351                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8352                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8353                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8354                  *
8355                  * 2) Not written to disk yet
8356                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8357                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8358                  *    reserved data space.
8359                  *    Since the IO will never happen for this page.
8360                  */
8361                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8362                 if (!inode_evicting) {
8363                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8364                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8365                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8366                                  extra_flags, &cached_state);
8367                 }
8368                 cur = range_end + 1;
8369         }
8370         /*
8371          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8372          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8373          * did something wrong.
8374          */
8375         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8376         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8377         if (!inode_evicting)
8378                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8379         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8380 }
8381
8382 /*
8383  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8384  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8385  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8386  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8387  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8388  * support these features.
8389  *
8390  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8391  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8392  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8393  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8394  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8395  * unlock the page.
8396  */
8397 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8398 {
8399         struct page *page = vmf->page;
8400         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8401         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8402         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8403         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8404         struct extent_state *cached_state = NULL;
8405         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8406         unsigned long zero_start;
8407         loff_t size;
8408         vm_fault_t ret;
8409         int ret2;
8410         int reserved = 0;
8411         u64 reserved_space;
8412         u64 page_start;
8413         u64 page_end;
8414         u64 end;
8415
8416         reserved_space = PAGE_SIZE;
8417
8418         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8419         page_start = page_offset(page);
8420         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8421         end = page_end;
8422
8423         /*
8424          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8425          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8426          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8427          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8428          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8429          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8430          */
8431         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8432                                             page_start, reserved_space);
8433         if (!ret2) {
8434                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8435                 reserved = 1;
8436         }
8437         if (ret2) {
8438                 ret = vmf_error(ret2);
8439                 if (reserved)
8440                         goto out;
8441                 goto out_noreserve;
8442         }
8443
8444         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8445 again:
8446         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8447         lock_page(page);
8448         size = i_size_read(inode);
8449
8450         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8451             (page_start >= size)) {
8452                 /* page got truncated out from underneath us */
8453                 goto out_unlock;
8454         }
8455         wait_on_page_writeback(page);
8456
8457         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8458         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8459         if (ret2 < 0) {
8460                 ret = vmf_error(ret2);
8461                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8462                 goto out_unlock;
8463         }
8464
8465         /*
8466          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8467          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8468          */
8469         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8470                         PAGE_SIZE);
8471         if (ordered) {
8472                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8473                 unlock_page(page);
8474                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8475                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8476                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8477                 goto again;
8478         }
8479
8480         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8481                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8482                                           fs_info->sectorsize);
8483                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8484                         end = page_start + reserved_space - 1;
8485                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8486                                         data_reserved, page_start,
8487                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8488                 }
8489         }
8490
8491         /*
8492          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8493          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8494          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8495          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8496          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8497          */
8498         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8499                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8500                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8501
8502         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8503                                         &cached_state);
8504         if (ret2) {
8505                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8506                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8507                 goto out_unlock;
8508         }
8509
8510         /* page is wholly or partially inside EOF */
8511         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8512                 zero_start = offset_in_page(size);
8513         else
8514                 zero_start = PAGE_SIZE;
8515
8516         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8517                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8518
8519         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8520         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8521         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8522
8523         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8524
8525         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8526         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8527
8528         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8529         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8530         extent_changeset_free(data_reserved);
8531         return VM_FAULT_LOCKED;
8532
8533 out_unlock:
8534         unlock_page(page);
8535         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8536 out:
8537         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8538         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8539                                      reserved_space, (ret != 0));
8540 out_noreserve:
8541         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8542         extent_changeset_free(data_reserved);
8543         return ret;
8544 }
8545
8546 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8547 {
8548         struct btrfs_truncate_control control = {
8549                 .inode = BTRFS_I(inode),
8550                 .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8551                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8552                 .clear_extent_range = true,
8553         };
8554         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8555         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8556         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8557         int ret;
8558         struct btrfs_trans_handle *trans;
8559         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8560         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8561
8562         if (!skip_writeback) {
8563                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8564                                                (u64)-1);
8565                 if (ret)
8566                         return ret;
8567         }
8568
8569         /*
8570          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8571          * things going on here:
8572          *
8573          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8574          *
8575          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8576          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8577          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8578          * very much snapshotting).
8579          *
8580          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8581          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8582          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8583          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8584          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8585          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8586          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8587          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8588          * done separately as well.
8589          *
8590          * So that leaves us with
8591          *
8592          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8593          * transaction reservation.
8594          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8595          * updating the inode.
8596          */
8597         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8598         if (!rsv)
8599                 return -ENOMEM;
8600         rsv->size = min_size;
8601         rsv->failfast = true;
8602
8603         /*
8604          * 1 for the truncate slack space
8605          * 1 for updating the inode.
8606          */
8607         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8608         if (IS_ERR(trans)) {
8609                 ret = PTR_ERR(trans);
8610                 goto out;
8611         }
8612
8613         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8614         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8615                                       min_size, false);
8616         BUG_ON(ret);
8617
8618         trans->block_rsv = rsv;
8619
8620         while (1) {
8621                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8622                 const u64 new_size = inode->i_size;
8623                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8624
8625                 control.new_size = new_size;
8626                 lock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8627                                  &cached_state);
8628                 /*
8629                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8630                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8631                  * block of the extent just the way it is.
8632                  */
8633                 btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode),
8634                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8635                                             (u64)-1, false);
8636
8637                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8638
8639                 inode_sub_bytes(inode, control.sub_bytes);
8640                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), control.last_size);
8641
8642                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8643                               &cached_state);
8644
8645                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8646                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8647                         break;
8648
8649                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8650                 if (ret)
8651                         break;
8652
8653                 btrfs_end_transaction(trans);
8654                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8655
8656                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8657                 if (IS_ERR(trans)) {
8658                         ret = PTR_ERR(trans);
8659                         trans = NULL;
8660                         break;
8661                 }
8662
8663                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8664                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8665                                               rsv, min_size, false);
8666                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8667                 trans->block_rsv = rsv;
8668         }
8669
8670         /*
8671          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8672          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8673          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8674          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8675          */
8676         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8677                 btrfs_end_transaction(trans);
8678                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8679
8680                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
8681                 if (ret)
8682                         goto out;
8683                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8684                 if (IS_ERR(trans)) {
8685                         ret = PTR_ERR(trans);
8686                         goto out;
8687                 }
8688                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8689         }
8690
8691         if (trans) {
8692                 int ret2;
8693
8694                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8695                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8696                 if (ret2 && !ret)
8697                         ret = ret2;
8698
8699                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8700                 if (ret2 && !ret)
8701                         ret = ret2;
8702                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8703         }
8704 out:
8705         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8706         /*
8707          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8708          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8709          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8710          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8711          * safe.
8712          *
8713          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8714          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8715          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8716          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8717          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8718          * extents beyond i_size to drop.
