btrfs: don't redirty pages in compress_file_range
[platform/kernel/linux-rpi.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 "bio.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 #include "fs.h"
59 #include "accessors.h"
60 #include "extent-tree.h"
61 #include "root-tree.h"
62 #include "defrag.h"
63 #include "dir-item.h"
64 #include "file-item.h"
65 #include "uuid-tree.h"
66 #include "ioctl.h"
67 #include "file.h"
68 #include "acl.h"
69 #include "relocation.h"
70 #include "verity.h"
71 #include "super.h"
72 #include "orphan.h"
73 #include "backref.h"
74
75 struct btrfs_iget_args {
76         u64 ino;
77         struct btrfs_root *root;
78 };
79
80 struct btrfs_dio_data {
81         ssize_t submitted;
82         struct extent_changeset *data_reserved;
83         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
84         bool data_space_reserved;
85         bool nocow_done;
86 };
87
88 struct btrfs_dio_private {
89         /* Range of I/O */
90         u64 file_offset;
91         u32 bytes;
92
93         /* This must be last */
94         struct btrfs_bio bbio;
95 };
96
97 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
98
99 struct btrfs_rename_ctx {
100         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
101         u64 index;
102 };
103
104 /*
105  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
106  * resolution and output of error message.
107  */
108 struct data_reloc_warn {
109         struct btrfs_path path;
110         struct btrfs_fs_info *fs_info;
111         u64 extent_item_size;
112         u64 logical;
113         int mirror_num;
114 };
115
116 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
117 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
118 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
119 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
120 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
121 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
122
123 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
124
125 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
126 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
127
128 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
129                                    struct page *locked_page,
130                                    u64 start, u64 end, u64 *done_offset,
131                                    bool keep_locked, bool no_inline);
132 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
133                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
134                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
135                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
136                                        int type);
137
138 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
139                                           u64 root, void *warn_ctx)
140 {
141         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
142         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
143         struct extent_buffer *eb;
144         struct btrfs_inode_item *inode_item;
145         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
146         struct btrfs_root *local_root;
147         struct btrfs_key key;
148         unsigned int nofs_flag;
149         u32 nlink;
150         int ret;
151
152         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
153         if (IS_ERR(local_root)) {
154                 ret = PTR_ERR(local_root);
155                 goto err;
156         }
157
158         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
159         key.objectid = inum;
160         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
161         key.offset = 0;
162
163         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
164         if (ret) {
165                 btrfs_put_root(local_root);
166                 btrfs_release_path(&warn->path);
167                 goto err;
168         }
169
170         eb = warn->path.nodes[0];
171         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
172         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
173         btrfs_release_path(&warn->path);
174
175         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
176         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
177         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
178         if (IS_ERR(ipath)) {
179                 btrfs_put_root(local_root);
180                 ret = PTR_ERR(ipath);
181                 ipath = NULL;
182                 /*
183                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
184                  * without filename.
185                  */
186                 btrfs_warn(fs_info,
187 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
188                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
189                 return ret;
190         }
191         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
192         if (ret < 0)
193                 goto err;
194
195         /*
196          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
197          * hold all of the paths here
198          */
199         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
200                 btrfs_warn(fs_info,
201 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
202                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
203                            fs_info->sectorsize, nlink,
204                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
205         }
206
207         btrfs_put_root(local_root);
208         free_ipath(ipath);
209         return 0;
210
211 err:
212         btrfs_warn(fs_info,
213 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
214                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
215
216         free_ipath(ipath);
217         return ret;
218 }
219
220 /*
221  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
222  *
223  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
224  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
225  */
226 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
227                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
228                                    int mirror_num)
229 {
230         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
231         struct btrfs_path path = { 0 };
232         struct btrfs_key found_key = { 0 };
233         struct extent_buffer *eb;
234         struct btrfs_extent_item *ei;
235         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
236         u64 logical;
237         u64 flags;
238         u32 item_size;
239         int ret;
240
241         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
242         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
243         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
244
245         if (logical == U64_MAX) {
246                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
247                 btrfs_warn_rl(fs_info,
248 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
249                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
250                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
251                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
252                         mirror_num);
253                 return;
254         }
255
256         logical += file_off;
257         btrfs_warn_rl(fs_info,
258 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
259                         inode->root->root_key.objectid,
260                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
261                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
262                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
263                         mirror_num);
264
265         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
266         if (ret < 0) {
267                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
268                              logical, ret);
269                 return;
270         }
271         eb = path.nodes[0];
272         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
273         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
274         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
275                 unsigned long ptr = 0;
276                 u64 ref_root;
277                 u8 ref_level;
278
279                 while (true) {
280                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
281                                                       item_size, &ref_root,
282                                                       &ref_level);
283                         if (ret < 0) {
284                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
285                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
286                                               logical, ret);
287                                 break;
288                         }
289                         if (ret > 0)
290                                 break;
291
292                         btrfs_warn_rl(fs_info,
293 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
294                                 logical, mirror_num,
295                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
296                                 ref_level, ref_root);
297                 }
298                 btrfs_release_path(&path);
299         } else {
300                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
301                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
302
303                 btrfs_release_path(&path);
304
305                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
306                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
307                 ctx.fs_info = fs_info;
308
309                 reloc_warn.logical = logical;
310                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
311                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
312                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
313
314                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
315                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
316         }
317 }
318
319 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
320                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
321 {
322         struct btrfs_root *root = inode->root;
323         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
324
325         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
326         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
327                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
328                                               csum_expected, mirror_num);
329
330         /* Output without objectid, which is more meaningful */
331         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
332                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
333 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
334                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
335                         logical_start,
336                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
337                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
338                         mirror_num);
339         } else {
340                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
341 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
342                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
343                         logical_start,
344                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
346                         mirror_num);
347         }
348 }
349
350 /*
351  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
352  *
353  * ilock_flags can have the following bit set:
354  *
355  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
356  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
357  *                   return -EAGAIN
358  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
359  */
360 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
361 {
362         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
363                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
364                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
365                                 return -EAGAIN;
366                         else
367                                 return 0;
368                 }
369                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
370         } else {
371                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
372                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
373                                 return -EAGAIN;
374                         else
375                                 return 0;
376                 }
377                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
378         }
379         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
380                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
381         return 0;
382 }
383
384 /*
385  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
386  *
387  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
388  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
389  */
390 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
391 {
392         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
393                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
394         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
395                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
396         else
397                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
398 }
399
400 /*
401  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
402  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
403  *
404  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
405  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
406  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
407  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
408  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
409  */
410 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
411                                                  struct page *locked_page,
412                                                  u64 offset, u64 bytes)
413 {
414         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
415         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
416         u64 page_start = 0, page_end = 0;
417         struct page *page;
418
419         if (locked_page) {
420                 page_start = page_offset(locked_page);
421                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
422         }
423
424         while (index <= end_index) {
425                 /*
426                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
427                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
428                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
429                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
430                  *
431                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
432                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
433                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
434                  */
435                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
436                         index++;
437                         continue;
438                 }
439                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
440                 index++;
441                 if (!page)
442                         continue;
443
444                 /*
445                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
446                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
447                  * the ordered extent accounting for the range.
448                  */
449                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
450                                                offset, bytes);
451                 put_page(page);
452         }
453
454         if (locked_page) {
455                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
456                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
457                         return;
458                 /*
459                  * In case this page belongs to the delalloc range being
460                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
461                  * going to be properly cleaned up by the caller of
462                  * run_delalloc_range
463                  */
464                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
465                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
466                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
467                 }
468         }
469
470         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
471 }
472
473 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
474
475 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
476                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
477 {
478         int err;
479
480         if (args->default_acl) {
481                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
482                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
483                 if (err)
484                         return err;
485         }
486         if (args->acl) {
487                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
488                 if (err)
489                         return err;
490         }
491         if (!args->default_acl && !args->acl)
492                 cache_no_acl(args->inode);
493         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
494                                          &args->dentry->d_name);
495 }
496
497 /*
498  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
499  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
500  * no overlapping inline items exist in the btree
501  */
502 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
503                                 struct btrfs_path *path,
504                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
505                                 size_t size, size_t compressed_size,
506                                 int compress_type,
507                                 struct page **compressed_pages,
508                                 bool update_i_size)
509 {
510         struct btrfs_root *root = inode->root;
511         struct extent_buffer *leaf;
512         struct page *page = NULL;
513         char *kaddr;
514         unsigned long ptr;
515         struct btrfs_file_extent_item *ei;
516         int ret;
517         size_t cur_size = size;
518         u64 i_size;
519
520         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
521                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
522
523         if (compressed_size && compressed_pages)
524                 cur_size = compressed_size;
525
526         if (!extent_inserted) {
527                 struct btrfs_key key;
528                 size_t datasize;
529
530                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
531                 key.offset = 0;
532                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
533
534                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
535                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
536                                               datasize);
537                 if (ret)
538                         goto fail;
539         }
540         leaf = path->nodes[0];
541         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
542                             struct btrfs_file_extent_item);
543         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
544         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
545         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
546         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
547         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
548         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
549
550         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
551                 struct page *cpage;
552                 int i = 0;
553                 while (compressed_size > 0) {
554                         cpage = compressed_pages[i];
555                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
556                                        PAGE_SIZE);
557
558                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
559                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
560                         kunmap_local(kaddr);
561
562                         i++;
563                         ptr += cur_size;
564                         compressed_size -= cur_size;
565                 }
566                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
567                                                   compress_type);
568         } else {
569                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
570                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
571                 kaddr = kmap_local_page(page);
572                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
573                 kunmap_local(kaddr);
574                 put_page(page);
575         }
576         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
577         btrfs_release_path(path);
578
579         /*
580          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
581          * sake.
582          */
583         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
584                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
585         if (ret)
586                 goto fail;
587
588         /*
589          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
590          * without locking a page we already have locked.
591          *
592          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
593          * Otherwise we could end up racing with unlink.
594          */
595         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
596         if (update_i_size && size > i_size) {
597                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
598                 i_size = size;
599         }
600         inode->disk_i_size = i_size;
601
602 fail:
603         return ret;
604 }
605
606
607 /*
608  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
609  * does the checks required to make sure the data is small enough
610  * to fit as an inline extent.
611  */
612 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
613                                           size_t compressed_size,
614                                           int compress_type,
615                                           struct page **compressed_pages,
616                                           bool update_i_size)
617 {
618         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
619         struct btrfs_root *root = inode->root;
620         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
621         struct btrfs_trans_handle *trans;
622         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
623         int ret;
624         struct btrfs_path *path;
625
626         /*
627          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
628          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
629          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
630          * size.
631          */
632         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
633             size > fs_info->sectorsize ||
634             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
635             data_len > fs_info->max_inline)
636                 return 1;
637
638         path = btrfs_alloc_path();
639         if (!path)
640                 return -ENOMEM;
641
642         trans = btrfs_join_transaction(root);
643         if (IS_ERR(trans)) {
644                 btrfs_free_path(path);
645                 return PTR_ERR(trans);
646         }
647         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
648
649         drop_args.path = path;
650         drop_args.start = 0;
651         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
652         drop_args.drop_cache = true;
653         drop_args.replace_extent = true;
654         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
655         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
656         if (ret) {
657                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
658                 goto out;
659         }
660
661         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
662                                    size, compressed_size, compress_type,
663                                    compressed_pages, update_i_size);
664         if (ret && ret != -ENOSPC) {
665                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
666                 goto out;
667         } else if (ret == -ENOSPC) {
668                 ret = 1;
669                 goto out;
670         }
671
672         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
673         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
674         if (ret && ret != -ENOSPC) {
675                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
676                 goto out;
677         } else if (ret == -ENOSPC) {
678                 ret = 1;
679                 goto out;
680         }
681
682         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
683 out:
684         /*
685          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
686          * it won't count as data extent, free them directly here.
687          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
688          * just free one page here.
689          */
690         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
691         btrfs_free_path(path);
692         btrfs_end_transaction(trans);
693         return ret;
694 }
695
696 struct async_extent {
697         u64 start;
698         u64 ram_size;
699         u64 compressed_size;
700         struct page **pages;
701         unsigned long nr_pages;
702         int compress_type;
703         struct list_head list;
704 };
705
706 struct async_chunk {
707         struct btrfs_inode *inode;
708         struct page *locked_page;
709         u64 start;
710         u64 end;
711         blk_opf_t write_flags;
712         struct list_head extents;
713         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
714         struct btrfs_work work;
715         struct async_cow *async_cow;
716 };
717
718 struct async_cow {
719         atomic_t num_chunks;
720         struct async_chunk chunks[];
721 };
722
723 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
724                                      u64 start, u64 ram_size,
725                                      u64 compressed_size,
726                                      struct page **pages,
727                                      unsigned long nr_pages,
728                                      int compress_type)
729 {
730         struct async_extent *async_extent;
731
732         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
733         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
734         async_extent->start = start;
735         async_extent->ram_size = ram_size;
736         async_extent->compressed_size = compressed_size;
737         async_extent->pages = pages;
738         async_extent->nr_pages = nr_pages;
739         async_extent->compress_type = compress_type;
740         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
741         return 0;
742 }
743
744 /*
745  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
746  * options, defragmentation, properties or heuristics.
747  */
748 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
749                                       u64 end)
750 {
751         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
752
753         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
754                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
755                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
756                         btrfs_ino(inode));
757                 return 0;
758         }
759         /*
760          * Special check for subpage.
761          *
762          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
763          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
764          *
765          * 0            32K             64K
766          * |    |///////|       |///////|
767          *              \- A            \- B
768          *
769          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
770          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
771          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
772          *
773          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
774          * if the range is fully page aligned.
775          *
776          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
777          * the tailing partial page will be locked until the full compression
778          * finishes, delaying the write of other range.
779          *
780          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
781          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
782          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
783          * will unlock the full page.
784          */
785         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
786                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
787                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
788                         return 0;
789         }
790
791         /* force compress */
792         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
793                 return 1;
794         /* defrag ioctl */
795         if (inode->defrag_compress)
796                 return 1;
797         /* bad compression ratios */
798         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
799                 return 0;
800         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
801             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
802             inode->prop_compress)
803                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
804         return 0;
805 }
806
807 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
808                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
809 {
810         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
811         if (num_bytes < small_write &&
812             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
813                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
814 }
815
816 /*
817  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
818  *
819  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
820  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
821  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
822  * put onto the queue by writepages and friends.
823  *
824  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
825  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
826  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
827  * the flusher thread sent them down.
828  */
829 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
830 {
831         struct async_chunk *async_chunk =
832                 container_of(work, struct async_chunk, work);
833         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
834         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
835         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
836         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
837         u64 start = async_chunk->start;
838         u64 end = async_chunk->end;
839         u64 actual_end;
840         u64 i_size;
841         int ret = 0;
842         struct page **pages;
843         unsigned long nr_pages;
844         unsigned long total_compressed = 0;
845         unsigned long total_in = 0;
846         unsigned int poff;
847         int i;
848         int compress_type = fs_info->compress_type;
849
850         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
851
852         /*
853          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
854          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
855          * the page contents while we are compressing them.
856          */
857         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
858
859         /*
860          * We need to save i_size before now because it could change in between
861          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
862          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
863          * later on.
864          *
865          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
866          * does that for us.
867          */
868         barrier();
869         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
870         barrier();
871         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
872 again:
873         pages = NULL;
874         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
875         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
876
877         /*
878          * we don't want to send crud past the end of i_size through
879          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
880          * end of the file is before the start of our current
881          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
882          * cleanup code that can deal with all of this.
883          *
884          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
885          * very uncommon corner.
886          */
887         if (actual_end <= start)
888                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
889
890         total_compressed = actual_end - start;
891
892         /*
893          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
894          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
895          */
896         if (total_compressed <= blocksize &&
897            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
898                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
899
900         /*
901          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
902          * aligned range.
903          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
904          */
905         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
906                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
907                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
908                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
909         }
910
911         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
912                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
913         total_in = 0;
914         ret = 0;
915
916         /*
917          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
918          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
919          * discover bad compression ratios.
920          */
921         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
922                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
923
924         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
925         if (!pages) {
926                 /*
927                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
928                  * back to uncompressed code.
929                  */
930                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
931         }
932
933         if (inode->defrag_compress)
934                 compress_type = inode->defrag_compress;
935         else if (inode->prop_compress)
936                 compress_type = inode->prop_compress;
937
938         /* Compression level is applied here. */
939         ret = btrfs_compress_pages(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
940                                    mapping, start, pages, &nr_pages, &total_in,
941                                    &total_compressed);
942         if (ret)
943                 goto mark_incompressible;
944
945         /*
946          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
947          * to disk.
948          */
949         poff = offset_in_page(total_compressed);
950         if (poff)
951                 memzero_page(pages[nr_pages - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
952
953         /*
954          * Try to create an inline extent.
955          *
956          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
957          * inline extent, else a compressed one.
958          *
959          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
960          * extent for the subpage case.
961          */
962         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
963                 if (total_in < actual_end) {
964                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
965                                                     BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL,
966                                                     false);
967                 } else {
968                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
969                                                     total_compressed,
970                                                     compress_type, pages,
971                                                     false);
972                 }
973                 if (ret <= 0) {
974                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
975                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
976                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
977
978                         if (ret < 0)
979                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
980
981                         /*
982                          * inline extent creation worked or returned error,
983                          * we don't need to create any more async work items.
984                          * Unlock and free up our temp pages.
985                          *
986                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
987                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
988                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
989                          * range.
990                          */
991                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
992                                                      NULL,
993                                                      clear_flags,
994                                                      PAGE_UNLOCK |
995                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
996                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
997                         goto free_pages;
998                 }
999         }
1000
1001         /*
1002          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1003          * block size boundary so the allocator does sane things.
1004          */
1005         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1006
1007         /*
1008          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1009          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1010          * least one sector.
1011          */
1012         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1013         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1014                 goto mark_incompressible;
1015
1016         /*
1017          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1018          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1019          */
1020         add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, pages,
1021                          nr_pages, compress_type);
1022         if (start + total_in < end) {
1023                 start += total_in;
1024                 cond_resched();
1025                 goto again;
1026         }
1027         return;
1028
1029 mark_incompressible:
1030         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1031                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1032 cleanup_and_bail_uncompressed:
1033         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1034                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
1035 free_pages:
1036         if (pages) {
1037                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1038                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1039                         put_page(pages[i]);
1040                 }
1041                 kfree(pages);
1042         }
1043 }
1044
1045 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1046 {
1047         int i;
1048
1049         if (!async_extent->pages)
1050                 return;
1051
1052         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1053                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1054                 put_page(async_extent->pages[i]);
1055         }
1056         kfree(async_extent->pages);
1057         async_extent->nr_pages = 0;
1058         async_extent->pages = NULL;
1059 }
1060
1061 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1062                                       struct async_extent *async_extent,
1063                                       struct page *locked_page)
1064 {
1065         u64 start = async_extent->start;
1066         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1067         int ret;
1068         struct writeback_control wbc = {
1069                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1070                 .range_start            = start,
1071                 .range_end              = end,
1072                 .no_cgroup_owner        = 1,
1073         };
1074
1075         /*
1076          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
1077          * won't go to NOCOW or async path again.
1078          *
1079          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
1080          * can directly submit them without interruption.
1081          */
1082         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, true, false);
1083         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
1084         if (ret == 1)
1085                 return;
1086
1087         if (ret < 0) {
1088                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1089                 if (locked_page) {
1090                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1091
1092                         set_page_writeback(locked_page);
1093                         end_page_writeback(locked_page);
1094                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1095                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1096                                                        !ret);
1097                         btrfs_page_clear_uptodate(inode->root->fs_info,
1098                                                   locked_page, page_start,
1099                                                   PAGE_SIZE);
1100                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1101                         unlock_page(locked_page);
1102                 }
1103                 return;
1104         }
1105
1106         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
1107         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1108         extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end, &wbc, false);
1109         wbc_detach_inode(&wbc);
1110 }
1111
1112 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1113                                     struct async_extent *async_extent,
1114                                     u64 *alloc_hint)
1115 {
1116         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1117         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1118         struct btrfs_root *root = inode->root;
1119         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1120         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1121         struct btrfs_key ins;
1122         struct page *locked_page = NULL;
1123         struct extent_map *em;
1124         int ret = 0;
1125         u64 start = async_extent->start;
1126         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1127
1128         if (async_chunk->blkcg_css)
1129                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1130
1131         /*
1132          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1133          * handle it.
1134          */
1135         if (async_chunk->locked_page) {
1136                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1137                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1138
1139                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1140                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1141         }
1142         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1143
1144         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1145                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1146                 goto done;
1147         }
1148
1149         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1150                                    async_extent->compressed_size,
1151                                    async_extent->compressed_size,
1152                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1153         if (ret) {
1154                 /*
1155                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1156                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1157                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1158                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1159                  * path.
1160                  */
1161                 goto out_free;
1162         }
1163
1164         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1165         em = create_io_em(inode, start,
1166                           async_extent->ram_size,       /* len */
1167                           start,                        /* orig_start */
1168                           ins.objectid,                 /* block_start */
1169                           ins.offset,                   /* block_len */
1170                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1171                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1172                           async_extent->compress_type,
1173                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1174         if (IS_ERR(em)) {
1175                 ret = PTR_ERR(em);
1176                 goto out_free_reserve;
1177         }
1178         free_extent_map(em);
1179
1180         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1181                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1182                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1183                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1184                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1185                                        0,                       /* offset */
1186                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1187                                        async_extent->compress_type);
1188         if (IS_ERR(ordered)) {
1189                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1190                 ret = PTR_ERR(ordered);
1191                 goto out_free_reserve;
1192         }
1193         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1194
1195         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1196         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1197                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1198                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1199         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1200                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1201                             async_extent->nr_pages,
1202                             async_chunk->write_flags, true);
1203         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1204 done:
1205         if (async_chunk->blkcg_css)
1206                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1207         kfree(async_extent);
1208         return;
1209
1210 out_free_reserve:
1211         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1212         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1213 out_free:
1214         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1215         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1216                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1217                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1218                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1219                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1220                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1221         free_async_extent_pages(async_extent);
1222         if (async_chunk->blkcg_css)
1223                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1224         btrfs_debug(fs_info,
1225 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1226                     root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), start,
1227                     async_extent->ram_size, ret);
1228         kfree(async_extent);
1229 }
1230
1231 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1232                                       u64 num_bytes)
1233 {
1234         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1235         struct extent_map *em;
1236         u64 alloc_hint = 0;
1237
1238         read_lock(&em_tree->lock);
1239         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1240         if (em) {
1241                 /*
1242                  * if block start isn't an actual block number then find the
1243                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1244                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1245                  */
1246                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1247                         free_extent_map(em);
1248                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1249                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1250                                 alloc_hint = em->block_start;
1251                         if (em)
1252                                 free_extent_map(em);
1253                 } else {
1254                         alloc_hint = em->block_start;
1255                         free_extent_map(em);
1256                 }
1257         }
1258         read_unlock(&em_tree->lock);
1259
1260         return alloc_hint;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1265  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1266  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1267  * in ram to track those extents.
1268  *
1269  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1270  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1271  *
1272  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1273  *
1274  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1275  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1276  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1277  * the only page handled anyway).
1278  *
1279  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1280  * status depends on the passed in flags:
1281  *
1282  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1283  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1284  *
1285  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1286  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1287  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1288  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1289  * example.
1290  */
1291 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1292                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1293                                    u64 *done_offset,
1294                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1295 {
1296         struct btrfs_root *root = inode->root;
1297         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1298         u64 alloc_hint = 0;
1299         u64 orig_start = start;
1300         u64 num_bytes;
1301         unsigned long ram_size;
1302         u64 cur_alloc_size = 0;
1303         u64 min_alloc_size;
1304         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1305         struct btrfs_key ins;
1306         struct extent_map *em;
1307         unsigned clear_bits;
1308         unsigned long page_ops;
1309         bool extent_reserved = false;
1310         int ret = 0;
1311
1312         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1313                 ret = -EINVAL;
1314                 goto out_unlock;
1315         }
1316
1317         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1318         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1319         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1320
1321         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1322
1323         /*
1324          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1325          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1326          * is doing more writeback than what we want.
1327          *
1328          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1329          * where we only increase i_size after everything is done.
1330          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1331          * So here we skip inline extent creation completely.
1332          */
1333         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE && !no_inline) {
1334                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1335                                        end + 1);
1336
1337                 /* lets try to make an inline extent */
1338                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1339                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1340                 if (ret == 0) {
1341                         /*
1342                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1343                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1344                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1345                          * range.
1346                          */
1347                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1348                                      locked_page,
1349                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1350                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1351                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1352                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1353                         /*
1354                          * locked_page is locked by the caller of
1355                          * writepage_delalloc(), not locked by
1356                          * __process_pages_contig().
1357                          *
1358                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1359                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1360                          *
1361                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1362                          * can't determine if it's an inline extent or a
1363                          * compressed extent.
1364                          */
1365                         unlock_page(locked_page);
1366                         return 1;
1367                 } else if (ret < 0) {
1368                         goto out_unlock;
1369                 }
1370         }
1371
1372         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1373
1374         /*
1375          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1376          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1377          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1378          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1379          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1380          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1381          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1382          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1383          * items.
1384          */
1385         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1386                 min_alloc_size = num_bytes;
1387         else
1388                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1389
1390         while (num_bytes > 0) {
1391                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1392
1393                 cur_alloc_size = num_bytes;
1394                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1395                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1396                                            &ins, 1, 1);
1397                 if (ret < 0)
1398                         goto out_unlock;
1399                 cur_alloc_size = ins.offset;
1400                 extent_reserved = true;
1401
1402                 ram_size = ins.offset;
1403                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1404                                   start, /* orig_start */
1405                                   ins.objectid, /* block_start */
1406                                   ins.offset, /* block_len */
1407                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1408                                   ram_size, /* ram_bytes */
1409                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1410                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1411                 if (IS_ERR(em)) {
1412                         ret = PTR_ERR(em);
1413                         goto out_reserve;
1414                 }
1415                 free_extent_map(em);
1416
1417                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1418                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1419                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1420                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1421                 if (IS_ERR(ordered)) {
1422                         ret = PTR_ERR(ordered);
1423                         goto out_drop_extent_cache;
1424                 }
1425
1426                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1427                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1428
1429                         /*
1430                          * Only drop cache here, and process as normal.
1431                          *
1432                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1433                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1434                          * extent, as its meta should be freed by
1435                          * btrfs_finish_ordered_io().
1436                          *
1437                          * So we must continue until @start is increased to
1438                          * skip current ordered extent.
1439                          */
1440                         if (ret)
1441                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1442                                                             start + ram_size - 1,
1443                                                             false);
1444                 }
1445                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1446
1447                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1448
1449                 /*
1450                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1451                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1452                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1453                  *
1454                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1455                  * properly setup for writepage.
1456                  */
1457                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1458                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1459
1460                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1461                                              locked_page,
1462                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1463                                              page_ops);
1464                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1465                         num_bytes = 0;
1466                 else
1467                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1468                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1469                 start += cur_alloc_size;
1470                 extent_reserved = false;
1471
1472                 /*
1473                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1474                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1475                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1476                  */
1477                 if (ret)
1478                         goto out_unlock;
1479         }
1480         return ret;
1481
1482 out_drop_extent_cache:
1483         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1484 out_reserve:
1485         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1486         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1487 out_unlock:
1488         /*
1489          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1490          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1491          */
1492         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1493                 if (orig_start < start)
1494                         *done_offset = start - 1;
1495                 else
1496                         *done_offset = start;
1497                 return ret;
1498         } else if (ret == -EAGAIN) {
1499                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1500                 ret = -ENOSPC;
1501         }
1502
1503         /*
1504          * Now, we have three regions to clean up:
1505          *
1506          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1507          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1508          *
1509          * We process each region below.
1510          */
1511
1512         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1513                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1514         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1515
1516         /*
1517          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1518          * for this region. They are cleaned up by
1519          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1520          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1521          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1522          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1523          * function.
1524          *
1525          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1526          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1527          */
1528         if (keep_locked && orig_start < start) {
1529                 if (!locked_page)
1530                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1531                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1532                                              locked_page, 0, page_ops);
1533         }
1534
1535         /*
1536          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1537          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1538          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1539          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1540          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1541          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1542          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1543          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1544          */
1545         if (extent_reserved) {
1546                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1547                                              start + cur_alloc_size - 1,
1548                                              locked_page,
1549                                              clear_bits,
1550                                              page_ops);
1551                 start += cur_alloc_size;
1552         }
1553
1554         /*
1555          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1556          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1557          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1558          * btrfs_check_data_free_space().
1559          */
1560         if (start < end) {
1561                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1562                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1563                                              clear_bits, page_ops);
1564         }
1565         return ret;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1570  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1571  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1572  */
1573 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work)
1574 {
1575         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1576                                                      work);
1577         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1578         struct async_extent *async_extent;
1579         unsigned long nr_pages;
1580         u64 alloc_hint = 0;
1581
1582         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1583                 PAGE_SHIFT;
1584
1585         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1586                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1587                                           struct async_extent, list);
1588                 list_del(&async_extent->list);
1589                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1590         }
1591
1592         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1593         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1594             5 * SZ_1M)
1595                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1596 }
1597
1598 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1599 {
1600         struct async_chunk *async_chunk;
1601         struct async_cow *async_cow;
1602
1603         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1604         btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1605         if (async_chunk->blkcg_css)
1606                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1607
1608         async_cow = async_chunk->async_cow;
1609         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1610                 kvfree(async_cow);
1611 }
1612
1613 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1614                                     struct page *locked_page, u64 start,
1615                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1616 {
1617         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1618         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1619         struct async_cow *ctx;
1620         struct async_chunk *async_chunk;
1621         unsigned long nr_pages;
1622         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1623         int i;
1624         unsigned nofs_flag;
1625         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1626
1627         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1628         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1629         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1630         if (!ctx)
1631                 return false;
1632
1633         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1634         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1635
1636         async_chunk = ctx->chunks;
1637         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1638
1639         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1640                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1641
1642                 /*
1643                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1644                  * lightweight reference for the callback lifetime
1645                  */
1646                 ihold(&inode->vfs_inode);
1647                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1648                 async_chunk[i].inode = inode;
1649                 async_chunk[i].start = start;
1650                 async_chunk[i].end = cur_end;
1651                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1652                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1653
1654                 /*
1655                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1656                  * the original page we were actually given.  As we spread
1657                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1658                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1659                  *
1660                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1661                  * to unlock it.
1662                  */
1663                 if (locked_page) {
1664                         /*
1665                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1666                          * might not go through async.  We want all of them to
1667                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1668                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1669                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1670                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1671                          * against the first page.
1672                          */
1673                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1674                                                  cur_end - start);
1675                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1676                         locked_page = NULL;
1677                 } else {
1678                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1679                 }
1680
1681                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1682                         css_get(blkcg_css);
1683                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1684                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1685                 } else {
1686                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1687                 }
1688
1689                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1690                                 submit_compressed_extents, async_cow_free);
1691
1692                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1693                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1694
1695                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1696
1697                 start = cur_end + 1;
1698         }
1699         return true;
1700 }
1701
1702 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1703                                        struct page *locked_page, u64 start,
1704                                        u64 end, struct writeback_control *wbc)
1705 {
1706         u64 done_offset = end;
1707         int ret;
1708         bool locked_page_done = false;
1709
1710         while (start <= end) {
1711                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1712                                      true, false);
1713                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1714                         return ret;
1715
1716                 if (ret == 0)
1717                         done_offset = end;
1718
1719                 if (done_offset == start) {
1720                         wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1721                                        BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1722                                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1723                         continue;
1724                 }
1725
1726                 if (!locked_page_done) {
1727                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1728                         account_page_redirty(locked_page);
1729                 }
1730                 locked_page_done = true;
1731                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset,
1732                                           wbc, true);
1733                 start = done_offset + 1;
1734         }
1735
1736         return 1;
1737 }
1738
1739 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1740                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1741 {
1742         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1743         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1744         int ret;
1745         LIST_HEAD(list);
1746
1747         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1748                                       &list, 0, nowait);
1749         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1750                 return 0;
1751
1752         while (!list_empty(&list)) {
1753                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1754                 list_del(&sums->list);
1755                 kfree(sums);
1756         }
1757         if (ret < 0)
1758                 return ret;
1759         return 1;
1760 }
1761
1762 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1763                            const u64 start, const u64 end)
1764 {
1765         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1766         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1767         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1768         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1769         u64 range_start = start;
1770         u64 count;
1771         int ret;
1772
1773         /*
1774          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1775          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1776          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1777          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1778          * has the NOCOW bit set).
1779          *
1780          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1781          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1782          * scrub or relocation) we need to do the following:
1783          *
1784          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1785          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1786          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1787          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1788          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1789          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1790          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1791          *
1792          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1793          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1794          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1795          *    data space info, which we incremented in the step above.
1796          *
1797          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1798          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1799          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1800          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1801          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1802          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1803          * when starting writeback.
1804          */
1805         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1806                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1807         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1808                 u64 bytes = count;
1809                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1810                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1811
1812                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1813                         bytes = range_bytes;
1814
1815                 spin_lock(&sinfo->lock);
1816                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1817                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1818
1819                 if (count > 0)
1820                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1821                                          NULL);
1822         }
1823
1824         /*
1825          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1826          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1827          * doesn't work.
1828          */
1829         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1830         ASSERT(ret != 1);
1831         return ret;
1832 }
1833
1834 struct can_nocow_file_extent_args {
1835         /* Input fields. */
1836
1837         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1838         u64 start;
1839         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1840         u64 end;
1841         bool writeback_path;
1842         bool strict;
1843         /*
1844          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1845          * anymore.
1846          */
1847         bool free_path;
1848
1849         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1850
1851         u64 disk_bytenr;
1852         u64 disk_num_bytes;
1853         u64 extent_offset;
1854         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1855         u64 num_bytes;
1856 };
1857
1858 /*
1859  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1860  * This function may return with the path released, so the caller should check
1861  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1862  *
1863  * Returns: < 0 on error
1864  *            0 if we can not NOCOW
1865  *            1 if we can NOCOW
1866  */
1867 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1868                                  struct btrfs_key *key,
1869                                  struct btrfs_inode *inode,
1870                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1871 {
1872         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1873         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1874         struct btrfs_root *root = inode->root;
1875         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1876         u64 extent_end;
1877         u8 extent_type;
1878         int can_nocow = 0;
1879         int ret = 0;
1880         bool nowait = path->nowait;
1881
1882         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1883         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1884
1885         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1886                 goto out;
1887
1888         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1889         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1890         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1891         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1892
1893         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1894             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1895                 goto out;
1896
1897         /*
1898          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1899          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1900          * hence we must COW.
1901          */
1902         if (!args->strict &&
1903             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1904             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1905                 goto out;
1906
1907         /* An explicit hole, must COW. */
1908         if (args->disk_bytenr == 0)
1909                 goto out;
1910
1911         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1912         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1913             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1914             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1915                 goto out;
1916
1917         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1918
1919         /*
1920          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1921          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1922          * blocking other tasks for too long.
1923          */
1924         btrfs_release_path(path);
1925
1926         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1927                                     key->offset - args->extent_offset,
1928                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1929         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1930         if (ret != 0)
1931                 goto out;
1932
1933         if (args->free_path) {
1934                 /*
1935                  * We don't need the path anymore, plus through the
1936                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1937                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1938                  * memory usage.
1939                  */
1940                 btrfs_free_path(path);
1941                 path = NULL;
1942         }
1943
1944         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1945         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1946             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1947                 goto out;
1948
1949         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1950         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1951         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1952
1953         /*
1954          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1955          * given extent are either valid or do not exist.
1956          */
1957         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1958                                   nowait);
1959         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1960         if (ret != 0)
1961                 goto out;
1962
1963         can_nocow = 1;
1964  out:
1965         if (args->free_path && path)
1966                 btrfs_free_path(path);
1967
1968         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1973  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1974  *
1975  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1976  * blocks on disk
1977  */
1978 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1979                                        struct page *locked_page,
1980                                        const u64 start, const u64 end)
1981 {
1982         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1983         struct btrfs_root *root = inode->root;
1984         struct btrfs_path *path;
1985         u64 cow_start = (u64)-1;
1986         u64 cur_offset = start;
1987         int ret;
1988         bool check_prev = true;
1989         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1990         struct btrfs_block_group *bg;
1991         bool nocow = false;
1992         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1993
1994         path = btrfs_alloc_path();
1995         if (!path) {
1996                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1997                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1998                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1999                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
2000                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2001                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2002                 return -ENOMEM;
2003         }
2004
2005         nocow_args.end = end;
2006         nocow_args.writeback_path = true;
2007
2008         while (1) {
2009                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2010                 struct btrfs_key found_key;
2011                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2012                 struct extent_buffer *leaf;
2013                 u64 extent_end;
2014                 u64 ram_bytes;
2015                 u64 nocow_end;
2016                 int extent_type;
2017                 bool is_prealloc;
2018
2019                 nocow = false;
2020
2021                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2022                                                cur_offset, 0);
2023                 if (ret < 0)
2024                         goto error;
2025
2026                 /*
2027                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2028                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2029                  * one containing the search offset
2030                  */
2031                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2032                         leaf = path->nodes[0];
2033                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2034                                               path->slots[0] - 1);
2035                         if (found_key.objectid == ino &&
2036                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2037                                 path->slots[0]--;
2038                 }
2039                 check_prev = false;
2040 next_slot:
2041                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2042                 leaf = path->nodes[0];
2043                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2044                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2045                         if (ret < 0) {
2046                                 if (cow_start != (u64)-1)
2047                                         cur_offset = cow_start;
2048                                 goto error;
2049                         }
2050                         if (ret > 0)
2051                                 break;
2052                         leaf = path->nodes[0];
2053                 }
2054
2055                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2056
2057                 /* Didn't find anything for our INO */
2058                 if (found_key.objectid > ino)
2059                         break;
2060                 /*
2061                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2062                  * more extents for this inode
2063                  */
2064                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2065                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2066                         path->slots[0]++;
2067                         goto next_slot;
2068                 }
2069
2070                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2071                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2072                     found_key.offset > end)
2073                         break;
2074
2075                 /*
2076                  * If the found extent starts after requested offset, then
2077                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2078                  */
2079                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2080                         extent_end = found_key.offset;
2081                         extent_type = 0;
2082                         goto out_check;
2083                 }
2084
2085                 /*
2086                  * Found extent which begins before our range and potentially
2087                  * intersect it
2088                  */
2089                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2090                                     struct btrfs_file_extent_item);
2091                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2092                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2093                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2094                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2095                         ret = -EUCLEAN;
2096                         goto error;
2097                 }
2098                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2099                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2100
2101                 /*
2102                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2103                  * the next extent.
2104                  */
2105                 if (extent_end <= cur_offset) {
2106                         path->slots[0]++;
2107                         goto next_slot;
2108                 }
2109
2110                 nocow_args.start = cur_offset;
2111                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2112                 if (ret < 0) {
2113                         if (cow_start != (u64)-1)
2114                                 cur_offset = cow_start;
2115                         goto error;
2116                 } else if (ret == 0) {
2117                         goto out_check;
2118                 }
2119
2120                 ret = 0;
2121                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2122                 if (bg)
2123                         nocow = true;
2124 out_check:
2125                 /*
2126                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2127                  * that needs to be COWed
2128                  */
2129                 if (!nocow) {
2130                         if (cow_start == (u64)-1)
2131                                 cow_start = cur_offset;
2132                         cur_offset = extent_end;
2133                         if (cur_offset > end)
2134                                 break;
2135                         if (!path->nodes[0])
2136                                 continue;
2137                         path->slots[0]++;
2138                         goto next_slot;
2139                 }
2140
2141                 /*
2142                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2143                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2144                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2145                  */
2146                 if (cow_start != (u64)-1) {
2147                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2148                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2149                         if (ret)
2150                                 goto error;
2151                         cow_start = (u64)-1;
2152                 }
2153
2154                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2155                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2156                 if (is_prealloc) {
2157                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2158                         struct extent_map *em;
2159
2160                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2161                                           orig_start,
2162                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2163                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2164                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2165                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2166                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2167                         if (IS_ERR(em)) {
2168                                 ret = PTR_ERR(em);
2169                                 goto error;
2170                         }
2171                         free_extent_map(em);
2172                 }
2173
2174                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2175                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2176                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2177                                 is_prealloc
2178                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2179                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2180                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2181                 if (IS_ERR(ordered)) {
2182                         if (is_prealloc) {
2183                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2184                                                             nocow_end, false);
2185                         }
2186                         ret = PTR_ERR(ordered);
2187                         goto error;
2188                 }
2189
2190                 if (nocow) {
2191                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2192                         nocow = false;
2193                 }
2194
2195                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2196                         /*
2197                          * Error handled later, as we must prevent
2198                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2199                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2200                          */
2201                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2202                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2203
2204                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2205                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2206                                              EXTENT_DELALLOC |
2207                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2208                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2209
2210                 cur_offset = extent_end;
2211
2212                 /*
2213                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2214                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2215                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2216                  */
2217                 if (ret)
2218                         goto error;
2219                 if (cur_offset > end)
2220                         break;
2221         }
2222         btrfs_release_path(path);
2223
2224         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2225                 cow_start = cur_offset;
2226
2227         if (cow_start != (u64)-1) {
2228                 cur_offset = end;
2229                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2230                 if (ret)
2231                         goto error;
2232         }
2233
2234 error:
2235         if (nocow)
2236                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2237
2238         if (ret && cur_offset < end)
2239                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2240                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2241                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2242                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2243                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2244                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2245         btrfs_free_path(path);
2246         return ret;
2247 }
2248
2249 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2250 {
2251         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2252                 if (inode->defrag_bytes &&
2253                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2254                                    0, NULL))
2255                         return false;
2256                 return true;
2257         }
2258         return false;
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2263  * being touched for the first time.
2264  */
2265 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2266                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2267 {
2268         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2269         int ret;
2270
2271         /*
2272          * The range must cover part of the @locked_page, or a return of 1
2273          * can confuse the caller.
2274          */
2275         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2276                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2277
2278         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2279                 /*
2280                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2281                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2282                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2283                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2284                  * preallocated inodes.
2285                  */
2286                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2287                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end);
2288                 goto out;
2289         }
2290
2291         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2292             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2293             run_delalloc_compressed(inode, locked_page, start, end, wbc))
2294                 return 1;
2295
2296         if (zoned)
2297                 ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end, wbc);
2298         else
2299                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL,
2300                                      false, false);
2301
2302 out:
2303         if (ret < 0)
2304                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2305                                               end - start + 1);
2306         return ret;
2307 }
2308
2309 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2310                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2311 {
2312         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2313         u64 size;
2314
2315         /* not delalloc, ignore it */
2316         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2317                 return;
2318
2319         size = orig->end - orig->start + 1;
2320         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2321                 u32 num_extents;
2322                 u64 new_size;
2323
2324                 /*
2325                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2326                  * applies here, just in reverse.
2327                  */
2328                 new_size = orig->end - split + 1;
2329                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2330                 new_size = split - orig->start;
2331                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2332                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2333                         return;
2334         }
2335
2336         spin_lock(&inode->lock);
2337         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2338         spin_unlock(&inode->lock);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2343  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2344  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2345  */
2346 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2347                                  struct extent_state *other)
2348 {
2349         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2350         u64 new_size, old_size;
2351         u32 num_extents;
2352
2353         /* not delalloc, ignore it */
2354         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2355                 return;
2356
2357         if (new->start > other->start)
2358                 new_size = new->end - other->start + 1;
2359         else
2360                 new_size = other->end - new->start + 1;
2361
2362         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2363         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2364                 spin_lock(&inode->lock);
2365                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2366                 spin_unlock(&inode->lock);
2367                 return;
2368         }
2369
2370         /*
2371          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2372          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2373          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2374          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2375          *
2376          * [ 4k][MAX_SIZE]
2377          *
2378          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2379          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2380          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2381          *
2382          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2383          *
2384          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2385          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2386          * this case.
2387          */
2388         old_size = other->end - other->start + 1;
2389         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2390         old_size = new->end - new->start + 1;
2391         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2392         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2393                 return;
2394
2395         spin_lock(&inode->lock);
2396         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2397         spin_unlock(&inode->lock);
2398 }
2399
2400 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2401                                       struct btrfs_inode *inode)
2402 {
2403         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2404
2405         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2406         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2407                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2408                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2409                 root->nr_delalloc_inodes++;
2410                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2411                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2412                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2413                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2414                                       &fs_info->delalloc_roots);
2415                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2416                 }
2417         }
2418         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2419 }
2420
2421 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2422                                 struct btrfs_inode *inode)
2423 {
2424         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2425
2426         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2427                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2428                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2429                           &inode->runtime_flags);
2430                 root->nr_delalloc_inodes--;
2431                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2432                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2433                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2434                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2435                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2436                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2437                 }
2438         }
2439 }
2440
2441 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2442                                      struct btrfs_inode *inode)
2443 {
2444         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2445         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2446         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2451  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2452  */
2453 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2454                                u32 bits)
2455 {
2456         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2457
2458         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2459                 WARN_ON(1);
2460         /*
2461          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2462          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2463          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2464          */
2465         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2466                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2467                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2468                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2469                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2470
2471                 spin_lock(&inode->lock);
2472                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2473                 spin_unlock(&inode->lock);
2474
2475                 /* For sanity tests */
2476                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2477                         return;
2478
2479                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2480                                          fs_info->delalloc_batch);
2481                 spin_lock(&inode->lock);
2482                 inode->delalloc_bytes += len;
2483                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2484                         inode->defrag_bytes += len;
2485                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2486                                          &inode->runtime_flags))
2487                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2488                 spin_unlock(&inode->lock);
2489         }
2490
2491         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2492             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2493                 spin_lock(&inode->lock);
2494                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2495                 spin_unlock(&inode->lock);
2496         }
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2501  * accounting happens.
2502  */
2503 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2504                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2505 {
2506         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2507         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2508         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2509
2510         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2511                 spin_lock(&inode->lock);
2512                 inode->defrag_bytes -= len;
2513                 spin_unlock(&inode->lock);
2514         }
2515
2516         /*
2517          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2518          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2519          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2520          */
2521         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2522                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2523                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2524
2525                 spin_lock(&inode->lock);
2526                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2527                 spin_unlock(&inode->lock);
2528
2529                 /*
2530                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2531                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2532                  * error.
2533                  */
2534                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2535                     root != fs_info->tree_root)
2536                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2537
2538                 /* For sanity tests. */
2539                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2540                         return;
2541
2542                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2543                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2544                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2545                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2546
2547                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2548                                          fs_info->delalloc_batch);
2549                 spin_lock(&inode->lock);
2550                 inode->delalloc_bytes -= len;
2551                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2552                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2553                                         &inode->runtime_flags))
2554                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2555                 spin_unlock(&inode->lock);
2556         }
2557
2558         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2559             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2560                 spin_lock(&inode->lock);
2561                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2562                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2563                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2564                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2565                 spin_unlock(&inode->lock);
2566         }
2567 }
2568
2569 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2570                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2571 {
2572         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2573         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2574         struct btrfs_ordered_extent *new;
2575         int ret;
2576
2577         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2578         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2579                 return -EINVAL;
2580
2581         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2582         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2583                 refcount_inc(&ordered->refs);
2584                 bbio->ordered = ordered;
2585                 return 0;
2586         }
2587
2588         /*
2589          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2590          * a pre-existing one.