8719          */
8720         if (control.extents_found > 0)
8721                 btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
8722
8723         return ret;
8724 }
8725
8726 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
8727                                      struct inode *dir)
8728 {
8729         struct inode *inode;
8730
8731         inode = new_inode(dir->i_sb);
8732         if (inode) {
8733                 /*
8734                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8735                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8736                  */
8737                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, NULL,
8738                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8739                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8740                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8741         }
8742         return inode;
8743 }
8744
8745 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8746 {
8747         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8748         struct btrfs_inode *ei;
8749         struct inode *inode;
8750
8751         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8752         if (!ei)
8753                 return NULL;
8754
8755         ei->root = NULL;
8756         ei->generation = 0;
8757         ei->last_trans = 0;
8758         ei->last_sub_trans = 0;
8759         ei->logged_trans = 0;
8760         ei->delalloc_bytes = 0;
8761         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8762         ei->defrag_bytes = 0;
8763         ei->disk_i_size = 0;
8764         ei->flags = 0;
8765         ei->ro_flags = 0;
8766         ei->csum_bytes = 0;
8767         ei->index_cnt = (u64)-1;
8768         ei->dir_index = 0;
8769         ei->last_unlink_trans = 0;
8770         ei->last_reflink_trans = 0;
8771         ei->last_log_commit = 0;
8772
8773         spin_lock_init(&ei->lock);
8774         spin_lock_init(&ei->io_failure_lock);
8775         ei->outstanding_extents = 0;
8776         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8777                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8778                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8779         ei->runtime_flags = 0;
8780         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8781         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8782
8783         ei->delayed_node = NULL;
8784
8785         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8786         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8787
8788         inode = &ei->vfs_inode;
8789         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8790         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
8791         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8792                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, NULL);
8793         ei->io_failure_tree = RB_ROOT;
8794         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8795         mutex_init(&ei->log_mutex);
8796         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8797         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8798         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8799         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8800         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8801
8802         return inode;
8803 }
8804
8805 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8806 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8807 {
8808         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8809         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8810 }
8811 #endif
8812
8813 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8814 {
8815         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8816 }
8817
8818 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8819 {
8820         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8821         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8822         struct btrfs_root *root = inode->root;
8823         bool freespace_inode;
8824
8825         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8826         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8827         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8828         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8829         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8830         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8831                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8832                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8833         }
8834         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8835         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8836
8837         /*
8838          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8839          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8840          * created.
8841          */
8842         if (!root)
8843                 return;
8844
8845         /*
8846          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8847          * map.
8848          */
8849         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8850
8851         while (1) {
8852                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8853                 if (!ordered)
8854                         break;
8855                 else {
8856                         btrfs_err(root->fs_info,
8857                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8858                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8859
8860                         if (!freespace_inode)
8861                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8862
8863                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8864                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8865                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8866                 }
8867         }
8868         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8869         inode_tree_del(inode);
8870         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8871         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8872         btrfs_put_root(inode->root);
8873 }
8874
8875 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8876 {
8877         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8878
8879         if (root == NULL)
8880                 return 1;
8881
8882         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8883         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8884                 return 1;
8885         else
8886                 return generic_drop_inode(inode);
8887 }
8888
8889 static void init_once(void *foo)
8890 {
8891         struct btrfs_inode *ei = foo;
8892
8893         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8894 }
8895
8896 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8897 {
8898         /*
8899          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8900          * destroy cache.
8901          */
8902         rcu_barrier();
8903         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8904         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8905         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
8906         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
8907         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
8908         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
8909 }
8910
8911 int __init btrfs_init_cachep(void)
8912 {
8913         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8914                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8915                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8916                         init_once);
8917         if (!btrfs_inode_cachep)
8918                 goto fail;
8919
8920         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
8921                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
8922                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8923         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
8924                 goto fail;
8925
8926         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
8927                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
8928                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8929         if (!btrfs_path_cachep)
8930                 goto fail;
8931
8932         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
8933                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
8934                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8935         if (!btrfs_free_space_cachep)
8936                 goto fail;
8937
8938         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
8939                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
8940                                                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8941         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
8942                 goto fail;
8943
8944         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8945                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bio),
8946                         BIOSET_NEED_BVECS))
8947                 goto fail;
8948
8949         return 0;
8950 fail:
8951         btrfs_destroy_cachep();
8952         return -ENOMEM;
8953 }
8954
8955 static int btrfs_getattr(struct user_namespace *mnt_userns,
8956                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8957                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8958 {
8959         u64 delalloc_bytes;
8960         u64 inode_bytes;
8961         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8962         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8963         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8964         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8965
8966         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8967         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8968         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8969         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8970                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8971         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8972                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8973         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8974                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8975         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8976                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8977         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8978                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8979
8980         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8981                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8982                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8983                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8984
8985         generic_fillattr(mnt_userns, inode, stat);
8986         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8987
8988         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8989         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8990         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8991         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8992         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8993                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
8994         return 0;
8995 }
8996
8997 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8998                               struct dentry *old_dentry,
8999                               struct inode *new_dir,
9000                               struct dentry *new_dentry)
9001 {
9002         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9003         struct btrfs_trans_handle *trans;
9004         unsigned int trans_num_items;
9005         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9006         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9007         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
9008         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
9009         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
9010         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
9011         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
9012         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9013         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
9014         u64 old_idx = 0;
9015         u64 new_idx = 0;
9016         int ret;
9017         int ret2;
9018         bool need_abort = false;
9019
9020         /*
9021          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
9022          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
9023          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
9024          */
9025         if (root != dest &&
9026             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9027              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9028                 return -EXDEV;
9029
9030         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9031         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9032             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9033                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9034
9035         /*
9036          * For each inode:
9037          * 1 to remove old dir item
9038          * 1 to remove old dir index
9039          * 1 to add new dir item
9040          * 1 to add new dir index
9041          * 1 to update parent inode
9042          *
9043          * If the parents are the same, we only need to account for one
9044          */
9045         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
9046         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9047                 /*
9048                  * 1 to remove old root ref
9049                  * 1 to remove old root backref
9050                  * 1 to add new root ref
9051                  * 1 to add new root backref
9052                  */
9053                 trans_num_items += 4;
9054         } else {
9055                 /*
9056                  * 1 to update inode item
9057                  * 1 to remove old inode ref
9058                  * 1 to add new inode ref
9059                  */
9060                 trans_num_items += 3;
9061         }
9062         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9063                 trans_num_items += 4;
9064         else
9065                 trans_num_items += 3;
9066         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9067         if (IS_ERR(trans)) {
9068                 ret = PTR_ERR(trans);
9069                 goto out_notrans;
9070         }
9071
9072         if (dest != root) {
9073                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9074                 if (ret)
9075                         goto out_fail;
9076         }
9077
9078         /*
9079          * We need to find a free sequence number both in the source and
9080          * in the destination directory for the exchange.
9081          */
9082         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
9083         if (ret)
9084                 goto out_fail;
9085         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
9086         if (ret)
9087                 goto out_fail;
9088
9089         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9090         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
9091
9092         /* Reference for the source. */
9093         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9094                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9095                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9096         } else {
9097                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9098                                              new_dentry->d_name.name,
9099                                              new_dentry->d_name.len,
9100                                              old_ino,
9101                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9102                                              old_idx);
9103                 if (ret)
9104                         goto out_fail;
9105                 need_abort = true;
9106         }
9107
9108         /* And now for the dest. */
9109         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9110                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9111                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9112         } else {
9113                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
9114                                              old_dentry->d_name.name,
9115                                              old_dentry->d_name.len,
9116                                              new_ino,
9117                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
9118                                              new_idx);
9119                 if (ret) {
9120                         if (need_abort)
9121                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9122                         goto out_fail;
9123                 }
9124         }
9125
9126         /* Update inode version and ctime/mtime. */
9127         inode_inc_iversion(old_dir);
9128         inode_inc_iversion(new_dir);
9129         inode_inc_iversion(old_inode);
9130         inode_inc_iversion(new_inode);
9131         old_dir->i_mtime = ctime;
9132         old_dir->i_ctime = ctime;
9133         new_dir->i_mtime = ctime;
9134         new_dir->i_ctime = ctime;
9135         old_inode->i_ctime = ctime;
9136         new_inode->i_ctime = ctime;
9137
9138         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
9139                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9140                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9141                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
9142                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
9143         }
9144
9145         /* src is a subvolume */
9146         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9147                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9148         } else { /* src is an inode */
9149                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9150                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
9151                                            old_dentry->d_name.name,
9152                                            old_dentry->d_name.len,
9153                                            &old_rename_ctx);
9154                 if (!ret)
9155                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9156         }
9157         if (ret) {
9158                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9159                 goto out_fail;
9160         }
9161
9162         /* dest is a subvolume */
9163         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9164                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9165         } else { /* dest is an inode */
9166                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9167                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9168                                            new_dentry->d_name.name,
9169                                            new_dentry->d_name.len,
9170                                            &new_rename_ctx);
9171                 if (!ret)
9172                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9173         }
9174         if (ret) {
9175                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9176                 goto out_fail;
9177         }
9178
9179         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9180                              new_dentry->d_name.name,
9181                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9182         if (ret) {
9183                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9184                 goto out_fail;
9185         }
9186
9187         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9188                              old_dentry->d_name.name,
9189                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9190         if (ret) {
9191                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9192                 goto out_fail;
9193         }
9194
9195         if (old_inode->i_nlink == 1)
9196                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9197         if (new_inode->i_nlink == 1)
9198                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9199
9200         /*
9201          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9202          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9203          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9204          * are part of this rename operation were logged before.