2591          */
2592         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2593                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2594                                        ordered->num_bytes, len,
2595                                        ordered->disk_bytenr);
2596                 if (ret)
2597                         return ret;
2598         }
2599
2600         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2601         if (IS_ERR(new))
2602                 return PTR_ERR(new);
2603         bbio->ordered = new;
2604         return 0;
2605 }
2606
2607 /*
2608  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2609  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2610  */
2611 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2612                              struct list_head *list)
2613 {
2614         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2615         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2616         int ret;
2617
2618         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2619                 trans->adding_csums = true;
2620                 if (!csum_root)
2621                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2622                                                     sum->logical);
2623                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2624                 trans->adding_csums = false;
2625                 if (ret)
2626                         return ret;
2627         }
2628         return 0;
2629 }
2630
2631 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2632                                          const u64 start,
2633                                          const u64 len,
2634                                          struct extent_state **cached_state)
2635 {
2636         u64 search_start = start;
2637         const u64 end = start + len - 1;
2638
2639         while (search_start < end) {
2640                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2641                 struct extent_map *em;
2642                 u64 em_len;
2643                 int ret = 0;
2644
2645                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2646                 if (IS_ERR(em))
2647                         return PTR_ERR(em);
2648
2649                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2650                         goto next;
2651
2652                 em_len = em->len;
2653                 if (em->start < search_start)
2654                         em_len -= search_start - em->start;
2655                 if (em_len > search_len)
2656                         em_len = search_len;
2657
2658                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2659                                      search_start + em_len - 1,
2660                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2661 next:
2662                 search_start = extent_map_end(em);
2663                 free_extent_map(em);
2664                 if (ret)
2665                         return ret;
2666         }
2667         return 0;
2668 }
2669
2670 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2671                               unsigned int extra_bits,
2672                               struct extent_state **cached_state)
2673 {
2674         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2675
2676         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2677             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2678                 /*
2679                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2680                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2681                  */
2682                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2683         } else {
2684                 int ret;
2685
2686                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2687                                                     end + 1 - start,
2688                                                     cached_state);
2689                 if (ret)
2690                         return ret;
2691         }
2692
2693         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2694                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2695 }
2696
2697 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2698 struct btrfs_writepage_fixup {
2699         struct page *page;
2700         struct btrfs_inode *inode;
2701         struct btrfs_work work;
2702 };
2703
2704 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2705 {
2706         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2707                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2708         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2709         struct extent_state *cached_state = NULL;
2710         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2711         struct page *page = fixup->page;
2712         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2713         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2714         u64 page_start = page_offset(page);
2715         u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2716         int ret = 0;
2717         bool free_delalloc_space = true;
2718
2719         /*
2720          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2721          * we take the page lock.
2722          */
2723         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2724                                            PAGE_SIZE);
2725 again:
2726         lock_page(page);
2727
2728         /*
2729          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2730          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2731          * address space.
2732          */
2733         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2734                 /*
2735                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2736                  *
2737                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2738                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2739                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2740                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2741                  *    while waiting for the ordered extent.
2742                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2743                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2744                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2745                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2746                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2747                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2748                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2749                  *    when the page was already properly dealt with.
2750                  */
2751                 if (!ret) {
2752                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2753                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2754                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2755                                                      true);
2756                 }
2757                 ret = 0;
2758                 goto out_page;
2759         }
2760
2761         /*
2762          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2763          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2764          */
2765         if (ret)
2766                 goto out_page;
2767
2768         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2769
2770         /* already ordered? We're done */
2771         if (PageOrdered(page))
2772                 goto out_reserved;
2773
2774         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2775         if (ordered) {
2776                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2777                               &cached_state);
2778                 unlock_page(page);
2779                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2780                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2781                 goto again;
2782         }
2783
2784         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2785                                         &cached_state);
2786         if (ret)
2787                 goto out_reserved;
2788
2789         /*
2790          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2791          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2792          * destination.
2793          *
2794          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2795          */
2796         BUG_ON(!PageDirty(page));
2797         free_delalloc_space = false;
2798 out_reserved:
2799         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2800         if (free_delalloc_space)
2801                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2802                                              PAGE_SIZE, true);
2803         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2804 out_page:
2805         if (ret) {
2806                 /*
2807                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2808                  * to reflect the errors and clean the page.
2809                  */
2810                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2811                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, page_start,
2812                                                PAGE_SIZE, !ret);
2813                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2814                 clear_page_dirty_for_io(page);
2815         }
2816         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2817         unlock_page(page);
2818         put_page(page);
2819         kfree(fixup);
2820         extent_changeset_free(data_reserved);
2821         /*
2822          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2823          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2824          * deadlock.
2825          */
2826         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2827 }
2828
2829 /*
2830  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2831  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2832  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2833  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2834  *
2835  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2836  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2837  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2838  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2839  */
2840 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2841 {
2842         struct inode *inode = page->mapping->host;
2843         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2844         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2845
2846         /* This page has ordered extent covering it already */
2847         if (PageOrdered(page))
2848                 return 0;
2849
2850         /*
2851          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2852          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2853          *
2854          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2855          * EAGAIN.
2856          */
2857         if (PageChecked(page))
2858                 return -EAGAIN;
2859
2860         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2861         if (!fixup)
2862                 return -EAGAIN;
2863
2864         /*
2865          * We are already holding a reference to this inode from
2866          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2867          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2868          * page->mapping outside of the page lock.
2869          */
2870         ihold(inode);
2871         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2872         get_page(page);
2873         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2874         fixup->page = page;
2875         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2876         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2877
2878         return -EAGAIN;
2879 }
2880
2881 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2882                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2883                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2884                                        const bool update_inode_bytes,
2885                                        u64 qgroup_reserved)
2886 {
2887         struct btrfs_root *root = inode->root;
2888         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2889         struct btrfs_path *path;
2890         struct extent_buffer *leaf;
2891         struct btrfs_key ins;
2892         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2893         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2894         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2895         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2896         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2897         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2898         int ret;
2899
2900         path = btrfs_alloc_path();
2901         if (!path)
2902                 return -ENOMEM;
2903
2904         /*
2905          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2906          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2907          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2908          *
2909          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2910          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2911          * with the others.
2912          */
2913         drop_args.path = path;
2914         drop_args.start = file_pos;
2915         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2916         drop_args.replace_extent = true;
2917         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2918         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2919         if (ret)
2920                 goto out;
2921
2922         if (!drop_args.extent_inserted) {
2923                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2924                 ins.offset = file_pos;
2925                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2926
2927                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2928                                               sizeof(*stack_fi));
2929                 if (ret)
2930                         goto out;
2931         }
2932         leaf = path->nodes[0];
2933         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2934         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2935                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2936                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2937
2938         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2939         btrfs_release_path(path);
2940
2941         /*
2942          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2943          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2944          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2945          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2946          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2947          */
2948         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2949                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2950
2951                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2952                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2953                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2954                 num_bytes -= sectorsize;
2955         }
2956
2957         if (update_inode_bytes)
2958                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2959
2960         ins.objectid = disk_bytenr;
2961         ins.offset = disk_num_bytes;
2962         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2963
2964         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2965         if (ret)
2966                 goto out;
2967
2968         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2969                                                file_pos - offset,
2970                                                qgroup_reserved, &ins);
2971 out:
2972         btrfs_free_path(path);
2973
2974         return ret;
2975 }
2976
2977 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2978                                          u64 start, u64 len)
2979 {
2980         struct btrfs_block_group *cache;
2981
2982         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2983         ASSERT(cache);
2984
2985         spin_lock(&cache->lock);
2986         cache->delalloc_bytes -= len;
2987         spin_unlock(&cache->lock);
2988
2989         btrfs_put_block_group(cache);
2990 }
2991
2992 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2993                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
2994 {
2995         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
2996         bool update_inode_bytes;
2997         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
2998         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
2999
3000         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3001         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3002         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3003         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3004                                                    oe->disk_num_bytes);
3005         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3006         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3007                 num_bytes = oe->truncated_len;
3008                 ram_bytes = num_bytes;
3009         }
3010         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3011         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3012         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3013         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3014
3015         /*
3016          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3017          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3018          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3019          * except if the ordered extent was truncated.
3020          */
3021         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3022                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3023                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3024
3025         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3026                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3027                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3028 }
3029
3030 /*
3031  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3032  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3033  * fully written.
3034  */
3035 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3036 {
3037         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3038         struct btrfs_root *root = inode->root;
3039         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3040         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3041         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3042         struct extent_state *cached_state = NULL;
3043         u64 start, end;
3044         int compress_type = 0;
3045         int ret = 0;
3046         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3047         bool freespace_inode;
3048         bool truncated = false;
3049         bool clear_reserved_extent = true;
3050         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3051
3052         start = ordered_extent->file_offset;
3053         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3054
3055         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3056             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3057             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3058             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3059                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3060
3061         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3062         if (!freespace_inode)
3063                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3064
3065         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3066                 ret = -EIO;
3067                 goto out;
3068         }
3069
3070         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3071                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3072                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3073
3074         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3075                 truncated = true;
3076                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3077                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3078                 if (!logical_len)
3079                         goto out;
3080         }
3081
3082         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3083                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3084
3085                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3086                 if (freespace_inode)
3087                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3088                 else
3089                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3090                 if (IS_ERR(trans)) {
3091                         ret = PTR_ERR(trans);
3092                         trans = NULL;
3093                         goto out;
3094                 }
3095                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3096                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3097                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3098                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3099                 goto out;
3100         }
3101
3102         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3103         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3104
3105         if (freespace_inode)
3106                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3107         else
3108                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3109         if (IS_ERR(trans)) {
3110                 ret = PTR_ERR(trans);
3111                 trans = NULL;
3112                 goto out;
3113         }
3114
3115         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3116
3117         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3118                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3119         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3120                 BUG_ON(compress_type);
3121                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3122                                                 ordered_extent->file_offset,
3123                                                 ordered_extent->file_offset +
3124                                                 logical_len);
3125                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3126                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3127         } else {
3128                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3129                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3130                 if (!ret) {
3131                         clear_reserved_extent = false;
3132                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3133                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3134                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3135                 }
3136         }
3137         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3138                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3139         if (ret < 0) {
3140                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3141                 goto out;
3142         }
3143
3144         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3145         if (ret) {
3146                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3147                 goto out;
3148         }
3149
3150         /*
3151          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3152          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3153          * before updating the inode item.
3154          */
3155         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3156             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3157                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3158                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3159                                  &cached_state);
3160
3161         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3162         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3163         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3164                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3165                 goto out;
3166         }
3167         ret = 0;
3168 out:
3169         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3170                          &cached_state);
3171
3172         if (trans)
3173                 btrfs_end_transaction(trans);
3174
3175         if (ret || truncated) {
3176                 u64 unwritten_start = start;
3177
3178                 /*
3179                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3180                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3181                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3182                  * already set.  Any error during writeback would have already
3183                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3184                  * marking this ordered extent as failed.
3185                  */
3186                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3187                                              &ordered_extent->flags))
3188                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3189
3190                 if (truncated)
3191                         unwritten_start += logical_len;
3192                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3193
3194                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3195                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3196
3197                 /*
3198                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3199                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3200                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3201                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3202                  *
3203                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3204                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3205                  * has already been done.
3206                  */
3207                 if ((ret || !logical_len) &&
3208                     clear_reserved_extent &&
3209                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3210                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3211                         /*
3212                          * Discard the range before returning it back to the
3213                          * free space pool
3214                          */
3215                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3216                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3217                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3218                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3219                                                 NULL);
3220                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3221                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3222                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3223                         /*
3224                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3225                          * the ordered extent was created.
3226                          */
3227                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, inode->root->root_key.objectid,
3228                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3229                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3230                 }
3231         }
3232
3233         /*
3234          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3235          * updating everything for this ordered extent.
3236          */
3237         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3238
3239         /* once for us */
3240         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3241         /* once for the tree */
3242         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3243
3244         return ret;
3245 }
3246
3247 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3248 {
3249         if (btrfs_is_zoned(btrfs_sb(ordered->inode->i_sb)) &&
3250             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags))
3251                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3252         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3253 }
3254
3255 /*
3256  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3257  * on the type of I/O.
3258  */
3259 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3260                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3261 {
3262         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3263         char *kaddr;
3264
3265         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3266
3267         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3268
3269         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3270         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3271         kunmap_local(kaddr);
3272
3273         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3274                 return -EIO;
3275         return 0;
3276 }
3277
3278 /*
3279  * Verify the checksum of a single data sector.
3280  *
3281  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3282  * @dev:        device the sector is on
3283  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3284  * @bv:         bio_vec to check
3285  *
3286  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3287  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3288  *
3289  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3290  */
3291 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3292                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3293 {
3294         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3295         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3296         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3297         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3298         u8 *csum_expected;
3299         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3300
3301         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3302
3303         if (!bbio->csum)
3304                 return true;
3305
3306         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3307             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3308                            1, NULL)) {
3309                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3310                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3311                                   EXTENT_NODATASUM);
3312                 return true;
3313         }
3314
3315         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3316                                 fs_info->csum_size;
3317         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3318                                     csum_expected))
3319                 goto zeroit;
3320         return true;
3321
3322 zeroit:
3323         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3324                                     bbio->mirror_num);
3325         if (dev)
3326                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3327         memzero_bvec(bv);
3328         return false;
3329 }
3330
3331 /*
3332  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3333  *
3334  * @inode: The inode we want to perform iput on
3335  *
3336  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3337  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3338  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3339  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3340  */
3341 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3342 {
3343         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3344         unsigned long flags;
3345
3346         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3347                 return;
3348
3349         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3350         /*
3351          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3352          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3353          * context.
3354          */
3355         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3356         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3357         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3358         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3359         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3360                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3361 }
3362
3363 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3364                                     struct btrfs_inode *inode)
3365 {
3366         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3367         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3368         iput(&inode->vfs_inode);
3369         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3370                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3371         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3372 }
3373
3374 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3375                                    struct btrfs_inode *inode)
3376 {
3377         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3378                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3379                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3380                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3381                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3382         }
3383 }
3384
3385 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3386 {
3387         /*
3388          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3389          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3390          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3391          * prevent a deadlock.
3392          */
3393         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3394         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3395                 struct btrfs_inode *inode;
3396
3397                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3398                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3399                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3400                 if (need_resched()) {
3401                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3402                         cond_resched();
3403                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3404                 }
3405         }
3406         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3407 }
3408
3409 /*
3410  * Wait for flushing all delayed iputs
3411  *
3412  * @fs_info:  the filesystem
3413  *
3414  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3415  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3416  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3417  * that might get blocked on the iputs.
3418  *
3419  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3420  */
3421 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3422 {
3423         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3424                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3425         if (ret)
3426                 return -EINTR;
3427         return 0;
3428 }
3429
3430 /*
3431  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3432  * in the middle of an unlink.
3433  */
3434 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3435                      struct btrfs_inode *inode)
3436 {
3437         int ret;
3438
3439         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3440         if (ret && ret != -EEXIST) {
3441                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3442                 return ret;
3443         }
3444
3445         return 0;
3446 }
3447
3448 /*
3449  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3450  * this particular inode.
3451  */
3452 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3453                             struct btrfs_inode *inode)
3454 {
3455         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3456 }
3457
3458 /*
3459  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3460  * of this root.
3461  */
3462 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3463 {
3464         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3465         struct btrfs_path *path;
3466         struct extent_buffer *leaf;
3467         struct btrfs_key key, found_key;
3468         struct btrfs_trans_handle *trans;
3469         struct inode *inode;
3470         u64 last_objectid = 0;
3471         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3472
3473         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3474                 return 0;
3475
3476         path = btrfs_alloc_path();
3477         if (!path) {
3478                 ret = -ENOMEM;
3479                 goto out;
3480         }
3481         path->reada = READA_BACK;
3482
3483         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3484         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3485         key.offset = (u64)-1;
3486
3487         while (1) {
3488                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3489                 if (ret < 0)
3490                         goto out;
3491
3492                 /*
3493                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3494                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3495                  * find the key and see if we have stuff that matches
3496                  */
3497                 if (ret > 0) {
3498                         ret = 0;
3499                         if (path->slots[0] == 0)
3500                                 break;
3501                         path->slots[0]--;
3502                 }
3503
3504                 /* pull out the item */
3505                 leaf = path->nodes[0];
3506                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3507
3508                 /* make sure the item matches what we want */
3509                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3510                         break;
3511                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3512                         break;
3513
3514                 /* release the path since we're done with it */
3515                 btrfs_release_path(path);
3516
3517                 /*
3518                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3519                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3520                  * offset of the orphan item.
3521                  */
3522
3523                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3524                         btrfs_err(fs_info,
3525                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3526                         ret = -EINVAL;
3527                         goto out;
3528                 }
3529
3530                 last_objectid = found_key.offset;
3531
3532                 found_key.objectid = found_key.offset;
3533                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3534                 found_key.offset = 0;
3535                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3536                 if (IS_ERR(inode)) {
3537                         ret = PTR_ERR(inode);
3538                         inode = NULL;
3539                         if (ret != -ENOENT)
3540                                 goto out;
3541                 }
3542
3543                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3544                         struct btrfs_root *dead_root;
3545                         int is_dead_root = 0;
3546
3547                         /*
3548                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3549                          * could come from 2 sources:
3550                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3551                          *  b) a free space cache inode
3552                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3553                          * for a root must not get deleted before the deletion
3554                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3555                          *
3556                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3557                          * found all deleted roots and loaded them into
3558                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3559                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3560                          * up the root from that radix tree.
3561                          */
3562
3563                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3564                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3565                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3566                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3567                                 is_dead_root = 1;
3568                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3569
3570                         if (is_dead_root) {
3571                                 /* prevent this orphan from being found again */
3572                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3573                                 continue;
3574                         }
3575
3576                 }
3577
3578                 /*
3579                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3580                  * possibilities:
3581                  *
3582                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3583                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3584                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3585                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3586
3587                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3588                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3589                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3590                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3591                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3592                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3593                  *
3594                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3595                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3596                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3597                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3598                  * the orphan item.
3599                  *
3600                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3601                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3602                  * but either way, we can delete the orphan item.
3603                  */
3604                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3605                         if (inode) {
3606                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3607                                 iput(inode);
3608                                 inode = NULL;
3609                                 if (ret)
3610                                         goto out;
3611                         }
3612                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3613                         if (IS_ERR(trans)) {
3614                                 ret = PTR_ERR(trans);
3615                                 goto out;
3616                         }
3617                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3618                                     found_key.objectid);
3619                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3620                                                     found_key.objectid);
3621                         btrfs_end_transaction(trans);
3622                         if (ret)
3623                                 goto out;
3624                         continue;
3625                 }
3626
3627                 nr_unlink++;
3628
3629                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3630                 iput(inode);
3631         }
3632         /* release the path since we're done with it */
3633         btrfs_release_path(path);
3634
3635         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3636                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3637                 if (!IS_ERR(trans))
3638                         btrfs_end_transaction(trans);
3639         }
3640
3641         if (nr_unlink)
3642                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3643
3644 out:
3645         if (ret)
3646                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3647         btrfs_free_path(path);
3648         return ret;
3649 }
3650
3651 /*
3652  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3653  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3654  *
3655  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3656  */
3657 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3658                                           int slot, u64 objectid,
3659                                           int *first_xattr_slot)
3660 {
3661         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3662         struct btrfs_key found_key;
3663         static u64 xattr_access = 0;
3664         static u64 xattr_default = 0;
3665         int scanned = 0;
3666
3667         if (!xattr_access) {
3668                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3669                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3670                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3671                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3672         }
3673
3674         slot++;
3675         *first_xattr_slot = -1;
3676         while (slot < nritems) {
3677                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3678
3679                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3680                 if (found_key.objectid != objectid)
3681                         return 0;
3682
3683                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3684                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3685                         if (*first_xattr_slot == -1)
3686                                 *first_xattr_slot = slot;
3687                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3688                             found_key.offset == xattr_default)
3689                                 return 1;
3690                 }
3691
3692                 /*
3693                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3694                  * be any acls later on
3695                  */
3696                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3697                         return 0;
3698
3699                 slot++;
3700                 scanned++;
3701
3702                 /*
3703                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3704                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3705                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3706                  * this is just an optimization
3707                  */
3708                 if (scanned >= 8)
3709                         break;
3710         }
3711         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3712          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3713          * has acls
3714          */
3715         if (*first_xattr_slot == -1)
3716                 *first_xattr_slot = slot;
3717         return 1;
3718 }
3719
3720 /*
3721  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3722  */
3723 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3724                                    struct btrfs_path *in_path)
3725 {
3726         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3727         struct btrfs_path *path = in_path;
3728         struct extent_buffer *leaf;
3729         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3730         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3731         struct btrfs_key location;
3732         unsigned long ptr;
3733         int maybe_acls;
3734         u32 rdev;
3735         int ret;
3736         bool filled = false;
3737         int first_xattr_slot;
3738
3739         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3740         if (!ret)
3741                 filled = true;
3742
3743         if (!path) {
3744                 path = btrfs_alloc_path();
3745                 if (!path)
3746                         return -ENOMEM;
3747         }
3748
3749         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3750
3751         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3752         if (ret) {
3753                 if (path != in_path)
3754                         btrfs_free_path(path);
3755                 return ret;
3756         }
3757
3758         leaf = path->nodes[0];
3759
3760         if (filled)
3761                 goto cache_index;
3762
3763         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3764                                     struct btrfs_inode_item);
3765         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3766         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3767         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3768         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3769         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3770         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3771                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3772
3773         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3774         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3775
3776         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3777         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3778
3779         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3780         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3781
3782         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3783                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3784         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3785                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3786
3787         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3788         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3789         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3790
3791         inode_set_iversion_queried(inode,
3792                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3793         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3794         inode->i_rdev = 0;
3795         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3796
3797         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3798         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3799                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3800
3801 cache_index:
3802         /*
3803          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3804          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3805          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3806          * cache.
3807          *
3808          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3809          * in delayed_nodes_tree.
3810          */
3811         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3812                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3813                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3814
3815         /*
3816          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3817          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3818          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3819          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3820          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3821          * replayed. For example, in the scenario:
3822          *
3823          * touch mydir/foo
3824          * ln mydir/foo mydir/bar
3825          * sync
3826          * unlink mydir/bar
3827          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3828          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3829          * <power failure>
3830          * mount fs, triggers fsync log replay
3831          *
3832          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3833          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3834          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3835          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3836          *
3837          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3838          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3839          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3840          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3841          */
3842         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3843
3844         /*
3845          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3846          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3847          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3848          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3849          */
3850         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3851
3852         path->slots[0]++;
3853         if (inode->i_nlink != 1 ||
3854             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3855                 goto cache_acl;
3856
3857         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3858         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3859                 goto cache_acl;
3860
3861         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3862         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3863                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3864
3865                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3866                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3867         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3868                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3869
3870                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3871                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3872                                                                      extref);
3873         }
3874 cache_acl:
3875         /*
3876          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3877          * any xattrs or acls
3878          */
3879         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3880                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3881         if (first_xattr_slot != -1) {
3882                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3883                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3884                 if (ret)
3885                         btrfs_err(fs_info,
3886                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3887                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3888                                   root->root_key.objectid, ret);
3889         }
3890         if (path != in_path)
3891                 btrfs_free_path(path);
3892
3893         if (!maybe_acls)
3894                 cache_no_acl(inode);
3895
3896         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3897         case S_IFREG:
3898                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3899                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3900                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3901                 break;
3902         case S_IFDIR:
3903                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3904                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3905                 break;
3906         case S_IFLNK:
3907                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3908                 inode_nohighmem(inode);
3909                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3910                 break;
3911         default:
3912                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3913                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3914                 break;
3915         }
3916
3917         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3918         return 0;
3919 }
3920
3921 /*
3922  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3923  */
3924 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3925                             struct extent_buffer *leaf,
3926                             struct btrfs_inode_item *item,
3927                             struct inode *inode)
3928 {
3929         struct btrfs_map_token token;
3930         u64 flags;
3931
3932         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3933
3934         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3935         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3936         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3937         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3938         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3939
3940         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3941                                      inode->i_atime.tv_sec);
3942         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3943                                       inode->i_atime.tv_nsec);
3944
3945         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3946                                      inode->i_mtime.tv_sec);
3947         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3948                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
3949
3950         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3951                                      inode->i_ctime.tv_sec);
3952         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3953                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
3954
3955         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
3956                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
3957         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
3958                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
3959
3960         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3961         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3962                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3963         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
3964         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
3965         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
3966         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
3967                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3968         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
3969         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
3970 }
3971
3972 /*
3973  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3974  */
3975 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3976                                 struct btrfs_root *root,
3977                                 struct btrfs_inode *inode)
3978 {
3979         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3980         struct btrfs_path *path;
3981         struct extent_buffer *leaf;
3982         int ret;
3983
3984         path = btrfs_alloc_path();
3985         if (!path)
3986                 return -ENOMEM;
3987
3988         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
3989         if (ret) {
3990                 if (ret > 0)
3991                         ret = -ENOENT;
3992                 goto failed;
3993         }
3994
3995         leaf = path->nodes[0];
3996         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3997                                     struct btrfs_inode_item);
3998
3999         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4000         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4001         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4002         ret = 0;
4003 failed:
4004         btrfs_free_path(path);
4005         return ret;
4006 }
4007
4008 /*
4009  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4010  */
4011 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4012                                 struct btrfs_root *root,
4013                                 struct btrfs_inode *inode)
4014 {
4015         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4016         int ret;
4017
4018         /*
4019          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4020          * if we put it into the delayed code.
4021          *
4022          * The data relocation inode should also be directly updated
4023          * without delay
4024          */
4025         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4026             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4027             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4028                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4029
4030                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4031                 if (!ret)
4032                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4033                 return ret;
4034         }
4035
4036         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4037 }
4038
4039 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4040                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4041 {
4042         int ret;
4043
4044         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4045         if (ret == -ENOSPC)
4046                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4047         return ret;
4048 }
4049
4050 /*
4051  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4052  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4053  * also drops the back refs in the inode to the directory
4054  */
4055 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4056                                 struct btrfs_inode *dir,
4057                                 struct btrfs_inode *inode,
4058                                 const struct fscrypt_str *name,
4059                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4060 {
4061         struct btrfs_root *root = dir->root;
4062         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4063         struct btrfs_path *path;
4064         int ret = 0;
4065         struct btrfs_dir_item *di;
4066         u64 index;
4067         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4068         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4069
4070         path = btrfs_alloc_path();
4071         if (!path) {
4072                 ret = -ENOMEM;
4073                 goto out;
4074         }
4075
4076         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4077         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4078                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4079                 goto err;
4080         }
4081         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4082         if (ret)
4083                 goto err;
4084         btrfs_release_path(path);
4085
4086         /*
4087          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4088          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4089          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4090          *
4091          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4092          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4093          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4094          * we update the inode item.
4095          */
4096         if (inode->dir_index) {
4097                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4098                 if (!ret) {
4099                         index = inode->dir_index;
4100                         goto skip_backref;
4101                 }
4102         }
4103
4104         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4105         if (ret) {
4106                 btrfs_info(fs_info,
4107                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4108                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4109                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4110                 goto err;
4111         }
4112 skip_backref:
4113         if (rename_ctx)
4114                 rename_ctx->index = index;
4115
4116         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4117         if (ret) {
4118                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4119                 goto err;
4120         }
4121
4122         /*
4123          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4124          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4125          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4126          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4127          */
4128         if (!rename_ctx) {
4129                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4130                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4131         }
4132
4133         /*
4134          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4135          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4136          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4137          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4138          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4139          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4140          * holding.
4141          */
4142         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4143 err:
4144         btrfs_free_path(path);
4145         if (ret)
4146                 goto out;
4147
4148         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4149         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4150         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4151         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4152         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4153         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4154         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4155 out:
4156         return ret;
4157 }
4158
4159 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4160                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4161                        const struct fscrypt_str *name)
4162 {
4163         int ret;
4164
4165         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4166         if (!ret) {
4167                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4168                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4169         }
4170         return ret;
4171 }
4172
4173 /*
4174  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4175  *
4176  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4177  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4178  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4179  * allow the unlink to occur.
4180  */
4181 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4182 {
4183         struct btrfs_root *root = dir->root;
4184
4185         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4186                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4187 }
4188
4189 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4190 {
4191         struct btrfs_trans_handle *trans;
4192         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4193         int ret;
4194         struct fscrypt_name fname;
4195
4196         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4197         if (ret)
4198                 return ret;
4199
4200         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4201
4202         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4203         if (IS_ERR(trans)) {
4204                 ret = PTR_ERR(trans);
4205                 goto fscrypt_free;
4206         }
4207
4208         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4209                                 false);
4210
4211         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4212                                  &fname.disk_name);
4213         if (ret)
4214                 goto end_trans;
4215
4216         if (inode->i_nlink == 0) {
4217                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4218                 if (ret)
4219                         goto end_trans;
4220         }
4221
4222 end_trans:
4223         btrfs_end_transaction(trans);
4224         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4225 fscrypt_free:
4226         fscrypt_free_filename(&fname);
4227         return ret;
4228 }
4229
4230 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4231                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4232 {
4233         struct btrfs_root *root = dir->root;
4234         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4235         struct btrfs_path *path;
4236         struct extent_buffer *leaf;
4237         struct btrfs_dir_item *di;
4238         struct btrfs_key key;
4239         u64 index;
4240         int ret;
4241         u64 objectid;
4242         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4243         struct fscrypt_name fname;
4244
4245         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4246         if (ret)
4247                 return ret;
4248
4249         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4250
4251         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4252                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4253         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4254                 objectid = inode->location.objectid;
4255         } else {
4256                 WARN_ON(1);
4257                 fscrypt_free_filename(&fname);
4258                 return -EINVAL;
4259         }
4260
4261         path = btrfs_alloc_path();
4262         if (!path) {
4263                 ret = -ENOMEM;
4264                 goto out;
4265         }
4266
4267         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4268                                    &fname.disk_name, -1);
4269         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4270                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4271                 goto out;
4272         }
4273
4274         leaf = path->nodes[0];
4275         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4276         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4277         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4278         if (ret) {
4279                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4280                 goto out;
4281         }
4282         btrfs_release_path(path);
4283
4284         /*
4285          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4286          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4287          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4288          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4289          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4290          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4291          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4292          */
4293         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4294                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4295                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4296                         if (!di)
4297                                 ret = -ENOENT;
4298                         else
4299                                 ret = PTR_ERR(di);
4300                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4301                         goto out;
4302                 }
4303
4304                 leaf = path->nodes[0];
4305                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4306                 index = key.offset;
4307                 btrfs_release_path(path);
4308         } else {
4309                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4310                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4311                                          &index, &fname.disk_name);
4312                 if (ret) {
4313                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4314                         goto out;
4315                 }
4316         }
4317
4318         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4319         if (ret) {
4320                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4321                 goto out;
4322         }
4323
4324         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4325         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4326         dir->vfs_inode.i_mtime = current_time(&dir->vfs_inode);
4327         dir->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime;
4328         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, dir);
4329         if (ret)
4330                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4331 out:
4332         btrfs_free_path(path);
4333         fscrypt_free_filename(&fname);
4334         return ret;
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4339  * default.
4340  */
4341 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4342 {
4343         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4344         struct btrfs_path *path;
4345         struct btrfs_dir_item *di;
4346         struct btrfs_key key;
4347         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4348         u64 dir_id;
4349         int ret;
4350
4351         path = btrfs_alloc_path();
4352         if (!path)
4353                 return -ENOMEM;
4354
4355         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4356         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4357         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4358                                    dir_id, &name, 0);
4359         if (di && !IS_ERR(di)) {
4360                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4361                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4362                         ret = -EPERM;
4363                         btrfs_err(fs_info,
4364                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4365                                   key.objectid);
4366                         goto out;
4367                 }
4368                 btrfs_release_path(path);
4369         }
4370
4371         key.objectid = root->root_key.objectid;
4372         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4373         key.offset = (u64)-1;
4374
4375         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4376         if (ret < 0)
4377                 goto out;
4378         BUG_ON(ret == 0);
4379
4380         ret = 0;
4381         if (path->slots[0] > 0) {
4382                 path->slots[0]--;
4383                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4384                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4385                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4386                         ret = -ENOTEMPTY;
4387         }
4388 out:
4389         btrfs_free_path(path);
4390         return ret;
4391 }
4392
4393 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4394 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4395 {
4396         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4397         struct rb_node *node;
4398         struct rb_node *prev;
4399         struct btrfs_inode *entry;
4400         struct inode *inode;
4401         u64 objectid = 0;
4402
4403         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4404                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4405
4406         spin_lock(&root->inode_lock);
4407 again:
4408         node = root->inode_tree.rb_node;
4409         prev = NULL;
4410         while (node) {
4411                 prev = node;
4412                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4413
4414                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4415                         node = node->rb_left;
4416                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4417                         node = node->rb_right;
4418                 else
4419                         break;
4420         }
4421         if (!node) {
4422                 while (prev) {
4423                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4424                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4425                                 node = prev;
4426                                 break;
4427                         }
4428                         prev = rb_next(prev);
4429                 }
4430         }
4431         while (node) {
4432                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4433                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4434                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4435                 if (inode) {
4436                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4437                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4438                                 d_prune_aliases(inode);
4439                         /*
4440                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4441                          * cache when its usage count hits zero.
4442                          */
4443                         iput(inode);
4444                         cond_resched();
4445                         spin_lock(&root->inode_lock);
4446                         goto again;
4447                 }
4448
4449                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4450                         goto again;
4451
4452                 node = rb_next(node);
4453         }
4454         spin_unlock(&root->inode_lock);
4455 }
4456
4457 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4458 {
4459         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4460         struct btrfs_root *root = dir->root;
4461         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4462         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4463         struct btrfs_trans_handle *trans;
4464         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4465         u64 root_flags;
4466         int ret;
4467
4468         /*
4469          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4470          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4471          * again is not run concurrently.
4472          */
4473         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4474         if (dest->send_in_progress) {
4475                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4476                 btrfs_warn(fs_info,
4477                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4478                            dest->root_key.objectid);
4479                 return -EPERM;
4480         }
4481         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4482                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4483                 btrfs_warn(fs_info,
4484                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4485                            root->root_key.objectid);
4486                 return -EPERM;
4487         }
4488         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4489         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4490                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4491         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4492
4493         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4494
4495         ret = may_destroy_subvol(dest);
4496         if (ret)
4497                 goto out_up_write;
4498
4499         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4500         /*
4501          * One for dir inode,
4502          * two for dir entries,
4503          * two for root ref/backref.
4504          */
4505         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4506         if (ret)
4507                 goto out_up_write;
4508
4509         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4510         if (IS_ERR(trans)) {
4511                 ret = PTR_ERR(trans);
4512                 goto out_release;
4513         }
4514         trans->block_rsv = &block_rsv;
4515         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4516
4517         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4518
4519         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4520         if (ret) {
4521                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4522                 goto out_end_trans;
4523         }
4524
4525         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4526         if (ret) {
4527                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4528                 goto out_end_trans;
4529         }
4530
4531         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4532                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4533         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4534         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4535
4536         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4537                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4538                                         fs_info->tree_root,
4539                                         dest->root_key.objectid);
4540                 if (ret) {
4541                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4542                         goto out_end_trans;
4543                 }
4544         }
4545
4546         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4547                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4548                                   dest->root_key.objectid);
4549         if (ret && ret != -ENOENT) {
4550                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4551                 goto out_end_trans;
4552         }
4553         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4554                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4555                                           dest->root_item.received_uuid,
4556                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4557                                           dest->root_key.objectid);
4558                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4559                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4560                         goto out_end_trans;
4561                 }
4562         }
4563
4564         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4565         dest->anon_dev = 0;
4566 out_end_trans:
4567         trans->block_rsv = NULL;
4568         trans->bytes_reserved = 0;
4569         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4570         inode->i_flags |= S_DEAD;
4571 out_release:
4572         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4573 out_up_write:
4574         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4575         if (ret) {
4576                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4577                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4578                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4579                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4580                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4581         } else {
4582                 d_invalidate(dentry);
4583                 btrfs_prune_dentries(dest);
4584                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4585         }
4586
4587         return ret;
4588 }
4589
4590 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4591 {
4592         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4593         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4594         int err = 0;
4595         struct btrfs_trans_handle *trans;
4596         u64 last_unlink_trans;
4597         struct fscrypt_name fname;
4598
4599         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4600                 return -ENOTEMPTY;
4601         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4602                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4603                         btrfs_err(fs_info,
4604                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4605                         return -EOPNOTSUPP;
4606                 }
4607                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4608         }
4609
4610         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4611         if (err)
4612                 return err;
4613
4614         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4615
4616         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4617         if (IS_ERR(trans)) {
4618                 err = PTR_ERR(trans);
4619                 goto out_notrans;
4620         }
4621
4622         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4623                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4624                 goto out;
4625         }
4626
4627         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4628         if (err)
4629                 goto out;
4630
4631         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4632
4633         /* now the directory is empty */
4634         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4635                                  &fname.disk_name);
4636         if (!err) {
4637                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4638                 /*
4639                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4640                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4641                  * log tree in the case we do something like this:
4642                  * 1) create dir foo
4643                  * 2) create snapshot under dir foo
4644                  * 3) delete the snapshot
4645                  * 4) rmdir foo
4646                  * 5) mkdir foo
4647                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4648                  */
4649                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4650                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4651         }
4652 out:
4653         btrfs_end_transaction(trans);
4654 out_notrans:
4655         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4656         fscrypt_free_filename(&fname);
4657
4658         return err;
4659 }
4660
4661 /*
4662  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4663  * @inode - inode that we're zeroing
4664  * @from - the offset to start zeroing
4665  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4666  *      offset
4667  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4668  *
4669  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4670  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4671  */
4672 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4673                          int front)
4674 {
4675         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4676         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4677         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4678         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4679         struct extent_state *cached_state = NULL;
4680         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4681         bool only_release_metadata = false;
4682         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4683         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4684         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4685         struct page *page;
4686         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4687         size_t write_bytes = blocksize;
4688         int ret = 0;
4689         u64 block_start;
4690         u64 block_end;
4691
4692         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4693             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4694                 goto out;
4695
4696         block_start = round_down(from, blocksize);
4697         block_end = block_start + blocksize - 1;
4698
4699         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4700                                           blocksize, false);
4701         if (ret < 0) {
4702                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4703                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4704                         only_release_metadata = true;
4705                 } else {
4706                         goto out;
4707                 }
4708         }
4709         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4710         if (ret < 0) {
4711                 if (!only_release_metadata)
4712                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4713                                                        block_start, blocksize);
4714                 goto out;
4715         }
4716 again:
4717         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4718         if (!page) {
4719                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4720                                              blocksize, true);
4721                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4722                 ret = -ENOMEM;
4723                 goto out;
4724         }
4725
4726         if (!PageUptodate(page)) {
4727                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4728                 lock_page(page);
4729                 if (page->mapping != mapping) {
4730                         unlock_page(page);
4731                         put_page(page);
4732                         goto again;
4733                 }
4734                 if (!PageUptodate(page)) {
4735                         ret = -EIO;
4736                         goto out_unlock;
4737                 }
4738         }
4739
4740         /*
4741          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4742          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4743          * PagePrivate(), but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4744          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4745          */
4746         ret = set_page_extent_mapped(page);
4747         if (ret < 0)
4748                 goto out_unlock;
4749
4750         wait_on_page_writeback(page);
4751
4752         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4753
4754         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4755         if (ordered) {
4756                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4757                 unlock_page(page);
4758                 put_page(page);
4759                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4760                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4761                 goto again;
4762         }
4763
4764         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4765                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4766                          &cached_state);
4767
4768         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4769                                         &cached_state);
4770         if (ret) {
4771                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4772                 goto out_unlock;
4773         }
4774
4775         if (offset != blocksize) {
4776                 if (!len)
4777                         len = blocksize - offset;
4778                 if (front)
4779                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4780                                      offset);
4781                 else
4782                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4783                                      len);
4784         }
4785         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4786                                  block_end + 1 - block_start);
4787         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4788         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4789
4790         if (only_release_metadata)
4791                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4792                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4793
4794 out_unlock:
4795         if (ret) {
4796                 if (only_release_metadata)
4797                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4798                 else
4799                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4800                                         block_start, blocksize, true);
4801         }
4802         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4803         unlock_page(page);
4804         put_page(page);
4805 out:
4806         if (only_release_metadata)
4807                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4808         extent_changeset_free(data_reserved);
4809         return ret;
4810 }
4811
4812 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4813                              u64 offset, u64 len)
4814 {
4815         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4816         struct btrfs_trans_handle *trans;
4817         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4818         int ret;
4819
4820         /*
4821          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4822          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4823          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4824          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4825          */
4826         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4827                 return 0;
4828
4829         /*
4830          * 1 - for the one we're dropping
4831          * 1 - for the one we're adding
4832          * 1 - for updating the inode.
4833          */
4834         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4835         if (IS_ERR(trans))
4836                 return PTR_ERR(trans);
4837
4838         drop_args.start = offset;
4839         drop_args.end = offset + len;
4840         drop_args.drop_cache = true;
4841
4842         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4843         if (ret) {
4844                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4845                 btrfs_end_transaction(trans);
4846                 return ret;
4847         }
4848
4849         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4850         if (ret) {
4851                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4852         } else {
4853                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4854                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4855         }
4856         btrfs_end_transaction(trans);
4857         return ret;
4858 }
4859
4860 /*
4861  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4862  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4863  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4864  * the range between oldsize and size
4865  */
4866 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4867 {
4868         struct btrfs_root *root = inode->root;
4869         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4870         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4871         struct extent_map *em = NULL;
4872         struct extent_state *cached_state = NULL;
4873         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4874         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4875         u64 last_byte;
4876         u64 cur_offset;
4877         u64 hole_size;
4878         int err = 0;
4879
4880         /*
4881          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4882          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4883          * expose stale data.
4884          */
4885         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4886         if (err)
4887                 return err;
4888
4889         if (size <= hole_start)
4890                 return 0;
4891
4892         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4893                                            &cached_state);
4894         cur_offset = hole_start;
4895         while (1) {
4896                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4897                                       block_end - cur_offset);
4898                 if (IS_ERR(em)) {
4899                         err = PTR_ERR(em);
4900                         em = NULL;
4901                         break;
4902                 }
4903                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4904                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4905                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4906
4907                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4908                         struct extent_map *hole_em;
4909
4910                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4911                                                 hole_size);
4912                         if (err)
4913                                 break;
4914
4915                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4916                                                         cur_offset, hole_size);
4917                         if (err)
4918                                 break;
4919
4920                         hole_em = alloc_extent_map();
4921                         if (!hole_em) {
4922                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4923                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4924                                                     false);
4925                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4926                                 goto next;
4927                         }
4928                         hole_em->start = cur_offset;
4929                         hole_em->len = hole_size;
4930                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4931
4932                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4933                         hole_em->block_len = 0;
4934                         hole_em->orig_block_len = 0;
4935                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4936                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
4937                         hole_em->generation = fs_info->generation;
4938
4939                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4940                         free_extent_map(hole_em);
4941                 } else {
4942                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4943                                                         cur_offset, hole_size);
4944                         if (err)
4945                                 break;
4946                 }
4947 next:
4948                 free_extent_map(em);
4949                 em = NULL;
4950                 cur_offset = last_byte;
4951                 if (cur_offset >= block_end)
4952                         break;
4953         }
4954         free_extent_map(em);
4955         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4956         return err;
4957 }
4958
4959 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4960 {
4961         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4962         struct btrfs_trans_handle *trans;
4963         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
4964         loff_t newsize = attr->ia_size;
4965         int mask = attr->ia_valid;
4966         int ret;
4967
4968         /*
4969          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
4970          * special case where we need to update the times despite not having
4971          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
4972          * explicitly if it wants a timestamp update.
4973          */
4974         if (newsize != oldsize) {
4975                 inode_inc_iversion(inode);
4976                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
4977                         inode->i_mtime = current_time(inode);
4978                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
4979                 }
4980         }
4981
4982         if (newsize > oldsize) {
4983                 /*
4984                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
4985                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
4986                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
4987                  * truncation, it must capture all writes that happened before
4988                  * this truncation.
4989                  */
4990                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
4991                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
4992                 if (ret) {
4993                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4994                         return ret;
4995                 }
4996
4997                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
4998                 if (IS_ERR(trans)) {
4999                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5000                         return PTR_ERR(trans);
5001                 }
5002
5003                 i_size_write(inode, newsize);
5004                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5005                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5006                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5007                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5008                 btrfs_end_transaction(trans);
5009         } else {
5010                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5011
5012                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5013                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5014                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5015                                         (u64)-1);
5016                         if (ret)
5017                                 return ret;
5018                 }
5019
5020                 /*
5021                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5022                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5023                  * on close.
5024                  */
5025                 if (newsize == 0)
5026                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5027                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5028
5029                 truncate_setsize(inode, newsize);
5030
5031                 inode_dio_wait(inode);
5032
5033                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5034                 if (ret && inode->i_nlink) {
5035                         int err;
5036
5037                         /*
5038                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5039                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5040                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5041                          * in-memory size to match.
5042                          */
5043                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5044                         if (err)
5045                                 return err;
5046                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5047                 }
5048         }
5049
5050         return ret;
5051 }
5052
5053 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5054                          struct iattr *attr)
5055 {
5056         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5057         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5058         int err;
5059
5060         if (btrfs_root_readonly(root))
5061                 return -EROFS;
5062
5063         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5064         if (err)
5065                 return err;
5066
5067         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5068                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5069                 if (err)
5070                         return err;
5071         }
5072
5073         if (attr->ia_valid) {
5074                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5075                 inode_inc_iversion(inode);
5076                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5077
5078                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5079                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5080         }
5081
5082         return err;
5083 }
5084
5085 /*
5086  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5087  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5088  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5089  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5090  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5091  * wasting lots of time.
5092  *
5093  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5094  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5095  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5096  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5097  */
5098 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5099 {
5100         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5101         struct rb_node *node;
5102
5103         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5104         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5105
5106         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5107
5108         /*
5109          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5110          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5111          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5112          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5113          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5114          * ranges can still be locked and eviction started because before
5115          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5116          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5117          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5118          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5119          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5120          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5121          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5122          * use-after-free issue.
5123          */
5124         spin_lock(&io_tree->lock);
5125         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5126                 struct extent_state *state;
5127                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5128                 u64 start;
5129                 u64 end;
5130                 unsigned state_flags;
5131
5132                 node = rb_first(&io_tree->state);
5133                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5134                 start = state->start;
5135                 end = state->end;
5136                 state_flags = state->state;
5137                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5138
5139                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5140
5141                 /*
5142                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5143                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5144                  * So we need to free its reserved space here.
5145                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5146                  *
5147                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5148                  */
5149                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5150                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5151                                                end - start + 1);
5152
5153                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5154                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5155                                  &cached_state);
5156
5157                 cond_resched();
5158                 spin_lock(&io_tree->lock);
5159         }
5160         spin_unlock(&io_tree->lock);
5161 }
5162
5163 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5164                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5165 {
5166         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5167         struct btrfs_trans_handle *trans;
5168         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5169         int ret;
5170
5171         /*
5172          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5173          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5174          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5175          *
5176          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5177          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5178          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5179          * delayed refs activity by truncating.
5180          *
5181          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5182          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5183          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5184          */
5185         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5186                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5187         if (ret) {
5188                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5189                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5190                 if (ret) {
5191                         btrfs_warn(fs_info,
5192                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5193                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5194                 }
5195                 delayed_refs_extra = 0;
5196         }
5197
5198         trans = btrfs_join_transaction(root);
5199         if (IS_ERR(trans))
5200                 return trans;
5201
5202         if (delayed_refs_extra) {
5203                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5204                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5205                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5206                                         delayed_refs_extra, true);
5207         }
5208         return trans;
5209 }
5210
5211 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5212 {
5213         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5214         struct btrfs_trans_handle *trans;
5215         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5216         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5217         int ret;
5218
5219         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5220
5221         if (!root) {
5222                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5223                 clear_inode(inode);
5224                 return;
5225         }
5226
5227         evict_inode_truncate_pages(inode);
5228
5229         if (inode->i_nlink &&
5230             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5231               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5232              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5233                 goto out;
5234
5235         if (is_bad_inode(inode))
5236                 goto out;
5237
5238         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5239                 goto out;
5240
5241         if (inode->i_nlink > 0) {
5242                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5243                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5244                 goto out;
5245         }
5246
5247         /*
5248          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5249          * the inode update is released.
5250          */
5251         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5252         if (ret)
5253                 goto out;
5254
5255         /*
5256          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5257          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5258          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5259          * the truncate.
5260          */
5261         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5262
5263         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5264         if (!rsv)
5265                 goto out;
5266         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5267         rsv->failfast = true;
5268
5269         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5270
5271         while (1) {
5272                 struct btrfs_truncate_control control = {
5273                         .inode = BTRFS_I(inode),
5274                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5275                         .new_size = 0,
5276                         .min_type = 0,
5277                 };
5278
5279                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5280                 if (IS_ERR(trans))
5281                         goto out;
5282
5283                 trans->block_rsv = rsv;
5284
5285                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5286                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5287                 btrfs_end_transaction(trans);
5288                 /*
5289                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5290                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5291                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5292                  */
5293                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5294                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5295                         goto out;
5296                 else if (!ret)
5297                         break;
5298         }
5299
5300         /*
5301          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5302          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5303          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5304          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5305          *
5306          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5307          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5308          */
5309         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5310         if (!IS_ERR(trans)) {
5311                 trans->block_rsv = rsv;
5312                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5313                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5314                 btrfs_end_transaction(trans);
5315         }
5316
5317 out:
5318         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5319         /*
5320          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5321          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5322          * to retry these periodically in the future.