9205          */
9206         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9207                 btrfs_pin_log_trans(root);
9208         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9209                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9210
9211         /* Do the log updates for all inodes. */
9212         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9213                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9214                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9215         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9216                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9217                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9218
9219         /* Now unpin the logs. */
9220         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9221                 btrfs_end_log_trans(root);
9222         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9223                 btrfs_end_log_trans(dest);
9224 out_fail:
9225         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9226         ret = ret ? ret : ret2;
9227 out_notrans:
9228         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9229             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9230                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9231
9232         return ret;
9233 }
9234
9235 static struct inode *new_whiteout_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
9236                                         struct inode *dir)
9237 {
9238         struct inode *inode;
9239
9240         inode = new_inode(dir->i_sb);
9241         if (inode) {
9242                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir,
9243                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9244                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9245                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9246         }
9247         return inode;
9248 }
9249
9250 static int btrfs_rename(struct user_namespace *mnt_userns,
9251                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9252                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9253                         unsigned int flags)
9254 {
9255         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9256         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9257                 .dir = old_dir,
9258                 .dentry = old_dentry,
9259         };
9260         struct btrfs_trans_handle *trans;
9261         unsigned int trans_num_items;
9262         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9263         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9264         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9265         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9266         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9267         u64 index = 0;
9268         int ret;
9269         int ret2;
9270         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9271
9272         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9273                 return -EPERM;
9274
9275         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9276         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9277                 return -EXDEV;
9278
9279         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9280             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9281                 return -ENOTEMPTY;
9282
9283         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9284             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9285                 return -ENOTEMPTY;
9286
9287
9288         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9289         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9290                              new_dentry->d_name.name,
9291                              new_dentry->d_name.len);
9292
9293         if (ret) {
9294                 if (ret == -EEXIST) {
9295                         /* we shouldn't get
9296                          * eexist without a new_inode */
9297                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9298                                 return ret;
9299                         }
9300                 } else {
9301                         /* maybe -EOVERFLOW */
9302                         return ret;
9303                 }
9304         }
9305         ret = 0;
9306
9307         /*
9308          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9309          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9310          */
9311         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9312                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9313
9314         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9315                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(mnt_userns, old_dir);
9316                 if (!whiteout_args.inode)
9317                         return -ENOMEM;
9318                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9319                 if (ret)
9320                         goto out_whiteout_inode;
9321         } else {
9322                 /* 1 to update the old parent inode. */
9323                 trans_num_items = 1;
9324         }
9325
9326         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9327                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9328                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9329                 /*
9330                  * 1 to remove old root ref
9331                  * 1 to remove old root backref
9332                  * 1 to add new root ref
9333                  * 1 to add new root backref
9334                  */
9335                 trans_num_items += 4;
9336         } else {
9337                 /*
9338                  * 1 to update inode
9339                  * 1 to remove old inode ref
9340                  * 1 to add new inode ref
9341                  */
9342                 trans_num_items += 3;
9343         }
9344         /*
9345          * 1 to remove old dir item
9346          * 1 to remove old dir index
9347          * 1 to add new dir item
9348          * 1 to add new dir index
9349          */
9350         trans_num_items += 4;
9351         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9352         if (new_dir != old_dir)
9353                 trans_num_items++;
9354         if (new_inode) {
9355                 /*
9356                  * 1 to update inode
9357                  * 1 to remove inode ref
9358                  * 1 to remove dir item
9359                  * 1 to remove dir index
9360                  * 1 to possibly add orphan item
9361                  */
9362                 trans_num_items += 5;
9363         }
9364         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9365         if (IS_ERR(trans)) {
9366                 ret = PTR_ERR(trans);
9367                 goto out_notrans;
9368         }
9369
9370         if (dest != root) {
9371                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9372                 if (ret)
9373                         goto out_fail;
9374         }
9375
9376         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9377         if (ret)
9378                 goto out_fail;
9379
9380         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9381         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9382                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9383                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9384         } else {
9385                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9386                                              new_dentry->d_name.name,
9387                                              new_dentry->d_name.len,
9388                                              old_ino,
9389                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9390                 if (ret)
9391                         goto out_fail;
9392         }
9393
9394         inode_inc_iversion(old_dir);
9395         inode_inc_iversion(new_dir);
9396         inode_inc_iversion(old_inode);
9397         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9398         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9399         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9400         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9401         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9402
9403         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9404                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9405                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9406
9407         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9408                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9409         } else {
9410                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9411                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9412                                         old_dentry->d_name.name,
9413                                         old_dentry->d_name.len,
9414                                         &rename_ctx);
9415                 if (!ret)
9416                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9417         }
9418         if (ret) {
9419                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9420                 goto out_fail;
9421         }
9422
9423         if (new_inode) {
9424                 inode_inc_iversion(new_inode);
9425                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9426                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9427                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9428                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9429                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9430                 } else {
9431                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9432                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9433                                                  new_dentry->d_name.name,
9434                                                  new_dentry->d_name.len);
9435                 }
9436                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9437                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9438                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9439                 if (ret) {
9440                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9441                         goto out_fail;
9442                 }
9443         }
9444
9445         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9446                              new_dentry->d_name.name,
9447                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9448         if (ret) {
9449                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9450                 goto out_fail;
9451         }
9452
9453         if (old_inode->i_nlink == 1)
9454                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9455
9456         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9457                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9458                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9459
9460         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9461                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9462                 if (ret) {
9463                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9464                         goto out_fail;
9465                 } else {
9466                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9467                         iput(whiteout_args.inode);
9468                         whiteout_args.inode = NULL;
9469                 }
9470         }
9471 out_fail:
9472         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9473         ret = ret ? ret : ret2;
9474 out_notrans:
9475         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9476                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9477         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9478                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9479 out_whiteout_inode:
9480         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9481                 iput(whiteout_args.inode);
9482         return ret;
9483 }
9484
9485 static int btrfs_rename2(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *old_dir,
9486                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9487                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9488 {
9489         int ret;
9490
9491         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9492                 return -EINVAL;
9493
9494         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9495                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9496                                             new_dentry);
9497         else
9498                 ret = btrfs_rename(mnt_userns, old_dir, old_dentry, new_dir,
9499                                    new_dentry, flags);
9500
9501         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9502
9503         return ret;
9504 }
9505
9506 struct btrfs_delalloc_work {
9507         struct inode *inode;
9508         struct completion completion;
9509         struct list_head list;
9510         struct btrfs_work work;
9511 };
9512
9513 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9514 {
9515         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9516         struct inode *inode;
9517
9518         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9519                                      work);
9520         inode = delalloc_work->inode;
9521         filemap_flush(inode->i_mapping);
9522         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9523                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9524                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9525
9526         iput(inode);
9527         complete(&delalloc_work->completion);
9528 }
9529
9530 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9531 {
9532         struct btrfs_delalloc_work *work;
9533
9534         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9535         if (!work)
9536                 return NULL;
9537
9538         init_completion(&work->completion);
9539         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9540         work->inode = inode;
9541         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9542
9543         return work;
9544 }
9545
9546 /*
9547  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9548  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9549  */
9550 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9551                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9552                                  bool in_reclaim_context)
9553 {
9554         struct btrfs_inode *binode;
9555         struct inode *inode;
9556         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9557         struct list_head works;
9558         struct list_head splice;
9559         int ret = 0;
9560         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9561
9562         INIT_LIST_HEAD(&works);
9563         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9564
9565         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9566         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9567         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9568         while (!list_empty(&splice)) {
9569                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9570                                     delalloc_inodes);
9571
9572                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9573                                &root->delalloc_inodes);
9574
9575                 if (in_reclaim_context &&
9576                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9577                         continue;
9578
9579                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9580                 if (!inode) {
9581                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9582                         continue;
9583                 }
9584                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9585
9586                 if (snapshot)
9587                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9588                                 &binode->runtime_flags);
9589                 if (full_flush) {
9590                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9591                         if (!work) {
9592                                 iput(inode);
9593                                 ret = -ENOMEM;
9594                                 goto out;
9595                         }
9596                         list_add_tail(&work->list, &works);
9597                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9598                                          &work->work);
9599                 } else {
9600                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9601                         btrfs_add_delayed_iput(inode);
9602                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9603                                 goto out;
9604                 }
9605                 cond_resched();
9606                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9607         }
9608         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9609
9610 out:
9611         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9612                 list_del_init(&work->list);
9613                 wait_for_completion(&work->completion);
9614                 kfree(work);
9615         }
9616
9617         if (!list_empty(&splice)) {
9618                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9619                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9620                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9621         }
9622         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9623         return ret;
9624 }
9625
9626 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9627 {
9628         struct writeback_control wbc = {
9629                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9630                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9631                 .range_start = 0,
9632                 .range_end = LLONG_MAX,
9633         };
9634         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9635
9636         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9637                 return -EROFS;
9638
9639         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9640 }
9641
9642 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9643                                bool in_reclaim_context)
9644 {
9645         struct writeback_control wbc = {
9646                 .nr_to_write = nr,
9647                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9648                 .range_start = 0,
9649                 .range_end = LLONG_MAX,
9650         };
9651         struct btrfs_root *root;
9652         struct list_head splice;
9653         int ret;
9654
9655         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9656                 return -EROFS;
9657
9658         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9659
9660         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9661         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9662         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9663         while (!list_empty(&splice)) {
9664                 /*
9665                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9666                  * flush.