5323          */
5324         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5325         fsverity_cleanup_inode(inode);
5326         clear_inode(inode);
5327 }
5328
5329 /*
5330  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5331  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5332  *
5333  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5334  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5335  */
5336 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5337                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5338 {
5339         struct btrfs_dir_item *di;
5340         struct btrfs_path *path;
5341         struct btrfs_root *root = dir->root;
5342         int ret = 0;
5343         struct fscrypt_name fname;
5344
5345         path = btrfs_alloc_path();
5346         if (!path)
5347                 return -ENOMEM;
5348
5349         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5350         if (ret < 0)
5351                 goto out;
5352         /*
5353          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5354          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5355          */
5356         ASSERT(ret == 0);
5357
5358         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5359
5360         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5361                                    &fname.disk_name, 0);
5362         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5363                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5364                 goto out;
5365         }
5366
5367         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5368         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5369             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5370                 ret = -EUCLEAN;
5371                 btrfs_warn(root->fs_info,
5372 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5373                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5374                            location->objectid, location->type, location->offset);
5375         }
5376         if (!ret)
5377                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5378 out:
5379         fscrypt_free_filename(&fname);
5380         btrfs_free_path(path);
5381         return ret;
5382 }
5383
5384 /*
5385  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5386  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5387  * is kind of like crossing a mount point.
5388  */
5389 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5390                                     struct btrfs_inode *dir,
5391                                     struct dentry *dentry,
5392                                     struct btrfs_key *location,
5393                                     struct btrfs_root **sub_root)
5394 {
5395         struct btrfs_path *path;
5396         struct btrfs_root *new_root;
5397         struct btrfs_root_ref *ref;
5398         struct extent_buffer *leaf;
5399         struct btrfs_key key;
5400         int ret;
5401         int err = 0;
5402         struct fscrypt_name fname;
5403
5404         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5405         if (ret)
5406                 return ret;
5407
5408         path = btrfs_alloc_path();
5409         if (!path) {
5410                 err = -ENOMEM;
5411                 goto out;
5412         }
5413
5414         err = -ENOENT;
5415         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5416         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5417         key.offset = location->objectid;
5418
5419         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5420         if (ret) {
5421                 if (ret < 0)
5422                         err = ret;
5423                 goto out;
5424         }
5425
5426         leaf = path->nodes[0];
5427         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5428         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5429             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5430                 goto out;
5431
5432         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5433                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5434         if (ret)
5435                 goto out;
5436
5437         btrfs_release_path(path);
5438
5439         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5440         if (IS_ERR(new_root)) {
5441                 err = PTR_ERR(new_root);
5442                 goto out;
5443         }
5444
5445         *sub_root = new_root;
5446         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5447         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5448         location->offset = 0;
5449         err = 0;
5450 out:
5451         btrfs_free_path(path);
5452         fscrypt_free_filename(&fname);
5453         return err;
5454 }
5455
5456 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5457 {
5458         struct btrfs_root *root = inode->root;
5459         struct btrfs_inode *entry;
5460         struct rb_node **p;
5461         struct rb_node *parent;
5462         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5463         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5464
5465         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5466                 return;
5467         parent = NULL;
5468         spin_lock(&root->inode_lock);
5469         p = &root->inode_tree.rb_node;
5470         while (*p) {
5471                 parent = *p;
5472                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5473
5474                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5475                         p = &parent->rb_left;
5476                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5477                         p = &parent->rb_right;
5478                 else {
5479                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5480                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5481                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5482                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5483                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5484                         return;
5485                 }
5486         }
5487         rb_link_node(new, parent, p);
5488         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5489         spin_unlock(&root->inode_lock);
5490 }
5491
5492 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5493 {
5494         struct btrfs_root *root = inode->root;
5495         int empty = 0;
5496
5497         spin_lock(&root->inode_lock);
5498         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5499                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5500                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5501                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5502         }
5503         spin_unlock(&root->inode_lock);
5504
5505         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5506                 spin_lock(&root->inode_lock);
5507                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5508                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5509                 if (empty)
5510                         btrfs_add_dead_root(root);
5511         }
5512 }
5513
5514
5515 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5516 {
5517         struct btrfs_iget_args *args = p;
5518
5519         inode->i_ino = args->ino;
5520         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5521         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5522         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5523         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5524         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5525
5526         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5527             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5528                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5529                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5530         return 0;
5531 }
5532
5533 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5534 {
5535         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5536
5537         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5538                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5539 }
5540
5541 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5542                                        struct btrfs_root *root)
5543 {
5544         struct inode *inode;
5545         struct btrfs_iget_args args;
5546         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5547
5548         args.ino = ino;
5549         args.root = root;
5550
5551         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5552                              btrfs_init_locked_inode,
5553                              (void *)&args);
5554         return inode;
5555 }
5556
5557 /*
5558  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5559  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5560  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5561  * later.
5562  */
5563 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5564                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5565 {
5566         struct inode *inode;
5567
5568         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5569         if (!inode)
5570                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5571
5572         if (inode->i_state & I_NEW) {
5573                 int ret;
5574
5575                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5576                 if (!ret) {
5577                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5578                         unlock_new_inode(inode);
5579                 } else {
5580                         iget_failed(inode);
5581                         /*
5582                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5583                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5584                          * was not found.
5585                          */
5586                         if (ret > 0)
5587                                 ret = -ENOENT;
5588                         inode = ERR_PTR(ret);
5589                 }
5590         }
5591
5592         return inode;
5593 }
5594
5595 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5596 {
5597         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5598 }
5599
5600 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5601                                     struct btrfs_key *key,
5602                                     struct btrfs_root *root)
5603 {
5604         struct inode *inode = new_inode(s);
5605
5606         if (!inode)
5607                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5608
5609         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5610         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5611         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5612
5613         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5614         /*
5615          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5616          * associated with the dentry
5617          */
5618         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5619         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5620         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5621         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5622         inode->i_mtime = current_time(inode);
5623         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5624         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5625         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5626
5627         return inode;
5628 }
5629
5630 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5631 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5632 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5633 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5634 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5635 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5636 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5637 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5638
5639 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5640 {
5641         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5642 }
5643
5644 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5645 {
5646         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5647         struct inode *inode;
5648         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5649         struct btrfs_root *sub_root = root;
5650         struct btrfs_key location;
5651         u8 di_type = 0;
5652         int ret = 0;
5653
5654         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5655                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5656
5657         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5658         if (ret < 0)
5659                 return ERR_PTR(ret);
5660
5661         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5662                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5663                 if (IS_ERR(inode))
5664                         return inode;
5665
5666                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5667                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5668                         btrfs_crit(fs_info,
5669 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5670                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5671                                   di_type);
5672                         iput(inode);
5673                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5674                 }
5675                 return inode;
5676         }
5677
5678         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5679                                        &location, &sub_root);
5680         if (ret < 0) {
5681                 if (ret != -ENOENT)
5682                         inode = ERR_PTR(ret);
5683                 else
5684                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5685         } else {
5686                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5687                 btrfs_put_root(sub_root);
5688
5689                 if (IS_ERR(inode))
5690                         return inode;
5691
5692                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5693                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5694                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5695                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5696                 if (ret) {
5697                         iput(inode);
5698                         inode = ERR_PTR(ret);
5699                 }
5700         }
5701
5702         return inode;
5703 }
5704
5705 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5706 {
5707         struct btrfs_root *root;
5708         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5709
5710         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5711                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5712
5713         if (inode) {
5714                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5715                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5716                         return 1;
5717
5718                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5719                         return 1;
5720         }
5721         return 0;
5722 }
5723
5724 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5725                                    unsigned int flags)
5726 {
5727         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5728
5729         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5730                 inode = NULL;
5731         return d_splice_alias(inode, dentry);
5732 }
5733
5734 /*
5735  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5736  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5737  */
5738 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5739 {
5740         struct btrfs_root *root = inode->root;
5741         struct btrfs_key key, found_key;
5742         struct btrfs_path *path;
5743         struct extent_buffer *leaf;
5744         int ret;
5745
5746         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5747         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5748         key.offset = (u64)-1;
5749
5750         path = btrfs_alloc_path();
5751         if (!path)
5752                 return -ENOMEM;
5753
5754         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5755         if (ret < 0)
5756                 goto out;
5757         /* FIXME: we should be able to handle this */
5758         if (ret == 0)
5759                 goto out;
5760         ret = 0;
5761
5762         if (path->slots[0] == 0) {
5763                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5764                 goto out;
5765         }
5766
5767         path->slots[0]--;
5768
5769         leaf = path->nodes[0];
5770         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5771
5772         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5773             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5774                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5775                 goto out;
5776         }
5777
5778         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5779 out:
5780         btrfs_free_path(path);
5781         return ret;
5782 }
5783
5784 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5785 {
5786         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5787                 int ret;
5788
5789                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5790                 if (ret) {
5791                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5792                         if (ret)
5793                                 return ret;
5794                 }
5795         }
5796
5797         *index = dir->index_cnt;
5798
5799         return 0;
5800 }
5801
5802 /*
5803  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5804  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5805  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5806  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5807  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5808  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5809  * tree lock.
5810  */
5811 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5812 {
5813         struct btrfs_file_private *private;
5814         u64 last_index;
5815         int ret;
5816
5817         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5818         if (ret)
5819                 return ret;
5820
5821         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5822         if (!private)
5823                 return -ENOMEM;
5824         private->last_index = last_index;
5825         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5826         if (!private->filldir_buf) {
5827                 kfree(private);
5828                 return -ENOMEM;
5829         }
5830         file->private_data = private;
5831         return 0;
5832 }
5833
5834 struct dir_entry {
5835         u64 ino;
5836         u64 offset;
5837         unsigned type;
5838         int name_len;
5839 };
5840
5841 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5842 {
5843         while (entries--) {
5844                 struct dir_entry *entry = addr;
5845                 char *name = (char *)(entry + 1);
5846
5847                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5848                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5849                                          get_unaligned(&entry->ino),
5850                                          get_unaligned(&entry->type)))
5851                         return 1;
5852                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5853                         get_unaligned(&entry->name_len);
5854                 ctx->pos++;
5855         }
5856         return 0;
5857 }
5858
5859 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5860 {
5861         struct inode *inode = file_inode(file);
5862         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5863         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5864         struct btrfs_dir_item *di;
5865         struct btrfs_key key;
5866         struct btrfs_key found_key;
5867         struct btrfs_path *path;
5868         void *addr;
5869         struct list_head ins_list;
5870         struct list_head del_list;
5871         int ret;
5872         char *name_ptr;
5873         int name_len;
5874         int entries = 0;
5875         int total_len = 0;
5876         bool put = false;
5877         struct btrfs_key location;
5878
5879         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5880                 return 0;
5881
5882         path = btrfs_alloc_path();
5883         if (!path)
5884                 return -ENOMEM;
5885
5886         addr = private->filldir_buf;
5887         path->reada = READA_FORWARD;
5888
5889         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5890         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5891         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5892                                               &ins_list, &del_list);
5893
5894 again:
5895         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5896         key.offset = ctx->pos;
5897         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5898
5899         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5900                 struct dir_entry *entry;
5901                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5902                 u8 ftype;
5903
5904                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5905                         break;
5906                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5907                         break;
5908                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5909                         continue;
5910                 if (found_key.offset > private->last_index)
5911                         break;
5912                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5913                         continue;
5914                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5915                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5916                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5917                     PAGE_SIZE) {
5918                         btrfs_release_path(path);
5919                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5920                         if (ret)
5921                                 goto nopos;
5922                         addr = private->filldir_buf;
5923                         entries = 0;
5924                         total_len = 0;
5925                         goto again;
5926                 }
5927
5928                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5929                 entry = addr;
5930                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5931                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5932                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5933                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5934                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5935                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5936                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5937                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5938                 entries++;
5939                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5940                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5941         }
5942         /* Catch error encountered during iteration */
5943         if (ret < 0)
5944                 goto err;
5945
5946         btrfs_release_path(path);
5947
5948         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5949         if (ret)
5950                 goto nopos;
5951
5952         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5953         if (ret)
5954                 goto nopos;
5955
5956         /*
5957          * Stop new entries from being returned after we return the last
5958          * entry.
5959          *
5960          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5961          * offset.  This means that new entries created during readdir
5962          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5963          * This has broken buggy programs which operate on names as
5964          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5965          * we have this hack to stop new entries from being returned
5966          * under the assumption that they'll never reach this huge
5967          * offset.
5968          *
5969          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5970          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5971          * in the past.
5972          */
5973         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5974                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5975         else
5976                 ctx->pos = INT_MAX;
5977 nopos:
5978         ret = 0;
5979 err:
5980         if (put)
5981                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5982         btrfs_free_path(path);
5983         return ret;
5984 }
5985
5986 /*
5987  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5988  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5989  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5990  * to keep or drop this code.
5991  */
5992 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
5993 {
5994         struct btrfs_root *root = inode->root;
5995         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5996         struct btrfs_trans_handle *trans;
5997         int ret;
5998
5999         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6000                 return 0;
6001
6002         trans = btrfs_join_transaction(root);
6003         if (IS_ERR(trans))
6004                 return PTR_ERR(trans);
6005
6006         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6007         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6008                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6009                 btrfs_end_transaction(trans);
6010                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6011                 if (IS_ERR(trans))
6012                         return PTR_ERR(trans);
6013
6014                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6015         }
6016         btrfs_end_transaction(trans);
6017         if (inode->delayed_node)
6018                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6019
6020         return ret;
6021 }
6022
6023 /*
6024  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6025  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6026  */
6027 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6028                              int flags)
6029 {
6030         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6031         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6032
6033         if (btrfs_root_readonly(root))
6034                 return -EROFS;
6035
6036         if (flags & S_VERSION)
6037                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6038         if (flags & S_CTIME)
6039                 inode->i_ctime = *now;
6040         if (flags & S_MTIME)
6041                 inode->i_mtime = *now;
6042         if (flags & S_ATIME)
6043                 inode->i_atime = *now;
6044         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6045 }
6046
6047 /*
6048  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6049  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6050  */
6051 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6052 {
6053         int ret = 0;
6054
6055         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6056                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6057                 if (ret) {
6058                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6059                         if (ret)
6060                                 return ret;
6061                 }
6062         }
6063
6064         *index = dir->index_cnt;
6065         dir->index_cnt++;
6066
6067         return ret;
6068 }
6069
6070 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6071 {
6072         struct btrfs_iget_args args;
6073
6074         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6075         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6076
6077         return insert_inode_locked4(inode,
6078                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6079                    btrfs_find_actor, &args);
6080 }
6081
6082 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6083                             unsigned int *trans_num_items)
6084 {
6085         struct inode *dir = args->dir;
6086         struct inode *inode = args->inode;
6087         int ret;
6088
6089         if (!args->orphan) {
6090                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6091                                              &args->fname);
6092                 if (ret)
6093                         return ret;
6094         }
6095
6096         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6097         if (ret) {
6098                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6099                 return ret;
6100         }
6101
6102         /* 1 to add inode item */
6103         *trans_num_items = 1;
6104         /* 1 to add compression property */
6105         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6106                 (*trans_num_items)++;
6107         /* 1 to add default ACL xattr */
6108         if (args->default_acl)
6109                 (*trans_num_items)++;
6110         /* 1 to add access ACL xattr */
6111         if (args->acl)
6112                 (*trans_num_items)++;
6113 #ifdef CONFIG_SECURITY
6114         /* 1 to add LSM xattr */
6115         if (dir->i_security)
6116                 (*trans_num_items)++;
6117 #endif
6118         if (args->orphan) {
6119                 /* 1 to add orphan item */
6120                 (*trans_num_items)++;
6121         } else {
6122                 /*
6123                  * 1 to add dir item
6124                  * 1 to add dir index
6125                  * 1 to update parent inode item
6126                  *
6127                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6128                  * inserted in a batch together with the inode item at
6129                  * btrfs_create_new_inode().
6130                  */
6131                 *trans_num_items += 3;
6132         }
6133         return 0;
6134 }
6135
6136 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6137 {
6138         posix_acl_release(args->acl);
6139         posix_acl_release(args->default_acl);
6140         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6141 }
6142
6143 /*
6144  * Inherit flags from the parent inode.
6145  *
6146  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6147  */
6148 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6149 {
6150         unsigned int flags;
6151
6152         flags = dir->flags;
6153
6154         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6155                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6156                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6157         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6158                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6159                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6160         }
6161
6162         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6163                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6164                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6165                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6166         }
6167
6168         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6169 }
6170
6171 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6172                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6173 {
6174         struct inode *dir = args->dir;
6175         struct inode *inode = args->inode;
6176         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6177         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6178         struct btrfs_root *root;
6179         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6180         struct btrfs_key *location;
6181         struct btrfs_path *path;
6182         u64 objectid;
6183         struct btrfs_inode_ref *ref;
6184         struct btrfs_key key[2];
6185         u32 sizes[2];
6186         struct btrfs_item_batch batch;
6187         unsigned long ptr;
6188         int ret;
6189
6190         path = btrfs_alloc_path();
6191         if (!path)
6192                 return -ENOMEM;
6193
6194         if (!args->subvol)
6195                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6196         root = BTRFS_I(inode)->root;
6197
6198         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6199         if (ret)
6200                 goto out;
6201         inode->i_ino = objectid;
6202
6203         if (args->orphan) {
6204                 /*
6205                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6206                  * fill in an inode item with the correct link count.
6207                  */
6208                 set_nlink(inode, 0);
6209         } else {
6210                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6211
6212                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6213                 if (ret)
6214                         goto out;
6215         }
6216         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6217         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6218         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6219         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6220
6221         /*
6222          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6223          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6224          * change it now without compatibility issues.
6225          */
6226         if (!args->subvol)
6227                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6228
6229         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6230                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6231                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6232                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6233                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6234                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6235         }
6236
6237         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6238         location->objectid = objectid;
6239         location->offset = 0;
6240         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6241
6242         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6243         if (ret < 0) {
6244                 if (!args->orphan)
6245                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6246                 goto out;
6247         }
6248
6249         /*
6250          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6251          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6252          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6253          * old info in the log.
6254          */
6255         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6256
6257         key[0].objectid = objectid;
6258         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6259         key[0].offset = 0;
6260
6261         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6262
6263         if (!args->orphan) {
6264                 /*
6265                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6266                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6267                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6268                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6269                  */
6270                 key[1].objectid = objectid;
6271                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6272                 if (args->subvol) {
6273                         key[1].offset = objectid;
6274                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6275                 } else {
6276                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6277                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6278                 }
6279         }
6280
6281         batch.keys = &key[0];
6282         batch.data_sizes = &sizes[0];
6283         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6284         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6285         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6286         if (ret != 0) {
6287                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6288                 goto discard;
6289         }
6290
6291         inode->i_mtime = current_time(inode);
6292         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6293         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6294         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6295
6296         /*
6297          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6298          * must be fully initialized.
6299          */
6300
6301         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6302                                   struct btrfs_inode_item);
6303         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6304                              sizeof(*inode_item));
6305         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6306
6307         if (!args->orphan) {
6308                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6309                                      struct btrfs_inode_ref);
6310                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6311                 if (args->subvol) {
6312                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6313                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6314                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6315                 } else {
6316                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6317                                                      name->len);
6318                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6319                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6320                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6321                                             name->len);
6322                 }
6323         }
6324
6325         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6326         /*
6327          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6328          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6329          * allocating yet another path. So just free our path.
6330          */
6331         btrfs_free_path(path);
6332         path = NULL;
6333
6334         if (args->subvol) {
6335                 struct inode *parent;
6336
6337                 /*
6338                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6339                  * not the directory they were created in.
6340                  */
6341                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6342                                     BTRFS_I(dir)->root);
6343                 if (IS_ERR(parent)) {
6344                         ret = PTR_ERR(parent);
6345                 } else {
6346                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6347                         iput(parent);
6348                 }
6349         } else {
6350                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6351         }
6352         if (ret) {
6353                 btrfs_err(fs_info,
6354                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6355                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6356                           ret);
6357         }
6358
6359         /*
6360          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6361          * probably a bug.
6362          */
6363         if (!args->subvol) {
6364                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6365                 if (ret) {
6366                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6367                         goto discard;
6368                 }
6369         }
6370
6371         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6372
6373         trace_btrfs_inode_new(inode);
6374         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6375
6376         btrfs_update_root_times(trans, root);
6377
6378         if (args->orphan) {
6379                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6380         } else {
6381                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6382                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6383         }
6384         if (ret) {
6385                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6386                 goto discard;
6387         }
6388
6389         return 0;
6390
6391 discard:
6392         /*
6393          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6394          * to the inode.
6395          */
6396         ihold(inode);
6397         discard_new_inode(inode);
6398 out:
6399         btrfs_free_path(path);
6400         return ret;
6401 }
6402
6403 /*
6404  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6405  * a give name and a given sequence number.
6406  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6407  * inode to the parent directory.
6408  */
6409 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6410                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6411                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6412 {
6413         int ret = 0;
6414         struct btrfs_key key;
6415         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6416         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6417         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6418
6419         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6420                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6421         } else {
6422                 key.objectid = ino;
6423                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6424                 key.offset = 0;
6425         }
6426
6427         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6428                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6429                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6430                                          index, name);
6431         } else if (add_backref) {
6432                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6433                                              ino, parent_ino, index);
6434         }
6435
6436         /* Nothing to clean up yet */
6437         if (ret)
6438                 return ret;
6439
6440         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6441                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6442         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6443                 goto fail_dir_item;
6444         else if (ret) {
6445                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6446                 return ret;
6447         }
6448
6449         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6450                            name->len * 2);
6451         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6452         /*
6453          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6454          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6455          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6456          * values (the ones it had when the fsync was done).
6457          */
6458         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6459                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6460
6461                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6462                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6463         }
6464         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6465         if (ret)
6466                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6467         return ret;
6468
6469 fail_dir_item:
6470         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6471                 u64 local_index;
6472                 int err;
6473                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6474                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6475                                          &local_index, name);
6476                 if (err)
6477                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6478         } else if (add_backref) {
6479                 u64 local_index;
6480                 int err;
6481
6482                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6483                                           &local_index);
6484                 if (err)
6485                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6486         }
6487
6488         /* Return the original error code */
6489         return ret;
6490 }
6491
6492 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6493                                struct inode *inode)
6494 {
6495         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6496         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6497         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6498                 .dir = dir,
6499                 .dentry = dentry,
6500                 .inode = inode,
6501         };
6502         unsigned int trans_num_items;
6503         struct btrfs_trans_handle *trans;
6504         int err;
6505
6506         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6507         if (err)
6508                 goto out_inode;
6509
6510         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6511         if (IS_ERR(trans)) {
6512                 err = PTR_ERR(trans);
6513                 goto out_new_inode_args;
6514         }
6515
6516         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6517         if (!err)
6518                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6519
6520         btrfs_end_transaction(trans);
6521         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6522 out_new_inode_args:
6523         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6524 out_inode:
6525         if (err)
6526                 iput(inode);
6527         return err;
6528 }
6529
6530 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6531                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6532 {
6533         struct inode *inode;
6534
6535         inode = new_inode(dir->i_sb);
6536         if (!inode)
6537                 return -ENOMEM;
6538         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6539         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6540         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6541         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6542 }
6543
6544 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6545                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6546 {
6547         struct inode *inode;
6548
6549         inode = new_inode(dir->i_sb);
6550         if (!inode)
6551                 return -ENOMEM;
6552         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6553         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6554         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6555         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6556         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6557 }
6558
6559 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6560                       struct dentry *dentry)
6561 {
6562         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6563         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6564         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6565         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6566         struct fscrypt_name fname;
6567         u64 index;
6568         int err;
6569         int drop_inode = 0;
6570
6571         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6572         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6573                 return -EXDEV;
6574
6575         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6576                 return -EMLINK;
6577
6578         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6579         if (err)
6580                 goto fail;
6581
6582         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6583         if (err)
6584                 goto fail;
6585
6586         /*
6587          * 2 items for inode and inode ref
6588          * 2 items for dir items
6589          * 1 item for parent inode
6590          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6591          */
6592         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6593         if (IS_ERR(trans)) {
6594                 err = PTR_ERR(trans);
6595                 trans = NULL;
6596                 goto fail;
6597         }
6598
6599         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6600         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6601         inc_nlink(inode);
6602         inode_inc_iversion(inode);
6603         inode->i_ctime = current_time(inode);
6604         ihold(inode);
6605         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6606
6607         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6608                              &fname.disk_name, 1, index);
6609
6610         if (err) {
6611                 drop_inode = 1;
6612         } else {
6613                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6614
6615                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6616                 if (err)
6617                         goto fail;
6618                 if (inode->i_nlink == 1) {
6619                         /*
6620                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6621                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6622                          */
6623                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6624                         if (err)
6625                                 goto fail;
6626                 }
6627                 d_instantiate(dentry, inode);
6628                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6629         }
6630
6631 fail:
6632         fscrypt_free_filename(&fname);
6633         if (trans)
6634                 btrfs_end_transaction(trans);
6635         if (drop_inode) {
6636                 inode_dec_link_count(inode);
6637                 iput(inode);
6638         }
6639         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6640         return err;
6641 }
6642
6643 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6644                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6645 {
6646         struct inode *inode;
6647
6648         inode = new_inode(dir->i_sb);
6649         if (!inode)
6650                 return -ENOMEM;
6651         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6652         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6653         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6654         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6655 }
6656
6657 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6658                                       struct page *page,
6659                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6660 {
6661         int ret;
6662         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6663         char *tmp;
6664         size_t max_size;
6665         unsigned long inline_size;
6666         unsigned long ptr;
6667         int compress_type;
6668
6669         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6670         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6671         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6672         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6673         if (!tmp)
6674                 return -ENOMEM;
6675         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6676
6677         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6678
6679         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6680         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6681
6682         /*
6683          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6684          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6685          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6686          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6687          * cover that region here.
6688          */
6689
6690         if (max_size < PAGE_SIZE)
6691                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6692         kfree(tmp);
6693         return ret;
6694 }
6695
6696 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6697                               struct page *page)
6698 {
6699         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6700         void *kaddr;
6701         size_t copy_size;
6702
6703         if (!page || PageUptodate(page))
6704                 return 0;
6705
6706         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6707
6708         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6709                             struct btrfs_file_extent_item);
6710         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6711                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6712
6713         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6714                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6715         kaddr = kmap_local_page(page);
6716         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6717                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6718         kunmap_local(kaddr);
6719         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6720                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6721         return 0;
6722 }
6723
6724 /*
6725  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6726  *
6727  * @inode:      file to search in
6728  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6729  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6730  * @start:      file offset
6731  * @len:        length of range starting at @start
6732  *
6733  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6734  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6735  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6736  *
6737  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6738  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6739  *
6740  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6741  */
6742 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6743                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6744                                     u64 start, u64 len)
6745 {
6746         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6747         int ret = 0;
6748         u64 extent_start = 0;
6749         u64 extent_end = 0;
6750         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6751         int extent_type = -1;
6752         struct btrfs_path *path = NULL;
6753         struct btrfs_root *root = inode->root;
6754         struct btrfs_file_extent_item *item;
6755         struct extent_buffer *leaf;
6756         struct btrfs_key found_key;
6757         struct extent_map *em = NULL;
6758         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6759
6760         read_lock(&em_tree->lock);
6761         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6762         read_unlock(&em_tree->lock);
6763
6764         if (em) {
6765                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6766                         free_extent_map(em);
6767                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6768                         free_extent_map(em);
6769                 else
6770                         goto out;
6771         }
6772         em = alloc_extent_map();
6773         if (!em) {
6774                 ret = -ENOMEM;
6775                 goto out;
6776         }
6777         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6778         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6779         em->len = (u64)-1;
6780         em->block_len = (u64)-1;
6781
6782         path = btrfs_alloc_path();
6783         if (!path) {
6784                 ret = -ENOMEM;
6785                 goto out;
6786         }
6787
6788         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6789         path->reada = READA_FORWARD;
6790
6791         /*
6792          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6793          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6794          * point the commit_root has everything we need.
6795          */
6796         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6797                 path->search_commit_root = 1;
6798                 path->skip_locking = 1;
6799         }
6800
6801         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6802         if (ret < 0) {
6803                 goto out;
6804         } else if (ret > 0) {
6805                 if (path->slots[0] == 0)
6806                         goto not_found;
6807                 path->slots[0]--;
6808                 ret = 0;
6809         }
6810
6811         leaf = path->nodes[0];
6812         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6813                               struct btrfs_file_extent_item);
6814         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6815         if (found_key.objectid != objectid ||
6816             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6817                 /*
6818                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6819                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6820                  * say there is a hole for our whole search range which can
6821                  * cause problems.
6822                  */
6823                 extent_end = start;
6824                 goto next;
6825         }
6826
6827         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6828         extent_start = found_key.offset;
6829         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6830         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6831             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6832                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6833                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6834                         ret = -EUCLEAN;
6835                         btrfs_crit(fs_info,
6836                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6837                                    btrfs_ino(inode));
6838                         goto out;
6839                 }
6840                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6841                                                        extent_start);
6842         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6843                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6844                                                       path->slots[0],
6845                                                       extent_start);
6846         }
6847 next:
6848         if (start >= extent_end) {
6849                 path->slots[0]++;
6850                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6851                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6852                         if (ret < 0)
6853                                 goto out;
6854                         else if (ret > 0)
6855                                 goto not_found;
6856
6857                         leaf = path->nodes[0];
6858                 }
6859                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6860                 if (found_key.objectid != objectid ||
6861                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6862                         goto not_found;
6863                 if (start + len <= found_key.offset)
6864                         goto not_found;
6865                 if (start > found_key.offset)
6866                         goto next;
6867
6868                 /* New extent overlaps with existing one */
6869                 em->start = start;
6870                 em->orig_start = start;
6871                 em->len = found_key.offset - start;
6872                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6873                 goto insert;
6874         }
6875
6876         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6877
6878         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6879             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6880                 goto insert;
6881         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6882                 /*
6883                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6884                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6885                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6886                  */
6887                 ASSERT(pg_offset == 0);
6888                 ASSERT(extent_start == 0);
6889                 ASSERT(em->start == 0);
6890
6891                 /*
6892                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6893                  * initialized em members already.
6894                  *
6895                  * Other members are not utilized for inline extents.
6896                  */
6897                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6898                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6899
6900                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6901                 if (ret < 0)
6902                         goto out;
6903                 goto insert;
6904         }
6905 not_found:
6906         em->start = start;
6907         em->orig_start = start;
6908         em->len = len;
6909         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6910 insert:
6911         ret = 0;
6912         btrfs_release_path(path);
6913         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6914                 btrfs_err(fs_info,
6915                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6916                           em->start, em->len, start, len);
6917                 ret = -EIO;
6918                 goto out;
6919         }
6920
6921         write_lock(&em_tree->lock);
6922         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6923         write_unlock(&em_tree->lock);
6924 out:
6925         btrfs_free_path(path);
6926
6927         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6928
6929         if (ret) {
6930                 free_extent_map(em);
6931                 return ERR_PTR(ret);
6932         }
6933         return em;
6934 }
6935
6936 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6937                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6938                                                   const u64 start,
6939                                                   const u64 len,
6940                                                   const u64 orig_start,
6941                                                   const u64 block_start,
6942                                                   const u64 block_len,
6943                                                   const u64 orig_block_len,
6944                                                   const u64 ram_bytes,
6945                                                   const int type)
6946 {
6947         struct extent_map *em = NULL;
6948         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
6949
6950         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6951                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6952                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6953                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6954                                   type);
6955                 if (IS_ERR(em))
6956                         goto out;
6957         }
6958         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
6959                                              block_start, block_len, 0,
6960                                              (1 << type) |
6961                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
6962                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
6963         if (IS_ERR(ordered)) {
6964                 if (em) {
6965                         free_extent_map(em);
6966                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
6967                                                     start + len - 1, false);
6968                 }
6969                 em = ERR_CAST(ordered);
6970         } else {
6971                 ASSERT(!dio_data->ordered);
6972                 dio_data->ordered = ordered;
6973         }
6974  out:
6975
6976         return em;
6977 }
6978
6979 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
6980                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6981                                                   u64 start, u64 len)
6982 {
6983         struct btrfs_root *root = inode->root;
6984         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6985         struct extent_map *em;
6986         struct btrfs_key ins;
6987         u64 alloc_hint;
6988         int ret;
6989
6990         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
6991         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
6992                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
6993         if (ret)
6994                 return ERR_PTR(ret);
6995
6996         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
6997                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
6998                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
6999         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7000         if (IS_ERR(em))
7001                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7002                                            1);
7003
7004         return em;
7005 }
7006
7007 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7008 {
7009         struct btrfs_block_group *block_group;
7010         bool readonly = false;
7011
7012         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7013         if (!block_group || block_group->ro)
7014                 readonly = true;
7015         if (block_group)
7016                 btrfs_put_block_group(block_group);
7017         return readonly;
7018 }
7019
7020 /*
7021  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7022  *
7023  * @offset:     File offset
7024  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7025  *              range
7026  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7027  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7028  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7029  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7030  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7031  *
7032  * Return:
7033  * >0   and update @len if we can do nocow write
7034  *  0   if we can't do nocow write
7035  * <0   if error happened
7036  *
7037  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7038  *       any ordered extents.
7039  */
7040 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7041                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7042                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7043 {
7044         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7045         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7046         struct btrfs_path *path;
7047         int ret;
7048         struct extent_buffer *leaf;
7049         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7050         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7051         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7052         struct btrfs_key key;
7053         int found_type;
7054
7055         path = btrfs_alloc_path();
7056         if (!path)
7057                 return -ENOMEM;
7058         path->nowait = nowait;
7059
7060         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7061                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7062         if (ret < 0)
7063                 goto out;
7064
7065         if (ret == 1) {
7066                 if (path->slots[0] == 0) {
7067                         /* can't find the item, must cow */
7068                         ret = 0;
7069                         goto out;
7070                 }
7071                 path->slots[0]--;
7072         }
7073         ret = 0;
7074         leaf = path->nodes[0];
7075         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7076         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7077             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7078                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7079                 goto out;
7080         }
7081
7082         if (key.offset > offset) {
7083                 /* Wrong offset, must cow */
7084                 goto out;
7085         }
7086
7087         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7088                 goto out;
7089
7090         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7091         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7092         if (ram_bytes)
7093                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7094
7095         nocow_args.start = offset;
7096         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7097         nocow_args.strict = strict;
7098         nocow_args.free_path = true;
7099
7100         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7101         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7102         path = NULL;
7103
7104         if (ret != 1) {
7105                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7106                 ret = 0;
7107                 goto out;
7108         }
7109
7110         ret = 0;
7111         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7112                 goto out;
7113
7114         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7115             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7116                 u64 range_end;
7117
7118                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7119                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7120                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7121                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7122                 if (ret) {
7123                         ret = -EAGAIN;
7124                         goto out;
7125                 }
7126         }
7127
7128         if (orig_start)
7129                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7130         if (orig_block_len)
7131                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7132
7133         *len = nocow_args.num_bytes;
7134         ret = 1;
7135 out:
7136         btrfs_free_path(path);
7137         return ret;
7138 }
7139
7140 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7141                               struct extent_state **cached_state,
7142                               unsigned int iomap_flags)
7143 {
7144         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7145         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7146         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7147         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7148         int ret = 0;
7149
7150         while (1) {
7151                 if (nowait) {
7152                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7153                                              cached_state))
7154                                 return -EAGAIN;
7155                 } else {
7156                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7157                 }
7158                 /*
7159                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7160                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7161                  * extents in this range.
7162                  */
7163                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7164                                                      lockend - lockstart + 1);
7165
7166                 /*
7167                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7168                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7169                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7170                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7171                  * get stale data.
7172                  */
7173                 if (!ordered &&
7174                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7175                                                          lockstart, lockend)))
7176                         break;
7177
7178                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7179
7180                 if (ordered) {
7181                         if (nowait) {
7182                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7183                                 ret = -EAGAIN;
7184                                 break;
7185                         }
7186                         /*
7187                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7188                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7189                          * to complete and retry, because if we do so we can
7190                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7191                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7192                          * than one extent map, if at this point has already
7193                          * created an ordered extent for a previous extent map
7194                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7195                          * concurrent write against that previous extent map's
7196                          * range and this range started (we unlock the ranges
7197                          * in the io tree only when the bios complete and
7198                          * buffered writes always lock pages before attempting
7199                          * to lock range in the io tree).
7200                          */
7201                         if (writing ||
7202                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7203                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7204                         else
7205                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7206                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7207                 } else {
7208                         /*
7209                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7210                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7211                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7212                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7213                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7214                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7215                          * ordered dio extent we created before but did not have
7216                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7217                          * complete), which makes readahead wait for that
7218                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7219                          * that page.
7220                          */
7221                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7222                 }
7223
7224                 if (ret)
7225                         break;
7226
7227                 cond_resched();
7228         }
7229
7230         return ret;
7231 }
7232
7233 /* The callers of this must take lock_extent() */
7234 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7235                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7236                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7237                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7238                                        int type)
7239 {
7240         struct extent_map *em;
7241         int ret;
7242
7243         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7244                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7245                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7246                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7247
7248         em = alloc_extent_map();
7249         if (!em)
7250                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7251
7252         em->start = start;
7253         em->orig_start = orig_start;
7254         em->len = len;
7255         em->block_len = block_len;
7256         em->block_start = block_start;
7257         em->orig_block_len = orig_block_len;
7258         em->ram_bytes = ram_bytes;
7259         em->generation = -1;
7260         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7261         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7262                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7263         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7264                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7265                 em->compress_type = compress_type;
7266         }
7267
7268         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7269         if (ret) {
7270                 free_extent_map(em);
7271                 return ERR_PTR(ret);
7272         }
7273
7274         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7275         return em;
7276 }
7277
7278
7279 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7280                                          struct inode *inode,
7281                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7282                                          u64 start, u64 *lenp,
7283                                          unsigned int iomap_flags)
7284 {
7285         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7286         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7287         struct extent_map *em = *map;
7288         int type;
7289         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7290         struct btrfs_block_group *bg;
7291         bool can_nocow = false;
7292         bool space_reserved = false;
7293         u64 len = *lenp;
7294         u64 prev_len;
7295         int ret = 0;
7296
7297         /*
7298          * We don't allocate a new extent in the following cases
7299          *
7300          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7301          * existing extent.
7302          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7303          * just use the extent.
7304          *
7305          */
7306         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7307             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7308              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7309                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7310                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7311                 else
7312                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7313                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7314                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7315
7316                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7317                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7318                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7319                         if (bg)
7320                                 can_nocow = true;
7321                 }
7322         }
7323
7324         prev_len = len;
7325         if (can_nocow) {
7326                 struct extent_map *em2;
7327
7328                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7329                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7330                                                       nowait);
7331                 if (ret < 0) {
7332                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7333                         free_extent_map(em);
7334                         *map = NULL;
7335                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7336                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7337                                 ret = -EAGAIN;
7338                         goto out;
7339                 }
7340                 space_reserved = true;
7341
7342                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7343                                               orig_start, block_start,
7344                                               len, orig_block_len,
7345                                               ram_bytes, type);
7346                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7347                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7348                         free_extent_map(em);
7349                         *map = em2;
7350                         em = em2;
7351                 }
7352
7353                 if (IS_ERR(em2)) {
7354                         ret = PTR_ERR(em2);
7355                         goto out;
7356                 }
7357
7358                 dio_data->nocow_done = true;
7359         } else {
7360                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7361                 free_extent_map(em);
7362                 *map = NULL;
7363
7364                 if (nowait) {
7365                         ret = -EAGAIN;
7366                         goto out;
7367                 }
7368
7369                 /*
7370                  * If we could not allocate data space before locking the file
7371                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7372                  */
7373                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7374                         ret = -ENOSPC;
7375                         goto out;
7376                 }
7377
7378                 /*
7379                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7380                  * so now we reserve only metadata.
7381                  */
7382                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7383                                                       false);
7384                 if (ret < 0)
7385                         goto out;
7386                 space_reserved = true;
7387
7388                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7389                 if (IS_ERR(em)) {
7390                         ret = PTR_ERR(em);
7391                         goto out;
7392                 }
7393                 *map = em;
7394                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7395                 if (len < prev_len)
7396                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7397                                                         prev_len - len, true);
7398         }
7399
7400         /*
7401          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7402          * for an outstanding extent.
7403          */
7404         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7405
7406         /*
7407          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7408          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7409          */
7410         if (start + len > i_size_read(inode))
7411                 i_size_write(inode, start + len);
7412 out:
7413         if (ret && space_reserved) {
7414                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7415                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7416         }
7417         *lenp = len;
7418         return ret;
7419 }
7420
7421 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7422                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7423                 struct iomap *srcmap)
7424 {
7425         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7426         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7427         struct extent_map *em;
7428         struct extent_state *cached_state = NULL;
7429         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7430         u64 lockstart, lockend;
7431         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7432         int ret = 0;
7433         u64 len = length;
7434         const u64 data_alloc_len = length;
7435         bool unlock_extents = false;
7436
7437         /*
7438          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7439          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7440          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7441          *
7442          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7443          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7444          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7445          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7446          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7447          */
7448         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7449                 return -EAGAIN;
7450
7451         /*
7452          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7453          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7454          */
7455         if (!write)
7456                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7457
7458         lockstart = start;
7459         lockend = start + len - 1;
7460
7461         /*
7462          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7463          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7464          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7465          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7466          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7467          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7468          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7469          *
7470          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7471          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7472          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7473          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7474          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7475          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7476          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7477          * the file range yet.
7478          */
7479         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7480                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7481                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7482                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7483                                                           lockstart, lockend))
7484                                 return -EAGAIN;
7485                 } else {
7486                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7487                                                        start + length - 1);
7488                         if (ret)
7489                                 return ret;
7490                 }
7491         }
7492
7493         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7494
7495         /*
7496          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7497          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7498          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7499          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7500          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7501          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7502          * NOCOW write.
7503          */
7504         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7505                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7506                                                   &dio_data->data_reserved,
7507                                                   start, data_alloc_len, false);
7508                 if (!ret)
7509                         dio_data->data_space_reserved = true;
7510                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7511                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7512                         goto err;
7513         }
7514
7515         /*
7516          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7517          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7518          * NOWAIT read/write and we need to block.
7519          */
7520         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7521         if (ret < 0)
7522                 goto err;
7523
7524         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7525         if (IS_ERR(em)) {
7526                 ret = PTR_ERR(em);
7527                 goto unlock_err;
7528         }
7529
7530         /*
7531          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7532          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7533          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7534          * buffered path.
7535          *
7536          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7537          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7538          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7539          *
7540          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7541          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7542          * the generic code.
7543          */
7544         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7545             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7546                 free_extent_map(em);
7547                 /*
7548                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7549                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7550                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7551                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7552                  * space - this happens if we were able to read some data from
7553                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7554                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7555                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7556                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7557                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7558                  */
7559                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7560                 goto unlock_err;
7561         }
7562
7563         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7564
7565         /*
7566          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7567          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7568          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7569          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7570          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7571          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7572          *
7573          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7574          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7575          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7576          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7577          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7578          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7579          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7580          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7581          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7582          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7583          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7584          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7585          */
7586         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7587                 free_extent_map(em);
7588                 ret = -EAGAIN;
7589                 goto unlock_err;
7590         }
7591
7592         if (write) {
7593                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7594                                                     start, &len, flags);
7595                 if (ret < 0)
7596                         goto unlock_err;
7597                 unlock_extents = true;
7598                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7599                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7600                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7601                         u64 release_offset;
7602                         u64 release_len = 0;
7603
7604                         if (dio_data->nocow_done) {
7605                                 release_offset = start;
7606                                 release_len = data_alloc_len;
7607                         } else if (len < data_alloc_len) {
7608                                 release_offset = start + len;
7609                                 release_len = data_alloc_len - len;
7610                         }
7611
7612                         if (release_len > 0)
7613                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7614                                                                dio_data->data_reserved,
7615                                                                release_offset,
7616                                                                release_len);
7617                 }
7618         } else {
7619                 /*
7620                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7621                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7622                  */
7623                 lockstart = start + len;
7624                 if (lockstart < lockend)
7625                         unlock_extents = true;
7626         }
7627
7628         if (unlock_extents)
7629                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7630                               &cached_state);
7631         else
7632                 free_extent_state(cached_state);
7633
7634         /*
7635          * Translate extent map information to iomap.
7636          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7637          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7638          */
7639         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7640             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7641                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7642                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7643         } else {
7644                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7645                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7646         }
7647         iomap->offset = start;
7648         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7649         iomap->length = len;
7650         free_extent_map(em);
7651
7652         return 0;
7653
7654 unlock_err:
7655         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7656                       &cached_state);
7657 err:
7658         if (dio_data->data_space_reserved) {
7659                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7660                                                dio_data->data_reserved,
7661                                                start, data_alloc_len);
7662                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7663         }
7664
7665         return ret;
7666 }
7667
7668 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7669                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7670 {
7671         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7672         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7673         size_t submitted = dio_data->submitted;
7674         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7675         int ret = 0;
7676
7677         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7678                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7679                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7680                               NULL);
7681                 return 0;
7682         }
7683
7684         if (submitted < length) {
7685                 pos += submitted;
7686                 length -= submitted;
7687                 if (write)
7688                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7689                                                     pos, length, false);
7690                 else
7691                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7692                                       pos + length - 1, NULL);
7693                 ret = -ENOTBLK;
7694         }
7695         if (write) {
7696                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7697                 dio_data->ordered = NULL;
7698         }
7699
7700         if (write)
7701                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7702         return ret;
7703 }
7704
7705 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7706 {
7707         struct btrfs_dio_private *dip =
7708                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7709         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7710         struct bio *bio = &bbio->bio;
7711
7712         if (bio->bi_status) {
7713                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7714                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7715                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7716                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7717         }
7718
7719         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7720                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7721                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7722                                             !bio->bi_status);
7723         } else {
7724                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7725                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7726         }
7727
7728         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7729         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7730 }
7731
7732 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7733                                 loff_t file_offset)
7734 {
7735         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7736         struct btrfs_dio_private *dip =
7737                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7738         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7739
7740         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7741                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7742         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7743         bbio->file_offset = file_offset;
7744
7745         dip->file_offset = file_offset;
7746         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7747
7748         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7749
7750         /*
7751          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7752          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7753          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7754          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7755          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7756          */
7757         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7758                 int ret;
7759
7760                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7761                 if (ret) {
7762                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7763                                                     file_offset, dip->bytes,
7764                                                     !ret);
7765                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7766                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7767                         return;
7768                 }
7769         }
7770
7771         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7772 }
7773
7774 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7775         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7776         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7777 };
7778
7779 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7780         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7781         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7782 };
7783
7784 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7785 {
7786         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7787
7788         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7789                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7790 }
7791
7792 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7793                                   size_t done_before)
7794 {
7795         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7796
7797         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7798                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7799 }
7800
7801 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7802                         u64 start, u64 len)
7803 {
7804         int     ret;
7805
7806         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7807         if (ret)
7808                 return ret;
7809
7810         /*
7811          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7812          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7813          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7814          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7815          * before the compression is done and writeback is started. A second
7816          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7817          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7818          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7819          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7820          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7821          * if we have delalloc in those ranges.
7822          */
7823         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7824                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7825                 if (ret)
7826                         return ret;
7827         }
7828
7829         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7830 }
7831
7832 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7833                             struct writeback_control *wbc)
7834 {
7835         return extent_writepages(mapping, wbc);
7836 }
7837
7838 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7839 {
7840         extent_readahead(rac);
7841 }
7842
7843 /*
7844  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7845  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7846  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7847  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7848  * spinlock.
7849  */
7850 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7851 {
7852         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7853         struct btrfs_subpage *subpage;
7854
7855         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
7856                 return;
7857
7858         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
7859         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
7860
7861         /*
7862          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7863          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7864          * still holding the subpage spinlock.
7865          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7866          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7867          * function to clear page writeback.