9667                  */
9668                 if (nr == LONG_MAX)
9669                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9670
9671                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9672                                         delalloc_root);
9673                 root = btrfs_grab_root(root);
9674                 BUG_ON(!root);
9675                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9676                                &fs_info->delalloc_roots);
9677                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9678
9679                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9680                 btrfs_put_root(root);
9681                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9682                         goto out;
9683                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9684         }
9685         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9686
9687         ret = 0;
9688 out:
9689         if (!list_empty(&splice)) {
9690                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9691                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9692                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9693         }
9694         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9695         return ret;
9696 }
9697
9698 static int btrfs_symlink(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
9699                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9700 {
9701         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9702         struct btrfs_trans_handle *trans;
9703         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9704         struct btrfs_path *path;
9705         struct btrfs_key key;
9706         struct inode *inode;
9707         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9708                 .dir = dir,
9709                 .dentry = dentry,
9710         };
9711         unsigned int trans_num_items;
9712         int err;
9713         int name_len;
9714         int datasize;
9715         unsigned long ptr;
9716         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9717         struct extent_buffer *leaf;
9718
9719         name_len = strlen(symname);
9720         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9721                 return -ENAMETOOLONG;
9722
9723         inode = new_inode(dir->i_sb);
9724         if (!inode)
9725                 return -ENOMEM;
9726         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9727         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9728         inode_nohighmem(inode);
9729         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9730         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9731         inode_set_bytes(inode, name_len);
9732
9733         new_inode_args.inode = inode;
9734         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9735         if (err)
9736                 goto out_inode;
9737         /* 1 additional item for the inline extent */
9738         trans_num_items++;
9739
9740         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9741         if (IS_ERR(trans)) {
9742                 err = PTR_ERR(trans);
9743                 goto out_new_inode_args;
9744         }
9745
9746         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9747         if (err)
9748                 goto out;
9749
9750         path = btrfs_alloc_path();
9751         if (!path) {
9752                 err = -ENOMEM;
9753                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9754                 discard_new_inode(inode);
9755                 inode = NULL;
9756                 goto out;
9757         }
9758         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9759         key.offset = 0;
9760         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9761         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9762         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9763                                       datasize);
9764         if (err) {
9765                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9766                 btrfs_free_path(path);
9767                 discard_new_inode(inode);
9768                 inode = NULL;
9769                 goto out;
9770         }
9771         leaf = path->nodes[0];
9772         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9773                             struct btrfs_file_extent_item);
9774         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9775         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9776                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9777         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9778         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9779         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9780         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9781
9782         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9783         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9784         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9785         btrfs_free_path(path);
9786
9787         d_instantiate_new(dentry, inode);
9788         err = 0;
9789 out:
9790         btrfs_end_transaction(trans);
9791         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9792 out_new_inode_args:
9793         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9794 out_inode:
9795         if (err)
9796                 iput(inode);
9797         return err;
9798 }
9799
9800 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9801                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9802                                        struct btrfs_inode *inode,
9803                                        struct btrfs_key *ins,
9804                                        u64 file_offset)
9805 {
9806         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9807         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9808         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9809         struct btrfs_path *path;
9810         u64 start = ins->objectid;
9811         u64 len = ins->offset;
9812         int qgroup_released;
9813         int ret;
9814
9815         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9816
9817         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9818         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9819         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9820         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9821         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9822         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9823         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9824
9825         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9826         if (qgroup_released < 0)
9827                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9828
9829         if (trans) {
9830                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9831                                                   file_offset, &stack_fi,
9832                                                   true, qgroup_released);
9833                 if (ret)
9834                         goto free_qgroup;
9835                 return trans;
9836         }
9837
9838         extent_info.disk_offset = start;
9839         extent_info.disk_len = len;
9840         extent_info.data_offset = 0;
9841         extent_info.data_len = len;
9842         extent_info.file_offset = file_offset;
9843         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9844         extent_info.is_new_extent = true;
9845         extent_info.update_times = true;
9846         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9847         extent_info.insertions = 0;
9848
9849         path = btrfs_alloc_path();
9850         if (!path) {
9851                 ret = -ENOMEM;
9852                 goto free_qgroup;
9853         }
9854
9855         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9856                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9857                                      &trans);
9858         btrfs_free_path(path);
9859         if (ret)
9860                 goto free_qgroup;
9861         return trans;
9862
9863 free_qgroup:
9864         /*
9865          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9866          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9867          * transaction.
9868          * But if we error out early, we have to free what we have released
9869          * or we leak qgroup data reservation.
9870          */
9871         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9872                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9873                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9874         return ERR_PTR(ret);
9875 }
9876
9877 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9878                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9879                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9880                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9881 {
9882         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9883         struct extent_map *em;
9884         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9885         struct btrfs_key ins;
9886         u64 cur_offset = start;
9887         u64 clear_offset = start;
9888         u64 i_size;
9889         u64 cur_bytes;
9890         u64 last_alloc = (u64)-1;
9891         int ret = 0;
9892         bool own_trans = true;
9893         u64 end = start + num_bytes - 1;
9894
9895         if (trans)
9896                 own_trans = false;
9897         while (num_bytes > 0) {
9898                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9899                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9900                 /*
9901                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9902                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9903                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9904                  * sized chunks.
9905                  */
9906                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9907                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9908                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9909                 if (ret)
9910                         break;
9911
9912                 /*
9913                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9914                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9915                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9916                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9917                  * clear_offset by our extent size.
9918                  */
9919                 clear_offset += ins.offset;
9920
9921                 last_alloc = ins.offset;
9922                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9923                                                     &ins, cur_offset);
9924                 /*
9925                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9926                  * decrement the number of reservations in the block group.