7868          *
7869          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7870          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7871          */
7872         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7873         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7874 }
7875
7876 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7877 {
7878         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7879
7880         if (ret == 1) {
7881                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7882                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7883         }
7884         return ret;
7885 }
7886
7887 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7888 {
7889         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7890                 return false;
7891         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7892 }
7893
7894 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7895 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7896                              struct folio *dst, struct folio *src,
7897                              enum migrate_mode mode)
7898 {
7899         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7900
7901         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7902                 return ret;
7903
7904         if (folio_test_ordered(src)) {
7905                 folio_clear_ordered(src);
7906                 folio_set_ordered(dst);
7907         }
7908
7909         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7910 }
7911 #else
7912 #define btrfs_migrate_folio NULL
7913 #endif
7914
7915 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7916                                  size_t length)
7917 {
7918         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
7919         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7920         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7921         struct extent_state *cached_state = NULL;
7922         u64 page_start = folio_pos(folio);
7923         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7924         u64 cur;
7925         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7926
7927         /*
7928          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7929          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7930          *
7931          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7932          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7933          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7934          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7935          * on one folio.
7936          *
7937          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7938          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7939          */
7940         folio_wait_writeback(folio);
7941         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7942
7943         /*
7944          * For subpage case, we have call sites like
7945          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7946          * sectorsize.
7947          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7948          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7949          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7950          *
7951          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7952          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7953          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7954          */
7955         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7956                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7957                 return;
7958         }
7959
7960         if (!inode_evicting)
7961                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7962
7963         cur = page_start;
7964         while (cur < page_end) {
7965                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7966                 u64 range_end;
7967                 u32 range_len;
7968                 u32 extra_flags = 0;
7969
7970                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7971                                                            page_end + 1 - cur);
7972                 if (!ordered) {
7973                         range_end = page_end;
7974                         /*
7975                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7976                          * to delete all extent states in the range.
7977                          */
7978                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7979                         goto next;
7980                 }
7981                 if (ordered->file_offset > cur) {
7982                         /*
7983                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
7984                          * covered by any ordered extent.
7985                          * We are safe to delete all extent states, and handle
7986                          * the ordered extent in the next iteration.
7987                          */
7988                         range_end = ordered->file_offset - 1;
7989                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7990                         goto next;
7991                 }
7992
7993                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
7994                                 page_end);
7995                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
7996                 range_len = range_end + 1 - cur;
7997                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
7998                         /*
7999                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8000                          * already been executed for the range.
8001                          * We can't delete the extent states as
8002                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8003                          */
8004                         goto next;
8005                 }
8006                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8007
8008                 /*
8009                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8010                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8011                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8012                  *
8013                  * This will also unlock the range for incoming
8014                  * btrfs_finish_ordered_io().
8015                  */
8016                 if (!inode_evicting)
8017                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8018                                          EXTENT_DELALLOC |
8019                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8020                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8021
8022                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8023                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8024                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8025                                              cur - ordered->file_offset);
8026                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8027
8028                 /*
8029                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8030                  * the extent states of the range, otherwise
8031                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8032                  * other pages, so we can't delete extent states.
8033                  */
8034                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8035                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8036                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8037                         /*
8038                          * The ordered extent has finished, now we're again
8039                          * safe to delete all extent states of the range.
8040                          */
8041                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8042                 }
8043 next:
8044                 if (ordered)
8045                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8046                 /*
8047                  * Qgroup reserved space handler
8048                  * Sector(s) here will be either:
8049                  *
8050                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8051                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8052                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8053                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8054                  *
8055                  * 2) Not written to disk yet
8056                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8057                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8058                  *    reserved data space.
8059                  *    Since the IO will never happen for this page.
8060                  */
8061                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8062                 if (!inode_evicting) {
8063                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8064                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8065                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8066                                  extra_flags, &cached_state);
8067                 }
8068                 cur = range_end + 1;
8069         }
8070         /*
8071          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8072          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8073          * did something wrong.
8074          */
8075         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8076         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8077         if (!inode_evicting)
8078                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8079         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8080 }
8081
8082 /*
8083  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8084  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8085  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8086  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8087  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8088  * support these features.
8089  *
8090  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8091  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8092  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8093  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8094  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8095  * unlock the page.
8096  */
8097 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8098 {
8099         struct page *page = vmf->page;
8100         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8101         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8102         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8103         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8104         struct extent_state *cached_state = NULL;
8105         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8106         unsigned long zero_start;
8107         loff_t size;
8108         vm_fault_t ret;
8109         int ret2;
8110         int reserved = 0;
8111         u64 reserved_space;
8112         u64 page_start;
8113         u64 page_end;
8114         u64 end;
8115
8116         reserved_space = PAGE_SIZE;
8117
8118         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8119         page_start = page_offset(page);
8120         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8121         end = page_end;
8122
8123         /*
8124          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8125          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8126          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8127          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8128          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8129          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8130          */
8131         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8132                                             page_start, reserved_space);
8133         if (!ret2) {
8134                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8135                 reserved = 1;
8136         }
8137         if (ret2) {
8138                 ret = vmf_error(ret2);
8139                 if (reserved)
8140                         goto out;
8141                 goto out_noreserve;
8142         }
8143
8144         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8145 again:
8146         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8147         lock_page(page);
8148         size = i_size_read(inode);
8149
8150         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8151             (page_start >= size)) {
8152                 /* page got truncated out from underneath us */
8153                 goto out_unlock;
8154         }
8155         wait_on_page_writeback(page);
8156
8157         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8158         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8159         if (ret2 < 0) {
8160                 ret = vmf_error(ret2);
8161                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8162                 goto out_unlock;
8163         }
8164
8165         /*
8166          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8167          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8168          */
8169         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8170                         PAGE_SIZE);
8171         if (ordered) {
8172                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8173                 unlock_page(page);
8174                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8175                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8176                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8177                 goto again;
8178         }
8179
8180         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8181                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8182                                           fs_info->sectorsize);
8183                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8184                         end = page_start + reserved_space - 1;
8185                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8186                                         data_reserved, page_start,
8187                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8188                 }
8189         }
8190
8191         /*
8192          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8193          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8194          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8195          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8196          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8197          */
8198         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8199                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8200                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8201
8202         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8203                                         &cached_state);
8204         if (ret2) {
8205                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8206                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8207                 goto out_unlock;
8208         }
8209
8210         /* page is wholly or partially inside EOF */
8211         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8212                 zero_start = offset_in_page(size);
8213         else
8214                 zero_start = PAGE_SIZE;
8215
8216         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8217                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8218
8219         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8220         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8221         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8222
8223         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8224
8225         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8226         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8227
8228         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8229         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8230         extent_changeset_free(data_reserved);
8231         return VM_FAULT_LOCKED;
8232
8233 out_unlock:
8234         unlock_page(page);
8235         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8236 out:
8237         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8238         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8239                                      reserved_space, (ret != 0));
8240 out_noreserve:
8241         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8242         extent_changeset_free(data_reserved);
8243         return ret;
8244 }
8245
8246 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8247 {
8248         struct btrfs_truncate_control control = {
8249                 .inode = inode,
8250                 .ino = btrfs_ino(inode),
8251                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8252                 .clear_extent_range = true,
8253         };
8254         struct btrfs_root *root = inode->root;
8255         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8256         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8257         int ret;
8258         struct btrfs_trans_handle *trans;
8259         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8260         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8261
8262         if (!skip_writeback) {
8263                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8264                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8265                                                (u64)-1);
8266                 if (ret)
8267                         return ret;
8268         }
8269
8270         /*
8271          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8272          * things going on here:
8273          *
8274          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8275          *
8276          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8277          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8278          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8279          * very much snapshotting).
8280          *
8281          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8282          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8283          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8284          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8285          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8286          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8287          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8288          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8289          * done separately as well.
8290          *
8291          * So that leaves us with
8292          *
8293          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8294          * transaction reservation.
8295          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8296          * updating the inode.
8297          */
8298         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8299         if (!rsv)
8300                 return -ENOMEM;
8301         rsv->size = min_size;
8302         rsv->failfast = true;
8303
8304         /*
8305          * 1 for the truncate slack space
8306          * 1 for updating the inode.
8307          */
8308         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8309         if (IS_ERR(trans)) {
8310                 ret = PTR_ERR(trans);
8311                 goto out;
8312         }
8313
8314         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8315         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8316                                       min_size, false);
8317         /*
8318          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8319          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8320          * it's not critical we just fail truncation.
8321          */
8322         if (WARN_ON(ret)) {
8323                 btrfs_end_transaction(trans);
8324                 goto out;
8325         }
8326
8327         trans->block_rsv = rsv;
8328
8329         while (1) {
8330                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8331                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8332                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8333
8334                 control.new_size = new_size;
8335                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8336                 /*
8337                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8338                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8339                  * block of the extent just the way it is.
8340                  */
8341                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8342                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8343                                             (u64)-1, false);
8344
8345                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8346
8347                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8348                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8349
8350                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8351
8352                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8353                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8354                         break;
8355
8356                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8357                 if (ret)
8358                         break;
8359
8360                 btrfs_end_transaction(trans);
8361                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8362
8363                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8364                 if (IS_ERR(trans)) {
8365                         ret = PTR_ERR(trans);
8366                         trans = NULL;
8367                         break;
8368                 }
8369
8370                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8371                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8372                                               rsv, min_size, false);
8373                 /*
8374                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8375                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8376                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8377                  */
8378                 if (WARN_ON(ret))
8379                         break;
8380
8381                 trans->block_rsv = rsv;
8382         }
8383
8384         /*
8385          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8386          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8387          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8388          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8389          */
8390         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8391                 btrfs_end_transaction(trans);
8392                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8393
8394                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8395                 if (ret)
8396                         goto out;
8397                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8398                 if (IS_ERR(trans)) {
8399                         ret = PTR_ERR(trans);
8400                         goto out;
8401                 }
8402                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8403         }
8404
8405         if (trans) {
8406                 int ret2;
8407
8408                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8409                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8410                 if (ret2 && !ret)
8411                         ret = ret2;
8412
8413                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8414                 if (ret2 && !ret)
8415                         ret = ret2;
8416                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8417         }
8418 out:
8419         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8420         /*
8421          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8422          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8423          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8424          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8425          * safe.
8426          *
8427          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8428          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8429          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8430          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8431          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8432          * extents beyond i_size to drop.
8433          */
8434         if (control.extents_found > 0)
8435                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8436
8437         return ret;
8438 }
8439
8440 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8441                                      struct inode *dir)
8442 {
8443         struct inode *inode;
8444
8445         inode = new_inode(dir->i_sb);
8446         if (inode) {
8447                 /*
8448                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8449                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8450                  */
8451                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8452                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8453                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8454                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8455         }
8456         return inode;
8457 }
8458
8459 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8460 {
8461         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8462         struct btrfs_inode *ei;
8463         struct inode *inode;
8464
8465         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8466         if (!ei)
8467                 return NULL;
8468
8469         ei->root = NULL;
8470         ei->generation = 0;
8471         ei->last_trans = 0;
8472         ei->last_sub_trans = 0;
8473         ei->logged_trans = 0;
8474         ei->delalloc_bytes = 0;
8475         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8476         ei->defrag_bytes = 0;
8477         ei->disk_i_size = 0;
8478         ei->flags = 0;
8479         ei->ro_flags = 0;
8480         ei->csum_bytes = 0;
8481         ei->index_cnt = (u64)-1;
8482         ei->dir_index = 0;
8483         ei->last_unlink_trans = 0;
8484         ei->last_reflink_trans = 0;
8485         ei->last_log_commit = 0;
8486
8487         spin_lock_init(&ei->lock);
8488         ei->outstanding_extents = 0;
8489         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8490                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8491                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8492         ei->runtime_flags = 0;
8493         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8494         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8495
8496         ei->delayed_node = NULL;
8497
8498         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8499         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8500
8501         inode = &ei->vfs_inode;
8502         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8503         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8504         ei->io_tree.inode = ei;
8505         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8506                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8507         mutex_init(&ei->log_mutex);
8508         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8509         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8510         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8511         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8512         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8513
8514         return inode;
8515 }
8516
8517 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8518 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8519 {
8520         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8521         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8522 }
8523 #endif
8524
8525 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8526 {
8527         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8528 }
8529
8530 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8531 {
8532         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8533         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8534         struct btrfs_root *root = inode->root;
8535         bool freespace_inode;
8536
8537         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8538         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8539         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8540         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8541         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8542         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8543                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8544                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8545         }
8546         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8547         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8548
8549         /*
8550          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8551          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8552          * created.
8553          */
8554         if (!root)
8555                 return;
8556
8557         /*
8558          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8559          * map.
8560          */
8561         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8562
8563         while (1) {
8564                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8565                 if (!ordered)
8566                         break;
8567                 else {
8568                         btrfs_err(root->fs_info,
8569                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8570                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8571
8572                         if (!freespace_inode)
8573                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8574
8575                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8576                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8577                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8578                 }
8579         }
8580         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8581         inode_tree_del(inode);
8582         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8583         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8584         btrfs_put_root(inode->root);
8585 }
8586
8587 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8588 {
8589         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8590
8591         if (root == NULL)
8592                 return 1;
8593
8594         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8595         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8596                 return 1;
8597         else
8598                 return generic_drop_inode(inode);
8599 }
8600
8601 static void init_once(void *foo)
8602 {
8603         struct btrfs_inode *ei = foo;
8604
8605         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8606 }
8607
8608 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8609 {
8610         /*
8611          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8612          * destroy cache.
8613          */
8614         rcu_barrier();
8615         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8616         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8617 }
8618
8619 int __init btrfs_init_cachep(void)
8620 {
8621         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8622                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8623                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8624                         init_once);
8625         if (!btrfs_inode_cachep)
8626                 goto fail;
8627
8628         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8629                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8630                         BIOSET_NEED_BVECS))
8631                 goto fail;
8632
8633         return 0;
8634 fail:
8635         btrfs_destroy_cachep();
8636         return -ENOMEM;
8637 }
8638
8639 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8640                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8641                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8642 {
8643         u64 delalloc_bytes;
8644         u64 inode_bytes;
8645         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8646         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8647         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8648         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8649
8650         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8651         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8652         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8653         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8654                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8655         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8656                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8657         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8658                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8659         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8660                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8661         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8662                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8663
8664         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8665                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8666                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8667                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8668
8669         generic_fillattr(idmap, inode, stat);
8670         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8671
8672         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8673         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8674         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8675         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8676         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8677                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8678         return 0;
8679 }
8680
8681 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8682                               struct dentry *old_dentry,
8683                               struct inode *new_dir,
8684                               struct dentry *new_dentry)
8685 {
8686         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8687         struct btrfs_trans_handle *trans;
8688         unsigned int trans_num_items;
8689         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8690         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8691         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8692         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8693         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
8694         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8695         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8696         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8697         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8698         u64 old_idx = 0;
8699         u64 new_idx = 0;
8700         int ret;
8701         int ret2;
8702         bool need_abort = false;
8703         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8704         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8705
8706         /*
8707          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8708          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8709          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8710          */
8711         if (root != dest &&
8712             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8713              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8714                 return -EXDEV;
8715
8716         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8717         if (ret)
8718                 return ret;
8719
8720         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8721         if (ret) {
8722                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8723                 return ret;
8724         }
8725
8726         old_name = &old_fname.disk_name;
8727         new_name = &new_fname.disk_name;
8728
8729         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8730         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8731             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8732                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8733
8734         /*
8735          * For each inode:
8736          * 1 to remove old dir item
8737          * 1 to remove old dir index
8738          * 1 to add new dir item
8739          * 1 to add new dir index
8740          * 1 to update parent inode
8741          *
8742          * If the parents are the same, we only need to account for one
8743          */
8744         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8745         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8746                 /*
8747                  * 1 to remove old root ref
8748                  * 1 to remove old root backref
8749                  * 1 to add new root ref
8750                  * 1 to add new root backref
8751                  */
8752                 trans_num_items += 4;
8753         } else {
8754                 /*
8755                  * 1 to update inode item
8756                  * 1 to remove old inode ref
8757                  * 1 to add new inode ref
8758                  */
8759                 trans_num_items += 3;
8760         }
8761         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8762                 trans_num_items += 4;
8763         else
8764                 trans_num_items += 3;
8765         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8766         if (IS_ERR(trans)) {
8767                 ret = PTR_ERR(trans);
8768                 goto out_notrans;
8769         }
8770
8771         if (dest != root) {
8772                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8773                 if (ret)
8774                         goto out_fail;
8775         }
8776
8777         /*
8778          * We need to find a free sequence number both in the source and
8779          * in the destination directory for the exchange.
8780          */
8781         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8782         if (ret)
8783                 goto out_fail;
8784         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8785         if (ret)
8786                 goto out_fail;
8787
8788         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8789         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8790
8791         /* Reference for the source. */
8792         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8793                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8794                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8795         } else {
8796                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8797                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8798                                              old_idx);
8799                 if (ret)
8800                         goto out_fail;
8801                 need_abort = true;
8802         }
8803
8804         /* And now for the dest. */
8805         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8806                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8807                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8808         } else {
8809                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8810                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8811                                              new_idx);
8812                 if (ret) {
8813                         if (need_abort)
8814                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8815                         goto out_fail;
8816                 }
8817         }
8818
8819         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8820         inode_inc_iversion(old_dir);
8821         inode_inc_iversion(new_dir);
8822         inode_inc_iversion(old_inode);
8823         inode_inc_iversion(new_inode);
8824         old_dir->i_mtime = ctime;
8825         old_dir->i_ctime = ctime;
8826         new_dir->i_mtime = ctime;
8827         new_dir->i_ctime = ctime;
8828         old_inode->i_ctime = ctime;
8829         new_inode->i_ctime = ctime;
8830
8831         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8832                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8833                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8834                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8835                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8836         }
8837
8838         /* src is a subvolume */
8839         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8840                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8841         } else { /* src is an inode */
8842                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8843                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8844                                            old_name, &old_rename_ctx);
8845                 if (!ret)
8846                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
8847         }
8848         if (ret) {
8849                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8850                 goto out_fail;
8851         }
8852
8853         /* dest is a subvolume */
8854         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8855                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8856         } else { /* dest is an inode */
8857                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8858                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8859                                            new_name, &new_rename_ctx);
8860                 if (!ret)
8861                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
8862         }
8863         if (ret) {
8864                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8865                 goto out_fail;
8866         }
8867
8868         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8869                              new_name, 0, old_idx);
8870         if (ret) {
8871                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8872                 goto out_fail;
8873         }
8874
8875         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8876                              old_name, 0, new_idx);
8877         if (ret) {
8878                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8879                 goto out_fail;
8880         }
8881
8882         if (old_inode->i_nlink == 1)
8883                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8884         if (new_inode->i_nlink == 1)
8885                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8886
8887         /*
8888          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8889          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8890          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8891          * are part of this rename operation were logged before.
8892          */
8893         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8894                 btrfs_pin_log_trans(root);
8895         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8896                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8897
8898         /* Do the log updates for all inodes. */
8899         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8900                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8901                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8902         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8903                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8904                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8905
8906         /* Now unpin the logs. */
8907         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8908                 btrfs_end_log_trans(root);
8909         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8910                 btrfs_end_log_trans(dest);
8911 out_fail:
8912         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8913         ret = ret ? ret : ret2;
8914 out_notrans:
8915         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8916             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8917                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8918
8919         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8920         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8921         return ret;
8922 }
8923
8924 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8925                                         struct inode *dir)
8926 {
8927         struct inode *inode;
8928
8929         inode = new_inode(dir->i_sb);
8930         if (inode) {
8931                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8932                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8933                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8934                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8935         }
8936         return inode;
8937 }
8938
8939 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8940                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8941                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8942                         unsigned int flags)
8943 {
8944         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8945         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8946                 .dir = old_dir,
8947                 .dentry = old_dentry,
8948         };
8949         struct btrfs_trans_handle *trans;
8950         unsigned int trans_num_items;
8951         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8952         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8953         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8954         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8955         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8956         u64 index = 0;
8957         int ret;
8958         int ret2;
8959         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8960         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8961
8962         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8963                 return -EPERM;
8964
8965         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8966         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8967                 return -EXDEV;
8968
8969         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8970             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8971                 return -ENOTEMPTY;
8972
8973         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8974             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8975                 return -ENOTEMPTY;
8976
8977         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8978         if (ret)
8979                 return ret;
8980
8981         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8982         if (ret) {
8983                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8984                 return ret;
8985         }
8986
8987         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8988         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8989         if (ret) {
8990                 if (ret == -EEXIST) {
8991                         /* we shouldn't get
8992                          * eexist without a new_inode */
8993                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8994                                 goto out_fscrypt_names;
8995                         }
8996                 } else {
8997                         /* maybe -EOVERFLOW */
8998                         goto out_fscrypt_names;
8999                 }
9000         }
9001         ret = 0;
9002
9003         /*
9004          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9005          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9006          */
9007         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9008                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9009
9010         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9011                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9012                 if (!whiteout_args.inode) {
9013                         ret = -ENOMEM;
9014                         goto out_fscrypt_names;
9015                 }
9016                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9017                 if (ret)
9018                         goto out_whiteout_inode;
9019         } else {
9020                 /* 1 to update the old parent inode. */
9021                 trans_num_items = 1;
9022         }
9023
9024         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9025                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9026                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9027                 /*
9028                  * 1 to remove old root ref
9029                  * 1 to remove old root backref
9030                  * 1 to add new root ref
9031                  * 1 to add new root backref
9032                  */
9033                 trans_num_items += 4;
9034         } else {
9035                 /*
9036                  * 1 to update inode
9037                  * 1 to remove old inode ref
9038                  * 1 to add new inode ref
9039                  */
9040                 trans_num_items += 3;
9041         }
9042         /*
9043          * 1 to remove old dir item
9044          * 1 to remove old dir index
9045          * 1 to add new dir item
9046          * 1 to add new dir index
9047          */
9048         trans_num_items += 4;
9049         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9050         if (new_dir != old_dir)
9051                 trans_num_items++;
9052         if (new_inode) {
9053                 /*
9054                  * 1 to update inode
9055                  * 1 to remove inode ref
9056                  * 1 to remove dir item
9057                  * 1 to remove dir index
9058                  * 1 to possibly add orphan item
9059                  */
9060                 trans_num_items += 5;
9061         }
9062         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9063         if (IS_ERR(trans)) {
9064                 ret = PTR_ERR(trans);
9065                 goto out_notrans;
9066         }
9067
9068         if (dest != root) {
9069                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9070                 if (ret)
9071                         goto out_fail;
9072         }
9073
9074         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9075         if (ret)
9076                 goto out_fail;
9077
9078         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9079         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9080                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9081                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9082         } else {
9083                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9084                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9085                                              index);
9086                 if (ret)
9087                         goto out_fail;
9088         }
9089
9090         inode_inc_iversion(old_dir);
9091         inode_inc_iversion(new_dir);
9092         inode_inc_iversion(old_inode);
9093         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9094         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9095         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9096         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9097         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9098
9099         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9100                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9101                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9102
9103         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9104                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9105         } else {
9106                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9107                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9108                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9109                 if (!ret)
9110                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9111         }
9112         if (ret) {
9113                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9114                 goto out_fail;
9115         }
9116
9117         if (new_inode) {
9118                 inode_inc_iversion(new_inode);
9119                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9120                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9121                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9122                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9123                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9124                 } else {
9125                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9126                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9127                                                  &new_fname.disk_name);
9128                 }
9129                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9130                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9131                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9132                 if (ret) {
9133                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9134                         goto out_fail;
9135                 }
9136         }
9137
9138         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9139                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9140         if (ret) {
9141                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9142                 goto out_fail;
9143         }
9144
9145         if (old_inode->i_nlink == 1)
9146                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9147
9148         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9149                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9150                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9151
9152         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9153                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9154                 if (ret) {
9155                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9156                         goto out_fail;
9157                 } else {
9158                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9159                         iput(whiteout_args.inode);
9160                         whiteout_args.inode = NULL;
9161                 }
9162         }
9163 out_fail:
9164         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9165         ret = ret ? ret : ret2;
9166 out_notrans:
9167         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9168                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9169         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9170                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9171 out_whiteout_inode:
9172         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9173                 iput(whiteout_args.inode);
9174 out_fscrypt_names:
9175         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9176         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9177         return ret;
9178 }
9179
9180 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9181                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9182                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9183 {
9184         int ret;
9185
9186         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9187                 return -EINVAL;
9188
9189         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9190                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9191                                             new_dentry);
9192         else
9193                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9194                                    new_dentry, flags);
9195
9196         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9197
9198         return ret;
9199 }
9200
9201 struct btrfs_delalloc_work {
9202         struct inode *inode;
9203         struct completion completion;
9204         struct list_head list;
9205         struct btrfs_work work;
9206 };
9207
9208 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9209 {
9210         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9211         struct inode *inode;
9212
9213         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9214                                      work);
9215         inode = delalloc_work->inode;
9216         filemap_flush(inode->i_mapping);
9217         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9218                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9219                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9220
9221         iput(inode);
9222         complete(&delalloc_work->completion);
9223 }
9224
9225 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9226 {
9227         struct btrfs_delalloc_work *work;
9228
9229         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9230         if (!work)
9231                 return NULL;
9232
9233         init_completion(&work->completion);
9234         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9235         work->inode = inode;
9236         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9237
9238         return work;
9239 }
9240
9241 /*
9242  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9243  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9244  */
9245 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9246                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9247                                  bool in_reclaim_context)
9248 {
9249         struct btrfs_inode *binode;
9250         struct inode *inode;
9251         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9252         struct list_head works;
9253         struct list_head splice;
9254         int ret = 0;
9255         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9256
9257         INIT_LIST_HEAD(&works);
9258         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9259
9260         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9261         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9262         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9263         while (!list_empty(&splice)) {
9264                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9265                                     delalloc_inodes);
9266
9267                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9268                                &root->delalloc_inodes);
9269
9270                 if (in_reclaim_context &&
9271                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9272                         continue;
9273
9274                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9275                 if (!inode) {
9276                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9277                         continue;
9278                 }
9279                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9280
9281                 if (snapshot)
9282                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9283                                 &binode->runtime_flags);
9284                 if (full_flush) {
9285                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9286                         if (!work) {
9287                                 iput(inode);
9288                                 ret = -ENOMEM;
9289                                 goto out;
9290                         }
9291                         list_add_tail(&work->list, &works);
9292                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9293                                          &work->work);
9294                 } else {
9295                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9296                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9297                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9298                                 goto out;
9299                 }
9300                 cond_resched();
9301                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9302         }
9303         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9304
9305 out:
9306         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9307                 list_del_init(&work->list);
9308                 wait_for_completion(&work->completion);
9309                 kfree(work);
9310         }
9311
9312         if (!list_empty(&splice)) {
9313                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9314                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9315                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9316         }
9317         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9318         return ret;
9319 }
9320
9321 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9322 {
9323         struct writeback_control wbc = {
9324                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9325                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9326                 .range_start = 0,
9327                 .range_end = LLONG_MAX,
9328         };
9329         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9330
9331         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9332                 return -EROFS;
9333
9334         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9335 }
9336
9337 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9338                                bool in_reclaim_context)
9339 {
9340         struct writeback_control wbc = {
9341                 .nr_to_write = nr,
9342                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9343                 .range_start = 0,
9344                 .range_end = LLONG_MAX,
9345         };
9346         struct btrfs_root *root;
9347         struct list_head splice;
9348         int ret;
9349
9350         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9351                 return -EROFS;
9352
9353         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9354
9355         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9356         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9357         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9358         while (!list_empty(&splice)) {
9359                 /*
9360                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9361                  * flush.