9927                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9928                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9929                  */
9930                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9931                 if (IS_ERR(trans)) {
9932                         ret = PTR_ERR(trans);
9933                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9934                                                    ins.offset, 0);
9935                         break;
9936                 }
9937
9938                 em = alloc_extent_map();
9939                 if (!em) {
9940                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9941                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9942                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9943                         goto next;
9944                 }
9945
9946                 em->start = cur_offset;
9947                 em->orig_start = cur_offset;
9948                 em->len = ins.offset;
9949                 em->block_start = ins.objectid;
9950                 em->block_len = ins.offset;
9951                 em->orig_block_len = ins.offset;
9952                 em->ram_bytes = ins.offset;
9953                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9954                 em->generation = trans->transid;
9955
9956                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9957                 free_extent_map(em);
9958 next:
9959                 num_bytes -= ins.offset;
9960                 cur_offset += ins.offset;
9961                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9962
9963                 inode_inc_iversion(inode);
9964                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9965                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9966                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9967                     (actual_len > inode->i_size) &&
9968                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9969                         if (cur_offset > actual_len)
9970                                 i_size = actual_len;
9971                         else
9972                                 i_size = cur_offset;
9973                         i_size_write(inode, i_size);
9974                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9975                 }
9976
9977                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9978
9979                 if (ret) {
9980                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9981                         if (own_trans)
9982                                 btrfs_end_transaction(trans);
9983                         break;
9984                 }
9985
9986                 if (own_trans) {
9987                         btrfs_end_transaction(trans);
9988                         trans = NULL;
9989                 }
9990         }
9991         if (clear_offset < end)
9992                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9993                         end - clear_offset + 1);
9994         return ret;
9995 }
9996
9997 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9998                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9999                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10000 {
10001         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10002                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
10003                                            NULL);
10004 }
10005
10006 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
10007                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
10008                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10009                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10010 {
10011         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10012                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
10013 }
10014
10015 static int btrfs_permission(struct user_namespace *mnt_userns,
10016                             struct inode *inode, int mask)
10017 {
10018         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10019         umode_t mode = inode->i_mode;
10020
10021         if (mask & MAY_WRITE &&
10022             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
10023                 if (btrfs_root_readonly(root))
10024                         return -EROFS;
10025                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
10026                         return -EACCES;
10027         }
10028         return generic_permission(mnt_userns, inode, mask);
10029 }
10030
10031 static int btrfs_tmpfile(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
10032                          struct file *file, umode_t mode)
10033 {
10034         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
10035         struct btrfs_trans_handle *trans;
10036         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
10037         struct inode *inode;
10038         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
10039                 .dir = dir,
10040                 .dentry = file->f_path.dentry,
10041                 .orphan = true,
10042         };
10043         unsigned int trans_num_items;
10044         int ret;
10045
10046         inode = new_inode(dir->i_sb);
10047         if (!inode)
10048                 return -ENOMEM;
10049         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
10050         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
10051         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
10052         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
10053
10054         new_inode_args.inode = inode;
10055         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
10056         if (ret)
10057                 goto out_inode;
10058
10059         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
10060         if (IS_ERR(trans)) {
10061                 ret = PTR_ERR(trans);
10062                 goto out_new_inode_args;
10063         }
10064
10065         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
10066
10067         /*
10068          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
10069          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
10070          * 0, through:
10071          *
10072          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
10073          */
10074         set_nlink(inode, 1);
10075
10076         if (!ret) {
10077                 d_tmpfile(file, inode);
10078                 unlock_new_inode(inode);
10079                 mark_inode_dirty(inode);
10080         }
10081
10082         btrfs_end_transaction(trans);
10083         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10084 out_new_inode_args:
10085         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
10086 out_inode:
10087         if (ret)
10088                 iput(inode);
10089         return finish_open_simple(file, ret);
10090 }
10091
10092 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10093 {
10094         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10095         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
10096         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
10097         struct page *page;
10098         u32 len;
10099
10100         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
10101         len = end + 1 - start;
10102         while (index <= end_index) {
10103                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
10104                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
10105
10106                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
10107                 put_page(page);
10108                 index++;
10109         }
10110 }
10111
10112 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
10113                                              int compress_type)
10114 {
10115         switch (compress_type) {
10116         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
10117                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
10118         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
10119                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
10120         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
10121                 /*
10122                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
10123                  * sector size that we support.
10124                  */
10125                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
10126                         return -EINVAL;
10127                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
10128                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
10129         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
10130                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
10131         default:
10132                 return -EUCLEAN;
10133         }
10134 }
10135
10136 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
10137                                 struct kiocb *iocb,
10138                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
10139                                 u64 lockend,
10140                                 struct extent_state **cached_state,
10141                                 u64 extent_start, size_t count,
10142                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
10143                                 bool *unlocked)
10144 {
10145         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10146         struct btrfs_root *root = inode->root;
10147         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10148         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10149         struct btrfs_path *path;
10150         struct extent_buffer *leaf;
10151         struct btrfs_file_extent_item *item;
10152         u64 ram_bytes;
10153         unsigned long ptr;
10154         void *tmp;
10155         ssize_t ret;
10156
10157         path = btrfs_alloc_path();
10158         if (!path) {
10159                 ret = -ENOMEM;
10160                 goto out;
10161         }
10162         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
10163                                        extent_start, 0);
10164         if (ret) {
10165                 if (ret > 0) {
10166                         /* The extent item disappeared? */
10167                         ret = -EIO;
10168                 }
10169                 goto out;
10170         }
10171         leaf = path->nodes[0];
10172         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
10173
10174         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
10175         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
10176
10177         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
10178                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10179         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10180                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
10181         if (ret < 0)
10182                 goto out;
10183         encoded->compression = ret;
10184         if (encoded->compression) {
10185                 size_t inline_size;
10186
10187                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
10188                                                                 path->slots[0]);
10189                 if (inline_size > count) {
10190                         ret = -ENOBUFS;
10191                         goto out;
10192                 }
10193                 count = inline_size;
10194                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
10195                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
10196         } else {
10197                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10198                 encoded->len = count;
10199                 encoded->unencoded_len = count;
10200                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10201         }
10202
10203         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10204         if (!tmp) {
10205                 ret = -ENOMEM;
10206                 goto out;
10207         }
10208         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10209         btrfs_release_path(path);
10210         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10211         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10212         *unlocked = true;
10213
10214         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10215         if (ret != count)
10216                 ret = -EFAULT;
10217         kfree(tmp);
10218 out:
10219         btrfs_free_path(path);
10220         return ret;
10221 }
10222
10223 struct btrfs_encoded_read_private {
10224         struct btrfs_inode *inode;
10225         u64 file_offset;
10226         wait_queue_head_t wait;
10227         atomic_t pending;
10228         blk_status_t status;
10229         bool skip_csum;
10230 };
10231
10232 static blk_status_t submit_encoded_read_bio(struct btrfs_inode *inode,
10233                                             struct bio *bio, int mirror_num)
10234 {
10235         struct btrfs_encoded_read_private *priv = btrfs_bio(bio)->private;
10236         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10237         blk_status_t ret;
10238
10239         if (!priv->skip_csum) {
10240                 ret = btrfs_lookup_bio_sums(&inode->vfs_inode, bio, NULL);
10241                 if (ret)
10242                         return ret;
10243         }
10244
10245         atomic_inc(&priv->pending);
10246         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
10247         return BLK_STS_OK;
10248 }
10249
10250 static blk_status_t btrfs_encoded_read_verify_csum(struct btrfs_bio *bbio)
10251 {
10252         const bool uptodate = (bbio->bio.bi_status == BLK_STS_OK);
10253         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
10254         struct btrfs_inode *inode = priv->inode;
10255         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10256         u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
10257         struct bio_vec *bvec;
10258         struct bvec_iter_all iter_all;
10259         u32 bio_offset = 0;
10260
10261         if (priv->skip_csum || !uptodate)
10262                 return bbio->bio.bi_status;
10263
10264         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
10265                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
10266
10267                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec->bv_len);
10268                 pgoff = bvec->bv_offset;
10269                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
10270                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
10271                         if (btrfs_check_data_csum(&inode->vfs_inode, bbio, bio_offset,
10272                                             bvec->bv_page, pgoff))
10273                                 return BLK_STS_IOERR;
10274                         bio_offset += sectorsize;
10275                         pgoff += sectorsize;
10276                 }
10277         }
10278         return BLK_STS_OK;
10279 }
10280
10281 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
10282 {
10283         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
10284         blk_status_t status;
10285
10286         status = btrfs_encoded_read_verify_csum(bbio);
10287         if (status) {
10288                 /*
10289                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10290                  * pairs with the memory barrier implied by the
10291                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10292                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10293                  * write is observed before the load of status in
10294                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10295                  */
10296                 WRITE_ONCE(priv->status, status);
10297         }
10298         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10299                 wake_up(&priv->wait);
10300         btrfs_bio_free_csum(bbio);
10301         bio_put(&bbio->bio);
10302 }
10303
10304 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10305                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
10306                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
10307 {
10308         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10309         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10310                 .inode = inode,
10311                 .file_offset = file_offset,
10312                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10313                 .skip_csum = (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM),
10314         };
10315         unsigned long i = 0;
10316         u64 cur = 0;
10317         int ret;
10318
10319         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10320         /*
10321          * Submit bios for the extent, splitting due to bio or stripe limits as
10322          * necessary.
10323          */
10324         while (cur < disk_io_size) {
10325                 struct extent_map *em;
10326                 struct btrfs_io_geometry geom;
10327                 struct bio *bio = NULL;
10328                 u64 remaining;
10329
10330                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, disk_bytenr + cur,
10331                                          disk_io_size - cur);
10332                 if (IS_ERR(em)) {
10333                         ret = PTR_ERR(em);
10334                 } else {
10335                         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, BTRFS_MAP_READ,
10336                                                     disk_bytenr + cur, &geom);
10337                         free_extent_map(em);
10338                 }
10339                 if (ret) {
10340                         WRITE_ONCE(priv.status, errno_to_blk_status(ret));
10341                         break;
10342                 }
10343                 remaining = min(geom.len, disk_io_size - cur);
10344                 while (bio || remaining) {
10345                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
10346
10347                         if (!bio) {
10348                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ,
10349                                                       btrfs_encoded_read_endio,
10350                                                       &priv);
10351                                 bio->bi_iter.bi_sector =
10352                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
10353                         }
10354
10355                         if (!bytes ||
10356                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10357                                 blk_status_t status;
10358
10359                                 status = submit_encoded_read_bio(inode, bio, 0);
10360                                 if (status) {
10361                                         WRITE_ONCE(priv.status, status);
10362                                         bio_put(bio);
10363                                         goto out;
10364                                 }
10365                                 bio = NULL;
10366                                 continue;
10367                         }
10368
10369                         i++;
10370                         cur += bytes;
10371                         remaining -= bytes;
10372                 }
10373         }
10374
10375 out:
10376         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10377                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10378         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10379         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10380 }
10381
10382 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10383                                           struct iov_iter *iter,
10384                                           u64 start, u64 lockend,
10385                                           struct extent_state **cached_state,
10386                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10387                                           size_t count, bool compressed,
10388                                           bool *unlocked)
10389 {
10390         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10391         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10392         struct page **pages;
10393         unsigned long nr_pages, i;
10394         u64 cur;
10395         size_t page_offset;
10396         ssize_t ret;
10397
10398         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10399         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10400         if (!pages)
10401                 return -ENOMEM;
10402         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10403         if (ret) {
10404                 ret = -ENOMEM;
10405                 goto out;
10406                 }
10407
10408         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10409                                                     disk_io_size, pages);
10410         if (ret)
10411                 goto out;
10412
10413         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10414         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10415         *unlocked = true;
10416
10417         if (compressed) {
10418                 i = 0;
10419                 page_offset = 0;
10420         } else {
10421                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10422                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10423         }
10424         cur = 0;
10425         while (cur < count) {
10426                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10427                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10428
10429                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10430                                       iter) != bytes) {
10431                         ret = -EFAULT;
10432                         goto out;
10433                 }
10434                 i++;
10435                 cur += bytes;
10436                 page_offset = 0;
10437         }
10438         ret = count;
10439 out:
10440         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10441                 if (pages[i])
10442                         __free_page(pages[i]);
10443         }
10444         kfree(pages);
10445         return ret;
10446 }
10447
10448 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10449                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10450 {
10451         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10452         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10453         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10454         ssize_t ret;
10455         size_t count = iov_iter_count(iter);
10456         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10457         struct extent_state *cached_state = NULL;
10458         struct extent_map *em;
10459         bool unlocked = false;
10460
10461         file_accessed(iocb->ki_filp);
10462
10463         btrfs_inode_lock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10464
10465         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10466                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10467                 return 0;
10468         }
10469         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10470         /*
10471          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10472          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10473          */
10474         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10475
10476         for (;;) {
10477                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10478
10479                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10480                                                lockend - start + 1);
10481                 if (ret)
10482                         goto out_unlock_inode;
10483                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10484                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10485                                                      lockend - start + 1);
10486                 if (!ordered)
10487                         break;
10488                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10489                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10490                 cond_resched();
10491         }
10492
10493         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10494         if (IS_ERR(em)) {
10495                 ret = PTR_ERR(em);
10496                 goto out_unlock_extent;
10497         }
10498
10499         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10500                 u64 extent_start = em->start;
10501
10502                 /*
10503                  * For inline extents we get everything we need out of the
10504                  * extent item.
10505                  */
10506                 free_extent_map(em);
10507                 em = NULL;
10508                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10509                                                 &cached_state, extent_start,
10510                                                 count, encoded, &unlocked);
10511                 goto out;
10512         }
10513
10514         /*
10515          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10516          * that.
10517          */
10518         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10519                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10520         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10521             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10522                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10523                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10524                 encoded->len = count;
10525                 encoded->unencoded_len = count;
10526         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10527                 disk_bytenr = em->block_start;
10528                 /*
10529                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10530                  * compressed extent.
10531                  */
10532                 if (em->block_len > count) {
10533                         ret = -ENOBUFS;
10534                         goto out_em;
10535                 }
10536                 disk_io_size = em->block_len;
10537                 count = em->block_len;
10538                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10539                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10540                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10541                                                              em->compress_type);
10542                 if (ret < 0)
10543                         goto out_em;
10544                 encoded->compression = ret;
10545         } else {
10546                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10547                 if (encoded->len > count)
10548                         encoded->len = count;
10549                 /*
10550                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10551                  * allocations that we'll do.
10552                  */
10553                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10554                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10555                 encoded->len = count;
10556                 encoded->unencoded_len = count;
10557                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10558         }
10559         free_extent_map(em);
10560         em = NULL;
10561
10562         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10563                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10564                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10565                 unlocked = true;
10566                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10567                 if (ret != count)
10568                         ret = -EFAULT;
10569         } else {
10570                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10571                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10572                                                  disk_io_size, count,
10573                                                  encoded->compression,
10574                                                  &unlocked);
10575         }
10576
10577 out:
10578         if (ret >= 0)
10579                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10580 out_em:
10581         free_extent_map(em);
10582 out_unlock_extent:
10583         if (!unlocked)
10584                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10585 out_unlock_inode:
10586         if (!unlocked)
10587                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10588         return ret;
10589 }
10590
10591 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10592                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10593 {
10594         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10595         struct btrfs_root *root = inode->root;
10596         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10597         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10598         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10599         struct extent_state *cached_state = NULL;
10600         int compression;
10601         size_t orig_count;
10602         u64 start, end;
10603         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10604         unsigned long nr_pages, i;
10605         struct page **pages;
10606         struct btrfs_key ins;
10607         bool extent_reserved = false;
10608         struct extent_map *em;
10609         ssize_t ret;
10610
10611         switch (encoded->compression) {
10612         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10613                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10614                 break;
10615         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10616                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10617                 break;
10618         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10619         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10620         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10621         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10622         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10623                 /* The sector size must match for LZO. */
10624                 if (encoded->compression -
10625                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10626                     fs_info->sectorsize_bits)
10627                         return -EINVAL;
10628                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10629                 break;
10630         default:
10631                 return -EINVAL;
10632         }
10633         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10634                 return -EINVAL;
10635
10636         orig_count = iov_iter_count(from);
10637
10638         /* The extent size must be sane. */
10639         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10640             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10641                 return -EINVAL;
10642
10643         /*
10644          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10645          *
10646          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10647          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10648          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10649          * extents.
10650          *
10651          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10652          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10653          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10654          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10655          */
10656         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10657                 return -EINVAL;
10658
10659         /* The extent must start on a sector boundary. */
10660         start = iocb->ki_pos;
10661         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10662                 return -EINVAL;
10663
10664         /*
10665          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10666          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10667          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10668          */
10669         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10670             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10671                 return -EINVAL;
10672
10673         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10674         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10675                 return -EINVAL;
10676
10677         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10678         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10679         end = start + num_bytes - 1;
10680
10681         /*
10682          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10683          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10684          * isn't.
10685          */
10686         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10687         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10688         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10689         if (!pages)
10690                 return -ENOMEM;
10691         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10692                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10693                 char *kaddr;
10694
10695                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10696                 if (!pages[i]) {
10697                         ret = -ENOMEM;
10698                         goto out_pages;
10699                 }
10700                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10701                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10702                         kunmap_local(kaddr);
10703                         ret = -EFAULT;
10704                         goto out_pages;
10705                 }
10706                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10707                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10708                 kunmap_local(kaddr);
10709         }
10710
10711         for (;;) {
10712                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10713
10714                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10715                 if (ret)
10716                         goto out_pages;
10717                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10718                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10719                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10720                 if (ret)
10721                         goto out_pages;
10722                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10723                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10724                 if (!ordered &&
10725                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10726                         break;
10727                 if (ordered)
10728                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10729                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10730                 cond_resched();
10731         }
10732
10733         /*
10734          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10735          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10736          */
10737         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10738         if (ret)
10739                 goto out_unlock;
10740         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10741         if (ret)
10742                 goto out_free_data_space;
10743         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10744                                               false);
10745         if (ret)
10746                 goto out_qgroup_free_data;
10747
10748         /* Try an inline extent first. */
10749         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10750             encoded->unencoded_offset == 0) {
10751                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10752                                             compression, pages, true);
10753                 if (ret <= 0) {
10754                         if (ret == 0)
10755                                 ret = orig_count;
10756                         goto out_delalloc_release;
10757                 }
10758         }
10759
10760         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10761                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10762         if (ret)
10763                 goto out_delalloc_release;
10764         extent_reserved = true;
10765
10766         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10767                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10768                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10769                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10770         if (IS_ERR(em)) {
10771                 ret = PTR_ERR(em);
10772                 goto out_free_reserved;
10773         }
10774         free_extent_map(em);
10775
10776         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10777                                        ins.objectid, ins.offset,
10778                                        encoded->unencoded_offset,
10779                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10780                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10781                                        compression);
10782         if (ret) {
10783                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10784                 goto out_free_reserved;
10785         }
10786         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10787
10788         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10789                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10790
10791         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10792
10793         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10794
10795         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10796                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10797                                           false)) {
10798                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10799                 ret = -EIO;
10800                 goto out_pages;
10801         }
10802         ret = orig_count;
10803         goto out;
10804
10805 out_free_reserved:
10806         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10807         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10808 out_delalloc_release:
10809         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10810         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10811 out_qgroup_free_data:
10812         if (ret < 0)
10813                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10814 out_free_data_space:
10815         /*
10816          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10817          * bytes_may_use.
10818          */
10819         if (!extent_reserved)
10820                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10821 out_unlock:
10822         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10823 out_pages:
10824         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10825                 if (pages[i])
10826                         __free_page(pages[i]);
10827         }
10828         kvfree(pages);
10829 out:
10830         if (ret >= 0)
10831                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10832         return ret;
10833 }
10834
10835 #ifdef CONFIG_SWAP
10836 /*
10837  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10838  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10839  * negative errno on failure.
10840  */
10841 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10842                                   bool is_block_group)
10843 {
10844         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10845         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10846         struct rb_node **p;
10847         struct rb_node *parent = NULL;
10848
10849         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10850         if (!sp)
10851                 return -ENOMEM;
10852         sp->ptr = ptr;
10853         sp->inode = inode;
10854         sp->is_block_group = is_block_group;
10855         sp->bg_extent_count = 1;
10856
10857         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10858         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10859         while (*p) {
10860                 parent = *p;
10861                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10862                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10863                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10864                         p = &(*p)->rb_left;
10865                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10866                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10867                         p = &(*p)->rb_right;
10868                 } else {
10869                         if (is_block_group)
10870                                 entry->bg_extent_count++;
10871                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10872                         kfree(sp);
10873                         return 1;
10874                 }
10875         }
10876         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10877         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10878         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10879         return 0;
10880 }
10881
10882 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10883 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10884 {
10885         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10886         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10887         struct rb_node *node, *next;
10888
10889         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10890         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10891         while (node) {
10892                 next = rb_next(node);
10893                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10894                 if (sp->inode == inode) {
10895                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10896                         if (sp->is_block_group) {
10897                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10898                                                            sp->bg_extent_count);
10899                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10900                         }
10901                         kfree(sp);
10902                 }
10903                 node = next;
10904         }
10905         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10906 }
10907
10908 struct btrfs_swap_info {
10909         u64 start;
10910         u64 block_start;
10911         u64 block_len;
10912         u64 lowest_ppage;
10913         u64 highest_ppage;
10914         unsigned long nr_pages;
10915         int nr_extents;
10916 };
10917
10918 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10919                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10920 {
10921         unsigned long nr_pages;
10922         unsigned long max_pages;
10923         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10924         int ret;
10925
10926         /*
10927          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10928          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10929          * the max size set in the swap header.
10930          */
10931         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10932                 return 0;
10933
10934         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10935         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10936         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
10937                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10938
10939         if (first_ppage >= next_ppage)
10940                 return 0;
10941         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10942         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10943
10944         first_ppage_reported = first_ppage;
10945         if (bsi->start == 0)
10946                 first_ppage_reported++;
10947         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10948                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10949         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10950                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10951
10952         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10953         if (ret < 0)
10954                 return ret;
10955         bsi->nr_extents += ret;
10956         bsi->nr_pages += nr_pages;
10957         return 0;
10958 }
10959
10960 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10961 {
10962         struct inode *inode = file_inode(file);
10963
10964         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10965         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10966 }
10967
10968 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10969                                sector_t *span)
10970 {
10971         struct inode *inode = file_inode(file);
10972         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10973         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10974         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10975         struct extent_state *cached_state = NULL;
10976         struct extent_map *em = NULL;
10977         struct btrfs_device *device = NULL;
10978         struct btrfs_swap_info bsi = {
10979                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10980         };
10981         int ret = 0;
10982         u64 isize;
10983         u64 start;
10984
10985         /*
10986          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10987          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10988          * we don't really care.
10989          */
10990         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10991         if (ret)
10992                 return ret;
10993
10994         /*
10995          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10996          */
10997         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10998                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10999                 return -EINVAL;
11000         }
11001         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
11002                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
11003                 return -EINVAL;
11004         }
11005         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
11006                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
11007                 return -EINVAL;
11008         }
11009
11010         /*
11011          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
11012          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
11013          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
11014          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
11015          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
11016          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
11017          * really worth the trouble to allow it.
11018          */
11019         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
11020                 btrfs_warn(fs_info,
11021            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
11022                 return -EBUSY;
11023         }
11024
11025         /*
11026          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
11027          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
11028          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
11029          * completes before the first write into the swap file after it is
11030          * activated, than that write would fallback to COW.
11031          */
11032         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
11033                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11034                 btrfs_warn(fs_info,
11035            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
11036                 return -EINVAL;
11037         }
11038         /*
11039          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
11040          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
11041          * before walking the extents because we don't want a concurrent
11042          * snapshot to run after we've already checked the extents.
11043          *
11044          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
11045          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
11046          * activating the swapfile.
11047          */
11048         spin_lock(&root->root_item_lock);
11049         if (btrfs_root_dead(root)) {
11050                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
11051
11052                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11053                 btrfs_warn(fs_info,
11054                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
11055                         root->root_key.objectid);
11056                 return -EPERM;
11057         }
11058         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
11059         spin_unlock(&root->root_item_lock);
11060
11061         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
11062
11063         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11064         start = 0;
11065         while (start < isize) {
11066                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
11067                 struct btrfs_block_group *bg;
11068                 u64 len = isize - start;
11069
11070                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
11071                 if (IS_ERR(em)) {
11072                         ret = PTR_ERR(em);
11073                         goto out;
11074                 }
11075
11076                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
11077                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
11078                         ret = -EINVAL;
11079                         goto out;
11080                 }
11081                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
11082                         /*
11083                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
11084                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
11085                          * big enough to store more than the swap header, but in
11086                          * case something changes in the future, let's catch it
11087                          * here rather than later.
11088                          */
11089                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
11090                         ret = -EINVAL;
11091                         goto out;
11092                 }
11093                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
11094                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11095                         ret = -EINVAL;
11096                         goto out;
11097                 }
11098
11099                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
11100                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
11101                 free_extent_map(em);
11102                 em = NULL;
11103
11104                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
11105                 if (ret < 0) {
11106                         goto out;
11107                 } else if (ret) {
11108                         ret = 0;
11109                 } else {
11110                         btrfs_warn(fs_info,
11111                                    "swapfile must not be copy-on-write");
11112                         ret = -EINVAL;
11113                         goto out;
11114                 }
11115
11116                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
11117                 if (IS_ERR(em)) {
11118                         ret = PTR_ERR(em);
11119                         goto out;
11120                 }
11121
11122                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
11123                         btrfs_warn(fs_info,
11124                                    "swapfile must have single data profile");
11125                         ret = -EINVAL;
11126                         goto out;
11127                 }
11128
11129                 if (device == NULL) {
11130                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
11131                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
11132                         if (ret == 1)
11133                                 ret = 0;
11134                         else if (ret)
11135                                 goto out;
11136                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
11137                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
11138                         ret = -EINVAL;
11139                         goto out;
11140                 }
11141
11142                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
11143                                         (logical_block_start - em->start));
11144                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
11145                 free_extent_map(em);
11146                 em = NULL;
11147
11148                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
11149                 if (!bg) {
11150                         btrfs_warn(fs_info,
11151                            "could not find block group containing swapfile");
11152                         ret = -EINVAL;
11153                         goto out;
11154                 }
11155
11156                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
11157                         btrfs_warn(fs_info,
11158                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
11159                            bg->start,
11160                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
11161                                        " (scrub running)" : "");
11162                         btrfs_put_block_group(bg);
11163                         ret = -EINVAL;
11164                         goto out;
11165                 }
11166
11167                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
11168                 if (ret) {
11169                         btrfs_put_block_group(bg);
11170                         if (ret == 1)
11171                                 ret = 0;
11172                         else
11173                                 goto out;
11174                 }
11175
11176                 if (bsi.block_len &&
11177                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
11178                         bsi.block_len += len;
11179                 } else {
11180                         if (bsi.block_len) {
11181                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11182                                 if (ret)
11183                                         goto out;
11184                         }
11185                         bsi.start = start;
11186                         bsi.block_start = physical_block_start;
11187                         bsi.block_len = len;
11188                 }
11189
11190                 start += len;
11191         }
11192
11193         if (bsi.block_len)
11194                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11195
11196 out:
11197         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
11198                 free_extent_map(em);
11199
11200         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11201
11202         if (ret)
11203                 btrfs_swap_deactivate(file);
11204
11205         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
11206
11207         btrfs_exclop_finish(fs_info);
11208
11209         if (ret)
11210                 return ret;
11211
11212         if (device)
11213                 sis->bdev = device->bdev;
11214         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
11215         sis->max = bsi.nr_pages;
11216         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
11217         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
11218         return bsi.nr_extents;
11219 }
11220 #else
11221 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11222 {
11223 }
11224
11225 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11226                                sector_t *span)
11227 {
11228         return -EOPNOTSUPP;
11229 }
11230 #endif
11231
11232 /*
11233  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
11234  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
11235  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
11236  * always get a correct value.
11237  */
11238 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
11239                               const u64 add_bytes,
11240                               const u64 del_bytes)
11241 {
11242         if (add_bytes == del_bytes)
11243                 return;
11244
11245         spin_lock(&inode->lock);
11246         if (del_bytes > 0)
11247                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
11248         if (add_bytes > 0)
11249                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
11250         spin_unlock(&inode->lock);
11251 }
11252
11253 /**
11254  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
11255  *
11256  * @inode:   The target inode.
11257  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
11258  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
11259  *           sector size aligned.
11260  *
11261  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
11262  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
11263  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
11264  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
11265  * the inode's io_tree.
11266  */
11267 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
11268 {
11269         struct btrfs_root *root = inode->root;
11270         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
11271
11272         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
11273                 return;
11274
11275         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
11276         if (ordered) {
11277                 btrfs_err(root->fs_info,
11278 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
11279                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11280                           ordered->file_offset,
11281                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11282                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11283         }
11284
11285         ASSERT(ordered == NULL);
11286 }
11287
11288 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11289         .getattr        = btrfs_getattr,
11290         .lookup         = btrfs_lookup,
11291         .create         = btrfs_create,
11292         .unlink         = btrfs_unlink,
11293         .link           = btrfs_link,
11294         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11295         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11296         .rename         = btrfs_rename2,
11297         .symlink        = btrfs_symlink,
11298         .setattr        = btrfs_setattr,
11299         .mknod          = btrfs_mknod,
11300         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11301         .permission     = btrfs_permission,
11302         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11303         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11304         .update_time    = btrfs_update_time,
11305         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11306         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11307         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11308 };
11309
11310 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11311         .llseek         = generic_file_llseek,
11312         .read           = generic_read_dir,
11313         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11314         .open           = btrfs_opendir,
11315         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11316 #ifdef CONFIG_COMPAT
11317         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11318 #endif
11319         .release        = btrfs_release_file,
11320         .fsync          = btrfs_sync_file,
11321 };
11322
11323 /*
11324  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11325  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11326  * these extents won't change over the life of the file and they
11327  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11328  *
11329  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11330  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11331  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11332  *
11333  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11334  */
11335 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11336         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11337         .writepages     = btrfs_writepages,
11338         .readahead      = btrfs_readahead,
11339         .direct_IO      = noop_direct_IO,
11340         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11341         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11342         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
11343         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11344         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
11345         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11346         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11347 };
11348
11349 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11350         .getattr        = btrfs_getattr,
11351         .setattr        = btrfs_setattr,
11352         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11353         .permission     = btrfs_permission,
11354         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11355         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11356         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11357         .update_time    = btrfs_update_time,
11358         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11359         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11360 };
11361 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11362         .getattr        = btrfs_getattr,
11363         .setattr        = btrfs_setattr,
11364         .permission     = btrfs_permission,
11365         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11366         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11367         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11368         .update_time    = btrfs_update_time,
11369 };
11370 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11371         .get_link       = page_get_link,
11372         .getattr        = btrfs_getattr,
11373         .setattr        = btrfs_setattr,
11374         .permission     = btrfs_permission,
11375         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11376         .update_time    = btrfs_update_time,
11377 };
11378
11379 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11380         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11381 };