9362                  */
9363                 if (nr == LONG_MAX)
9364                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9365
9366                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9367                                         delalloc_root);
9368                 root = btrfs_grab_root(root);
9369                 BUG_ON(!root);
9370                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9371                                &fs_info->delalloc_roots);
9372                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9373
9374                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9375                 btrfs_put_root(root);
9376                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9377                         goto out;
9378                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9379         }
9380         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9381
9382         ret = 0;
9383 out:
9384         if (!list_empty(&splice)) {
9385                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9386                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9387                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9388         }
9389         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9390         return ret;
9391 }
9392
9393 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9394                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9395 {
9396         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9397         struct btrfs_trans_handle *trans;
9398         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9399         struct btrfs_path *path;
9400         struct btrfs_key key;
9401         struct inode *inode;
9402         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9403                 .dir = dir,
9404                 .dentry = dentry,
9405         };
9406         unsigned int trans_num_items;
9407         int err;
9408         int name_len;
9409         int datasize;
9410         unsigned long ptr;
9411         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9412         struct extent_buffer *leaf;
9413
9414         name_len = strlen(symname);
9415         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9416                 return -ENAMETOOLONG;
9417
9418         inode = new_inode(dir->i_sb);
9419         if (!inode)
9420                 return -ENOMEM;
9421         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9422         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9423         inode_nohighmem(inode);
9424         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9425         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9426         inode_set_bytes(inode, name_len);
9427
9428         new_inode_args.inode = inode;
9429         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9430         if (err)
9431                 goto out_inode;
9432         /* 1 additional item for the inline extent */
9433         trans_num_items++;
9434
9435         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9436         if (IS_ERR(trans)) {
9437                 err = PTR_ERR(trans);
9438                 goto out_new_inode_args;
9439         }
9440
9441         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9442         if (err)
9443                 goto out;
9444
9445         path = btrfs_alloc_path();
9446         if (!path) {
9447                 err = -ENOMEM;
9448                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9449                 discard_new_inode(inode);
9450                 inode = NULL;
9451                 goto out;
9452         }
9453         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9454         key.offset = 0;
9455         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9456         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9457         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9458                                       datasize);
9459         if (err) {
9460                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9461                 btrfs_free_path(path);
9462                 discard_new_inode(inode);
9463                 inode = NULL;
9464                 goto out;
9465         }
9466         leaf = path->nodes[0];
9467         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9468                             struct btrfs_file_extent_item);
9469         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9470         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9471                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9472         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9473         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9474         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9475         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9476
9477         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9478         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9479         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9480         btrfs_free_path(path);
9481
9482         d_instantiate_new(dentry, inode);
9483         err = 0;
9484 out:
9485         btrfs_end_transaction(trans);
9486         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9487 out_new_inode_args:
9488         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9489 out_inode:
9490         if (err)
9491                 iput(inode);
9492         return err;
9493 }
9494
9495 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9496                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9497                                        struct btrfs_inode *inode,
9498                                        struct btrfs_key *ins,
9499                                        u64 file_offset)
9500 {
9501         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9502         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9503         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9504         struct btrfs_path *path;
9505         u64 start = ins->objectid;
9506         u64 len = ins->offset;
9507         int qgroup_released;
9508         int ret;
9509
9510         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9511
9512         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9513         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9514         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9515         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9516         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9517         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9518         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9519
9520         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9521         if (qgroup_released < 0)
9522                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9523
9524         if (trans) {
9525                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9526                                                   file_offset, &stack_fi,
9527                                                   true, qgroup_released);
9528                 if (ret)
9529                         goto free_qgroup;
9530                 return trans;
9531         }
9532
9533         extent_info.disk_offset = start;
9534         extent_info.disk_len = len;
9535         extent_info.data_offset = 0;
9536         extent_info.data_len = len;
9537         extent_info.file_offset = file_offset;
9538         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9539         extent_info.is_new_extent = true;
9540         extent_info.update_times = true;
9541         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9542         extent_info.insertions = 0;
9543
9544         path = btrfs_alloc_path();
9545         if (!path) {
9546                 ret = -ENOMEM;
9547                 goto free_qgroup;
9548         }
9549
9550         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9551                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9552                                      &trans);
9553         btrfs_free_path(path);
9554         if (ret)
9555                 goto free_qgroup;
9556         return trans;
9557
9558 free_qgroup:
9559         /*
9560          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9561          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9562          * transaction.
9563          * But if we error out early, we have to free what we have released
9564          * or we leak qgroup data reservation.
9565          */
9566         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9567                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9568                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9569         return ERR_PTR(ret);
9570 }
9571
9572 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9573                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9574                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9575                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9576 {
9577         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9578         struct extent_map *em;
9579         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9580         struct btrfs_key ins;
9581         u64 cur_offset = start;
9582         u64 clear_offset = start;
9583         u64 i_size;
9584         u64 cur_bytes;
9585         u64 last_alloc = (u64)-1;
9586         int ret = 0;
9587         bool own_trans = true;
9588         u64 end = start + num_bytes - 1;
9589
9590         if (trans)
9591                 own_trans = false;
9592         while (num_bytes > 0) {
9593                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9594                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9595                 /*
9596                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9597                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9598                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9599                  * sized chunks.
9600                  */
9601                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9602                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9603                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9604                 if (ret)
9605                         break;
9606
9607                 /*
9608                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9609                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9610                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9611                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9612                  * clear_offset by our extent size.
9613                  */
9614                 clear_offset += ins.offset;
9615
9616                 last_alloc = ins.offset;
9617                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9618                                                     &ins, cur_offset);
9619                 /*
9620                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9621                  * decrement the number of reservations in the block group.
9622                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9623                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9624                  */
9625                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9626                 if (IS_ERR(trans)) {
9627                         ret = PTR_ERR(trans);
9628                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9629                                                    ins.offset, 0);
9630                         break;
9631                 }
9632
9633                 em = alloc_extent_map();
9634                 if (!em) {
9635                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9636                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9637                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9638                         goto next;
9639                 }
9640
9641                 em->start = cur_offset;
9642                 em->orig_start = cur_offset;
9643                 em->len = ins.offset;
9644                 em->block_start = ins.objectid;
9645                 em->block_len = ins.offset;
9646                 em->orig_block_len = ins.offset;
9647                 em->ram_bytes = ins.offset;
9648                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9649                 em->generation = trans->transid;
9650
9651                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9652                 free_extent_map(em);
9653 next:
9654                 num_bytes -= ins.offset;
9655                 cur_offset += ins.offset;
9656                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9657
9658                 inode_inc_iversion(inode);
9659                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9660                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9661                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9662                     (actual_len > inode->i_size) &&
9663                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9664                         if (cur_offset > actual_len)
9665                                 i_size = actual_len;
9666                         else
9667                                 i_size = cur_offset;
9668                         i_size_write(inode, i_size);
9669                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9670                 }
9671
9672                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9673
9674                 if (ret) {
9675                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9676                         if (own_trans)
9677                                 btrfs_end_transaction(trans);
9678                         break;
9679                 }
9680
9681                 if (own_trans) {
9682                         btrfs_end_transaction(trans);
9683                         trans = NULL;
9684                 }
9685         }
9686         if (clear_offset < end)
9687                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9688                         end - clear_offset + 1);
9689         return ret;
9690 }
9691
9692 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9693                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9694                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9695 {
9696         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9697                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9698                                            NULL);
9699 }
9700
9701 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9702                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9703                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9704                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9705 {
9706         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9707                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9708 }
9709
9710 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9711                             struct inode *inode, int mask)
9712 {
9713         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9714         umode_t mode = inode->i_mode;
9715
9716         if (mask & MAY_WRITE &&
9717             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9718                 if (btrfs_root_readonly(root))
9719                         return -EROFS;
9720                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9721                         return -EACCES;
9722         }
9723         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9724 }
9725
9726 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9727                          struct file *file, umode_t mode)
9728 {
9729         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9730         struct btrfs_trans_handle *trans;
9731         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9732         struct inode *inode;
9733         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9734                 .dir = dir,
9735                 .dentry = file->f_path.dentry,
9736                 .orphan = true,
9737         };
9738         unsigned int trans_num_items;
9739         int ret;
9740
9741         inode = new_inode(dir->i_sb);
9742         if (!inode)
9743                 return -ENOMEM;
9744         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9745         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9746         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9747         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9748
9749         new_inode_args.inode = inode;
9750         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9751         if (ret)
9752                 goto out_inode;
9753
9754         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9755         if (IS_ERR(trans)) {
9756                 ret = PTR_ERR(trans);
9757                 goto out_new_inode_args;
9758         }
9759
9760         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9761
9762         /*
9763          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9764          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9765          * 0, through:
9766          *
9767          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9768          */
9769         set_nlink(inode, 1);
9770
9771         if (!ret) {
9772                 d_tmpfile(file, inode);
9773                 unlock_new_inode(inode);
9774                 mark_inode_dirty(inode);
9775         }
9776
9777         btrfs_end_transaction(trans);
9778         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9779 out_new_inode_args:
9780         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9781 out_inode:
9782         if (ret)
9783                 iput(inode);
9784         return finish_open_simple(file, ret);
9785 }
9786
9787 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9788 {
9789         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9790         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9791         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9792         struct page *page;
9793         u32 len;
9794
9795         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9796         len = end + 1 - start;
9797         while (index <= end_index) {
9798                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9799                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9800
9801                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9802                 put_page(page);
9803                 index++;
9804         }
9805 }
9806
9807 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9808                                              int compress_type)
9809 {
9810         switch (compress_type) {
9811         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9812                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9813         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9814                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9815         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9816                 /*
9817                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9818                  * sector size that we support.
9819                  */
9820                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9821                         return -EINVAL;
9822                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9823                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9824         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9825                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9826         default:
9827                 return -EUCLEAN;
9828         }
9829 }
9830
9831 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9832                                 struct kiocb *iocb,
9833                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9834                                 u64 lockend,
9835                                 struct extent_state **cached_state,
9836                                 u64 extent_start, size_t count,
9837                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9838                                 bool *unlocked)
9839 {
9840         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9841         struct btrfs_root *root = inode->root;
9842         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9843         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9844         struct btrfs_path *path;
9845         struct extent_buffer *leaf;
9846         struct btrfs_file_extent_item *item;
9847         u64 ram_bytes;
9848         unsigned long ptr;
9849         void *tmp;
9850         ssize_t ret;
9851
9852         path = btrfs_alloc_path();
9853         if (!path) {
9854                 ret = -ENOMEM;
9855                 goto out;
9856         }
9857         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9858                                        extent_start, 0);
9859         if (ret) {
9860                 if (ret > 0) {
9861                         /* The extent item disappeared? */
9862                         ret = -EIO;
9863                 }
9864                 goto out;
9865         }
9866         leaf = path->nodes[0];
9867         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9868
9869         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9870         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9871
9872         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9873                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9874         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9875                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9876         if (ret < 0)
9877                 goto out;
9878         encoded->compression = ret;
9879         if (encoded->compression) {
9880                 size_t inline_size;
9881
9882                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9883                                                                 path->slots[0]);
9884                 if (inline_size > count) {
9885                         ret = -ENOBUFS;
9886                         goto out;
9887                 }
9888                 count = inline_size;
9889                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9890                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9891         } else {
9892                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9893                 encoded->len = count;
9894                 encoded->unencoded_len = count;
9895                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9896         }
9897
9898         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9899         if (!tmp) {
9900                 ret = -ENOMEM;
9901                 goto out;
9902         }
9903         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9904         btrfs_release_path(path);
9905         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9906         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9907         *unlocked = true;
9908
9909         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9910         if (ret != count)
9911                 ret = -EFAULT;
9912         kfree(tmp);
9913 out:
9914         btrfs_free_path(path);
9915         return ret;
9916 }
9917
9918 struct btrfs_encoded_read_private {
9919         wait_queue_head_t wait;
9920         atomic_t pending;
9921         blk_status_t status;
9922 };
9923
9924 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9925 {
9926         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9927
9928         if (bbio->bio.bi_status) {
9929                 /*
9930                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9931                  * pairs with the memory barrier implied by the
9932                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9933                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9934                  * write is observed before the load of status in
9935                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9936                  */
9937                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9938         }
9939         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9940                 wake_up(&priv->wait);
9941         bio_put(&bbio->bio);
9942 }
9943
9944 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9945                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9946                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9947 {
9948         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9949         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9950                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9951         };
9952         unsigned long i = 0;
9953         struct btrfs_bio *bbio;
9954
9955         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9956
9957         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9958                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9959         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9960         bbio->inode = inode;
9961
9962         do {
9963                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9964
9965                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9966                         atomic_inc(&priv.pending);
9967                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9968
9969                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9970                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9971                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9972                         bbio->inode = inode;
9973                         continue;
9974                 }
9975
9976                 i++;
9977                 disk_bytenr += bytes;
9978                 disk_io_size -= bytes;
9979         } while (disk_io_size);
9980
9981         atomic_inc(&priv.pending);
9982         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9983
9984         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9985                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9986         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9987         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9988 }
9989
9990 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9991                                           struct iov_iter *iter,
9992                                           u64 start, u64 lockend,
9993                                           struct extent_state **cached_state,
9994                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9995                                           size_t count, bool compressed,
9996                                           bool *unlocked)
9997 {
9998         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9999         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10000         struct page **pages;
10001         unsigned long nr_pages, i;
10002         u64 cur;
10003         size_t page_offset;
10004         ssize_t ret;
10005
10006         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10007         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10008         if (!pages)
10009                 return -ENOMEM;
10010         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10011         if (ret) {
10012                 ret = -ENOMEM;
10013                 goto out;
10014                 }
10015
10016         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10017                                                     disk_io_size, pages);
10018         if (ret)
10019                 goto out;
10020
10021         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10022         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10023         *unlocked = true;
10024
10025         if (compressed) {
10026                 i = 0;
10027                 page_offset = 0;
10028         } else {
10029                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10030                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10031         }
10032         cur = 0;
10033         while (cur < count) {
10034                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10035                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10036
10037                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10038                                       iter) != bytes) {
10039                         ret = -EFAULT;
10040                         goto out;
10041                 }
10042                 i++;
10043                 cur += bytes;
10044                 page_offset = 0;
10045         }
10046         ret = count;
10047 out:
10048         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10049                 if (pages[i])
10050                         __free_page(pages[i]);
10051         }
10052         kfree(pages);
10053         return ret;
10054 }
10055
10056 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10057                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10058 {
10059         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10060         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10061         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10062         ssize_t ret;
10063         size_t count = iov_iter_count(iter);
10064         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10065         struct extent_state *cached_state = NULL;
10066         struct extent_map *em;
10067         bool unlocked = false;
10068
10069         file_accessed(iocb->ki_filp);
10070
10071         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10072
10073         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10074                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10075                 return 0;
10076         }
10077         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10078         /*
10079          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10080          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10081          */
10082         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10083
10084         for (;;) {
10085                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10086
10087                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10088                                                lockend - start + 1);
10089                 if (ret)
10090                         goto out_unlock_inode;
10091                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10092                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10093                                                      lockend - start + 1);
10094                 if (!ordered)
10095                         break;
10096                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10097                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10098                 cond_resched();
10099         }
10100
10101         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10102         if (IS_ERR(em)) {
10103                 ret = PTR_ERR(em);
10104                 goto out_unlock_extent;
10105         }
10106
10107         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10108                 u64 extent_start = em->start;
10109
10110                 /*
10111                  * For inline extents we get everything we need out of the
10112                  * extent item.
10113                  */
10114                 free_extent_map(em);
10115                 em = NULL;
10116                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10117                                                 &cached_state, extent_start,
10118                                                 count, encoded, &unlocked);
10119                 goto out;
10120         }
10121
10122         /*
10123          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10124          * that.
10125          */
10126         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10127                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10128         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10129             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10130                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10131                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10132                 encoded->len = count;
10133                 encoded->unencoded_len = count;
10134         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10135                 disk_bytenr = em->block_start;
10136                 /*
10137                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10138                  * compressed extent.
10139                  */
10140                 if (em->block_len > count) {
10141                         ret = -ENOBUFS;
10142                         goto out_em;
10143                 }
10144                 disk_io_size = em->block_len;
10145                 count = em->block_len;
10146                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10147                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10148                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10149                                                              em->compress_type);
10150                 if (ret < 0)
10151                         goto out_em;
10152                 encoded->compression = ret;
10153         } else {
10154                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10155                 if (encoded->len > count)
10156                         encoded->len = count;
10157                 /*
10158                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10159                  * allocations that we'll do.
10160                  */
10161                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10162                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10163                 encoded->len = count;
10164                 encoded->unencoded_len = count;
10165                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10166         }
10167         free_extent_map(em);
10168         em = NULL;
10169
10170         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10171                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10172                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10173                 unlocked = true;
10174                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10175                 if (ret != count)
10176                         ret = -EFAULT;
10177         } else {
10178                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10179                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10180                                                  disk_io_size, count,
10181                                                  encoded->compression,
10182                                                  &unlocked);
10183         }
10184
10185 out:
10186         if (ret >= 0)
10187                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10188 out_em:
10189         free_extent_map(em);
10190 out_unlock_extent:
10191         if (!unlocked)
10192                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10193 out_unlock_inode:
10194         if (!unlocked)
10195                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10196         return ret;
10197 }
10198
10199 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10200                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10201 {
10202         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10203         struct btrfs_root *root = inode->root;
10204         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10205         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10206         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10207         struct extent_state *cached_state = NULL;
10208         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10209         int compression;
10210         size_t orig_count;
10211         u64 start, end;
10212         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10213         unsigned long nr_pages, i;
10214         struct page **pages;
10215         struct btrfs_key ins;
10216         bool extent_reserved = false;
10217         struct extent_map *em;
10218         ssize_t ret;
10219
10220         switch (encoded->compression) {
10221         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10222                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10223                 break;
10224         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10225                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10226                 break;
10227         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10228         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10229         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10230         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10231         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10232                 /* The sector size must match for LZO. */
10233                 if (encoded->compression -
10234                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10235                     fs_info->sectorsize_bits)
10236                         return -EINVAL;
10237                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10238                 break;
10239         default:
10240                 return -EINVAL;
10241         }
10242         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10243                 return -EINVAL;
10244
10245         orig_count = iov_iter_count(from);
10246
10247         /* The extent size must be sane. */
10248         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10249             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10250                 return -EINVAL;
10251
10252         /*
10253          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10254          *
10255          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10256          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10257          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10258          * extents.
10259          *
10260          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10261          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10262          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10263          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10264          */
10265         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10266                 return -EINVAL;
10267
10268         /* The extent must start on a sector boundary. */
10269         start = iocb->ki_pos;
10270         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10271                 return -EINVAL;
10272
10273         /*
10274          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10275          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10276          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10277          */
10278         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10279             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10280                 return -EINVAL;
10281
10282         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10283         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10284                 return -EINVAL;
10285
10286         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10287         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10288         end = start + num_bytes - 1;
10289
10290         /*
10291          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10292          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10293          * isn't.
10294          */
10295         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10296         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10297         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10298         if (!pages)
10299                 return -ENOMEM;
10300         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10301                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10302                 char *kaddr;
10303
10304                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10305                 if (!pages[i]) {
10306                         ret = -ENOMEM;
10307                         goto out_pages;
10308                 }
10309                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10310                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10311                         kunmap_local(kaddr);
10312                         ret = -EFAULT;
10313                         goto out_pages;
10314                 }
10315                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10316                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10317                 kunmap_local(kaddr);
10318         }
10319
10320         for (;;) {
10321                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10322
10323                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10324                 if (ret)
10325                         goto out_pages;
10326                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10327                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10328                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10329                 if (ret)
10330                         goto out_pages;
10331                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10332                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10333                 if (!ordered &&
10334                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10335                         break;
10336                 if (ordered)
10337                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10338                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10339                 cond_resched();
10340         }
10341
10342         /*
10343          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10344          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10345          */
10346         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10347         if (ret)
10348                 goto out_unlock;
10349         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10350         if (ret)
10351                 goto out_free_data_space;
10352         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10353                                               false);
10354         if (ret)
10355                 goto out_qgroup_free_data;
10356
10357         /* Try an inline extent first. */
10358         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10359             encoded->unencoded_offset == 0) {
10360                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10361                                             compression, pages, true);
10362                 if (ret <= 0) {
10363                         if (ret == 0)
10364                                 ret = orig_count;
10365                         goto out_delalloc_release;
10366                 }
10367         }
10368
10369         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10370                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10371         if (ret)
10372                 goto out_delalloc_release;
10373         extent_reserved = true;
10374
10375         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10376                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10377                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10378                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10379         if (IS_ERR(em)) {
10380                 ret = PTR_ERR(em);
10381                 goto out_free_reserved;
10382         }
10383         free_extent_map(em);
10384
10385         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10386                                        ins.objectid, ins.offset,
10387                                        encoded->unencoded_offset,
10388                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10389                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10390                                        compression);
10391         if (IS_ERR(ordered)) {
10392                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10393                 ret = PTR_ERR(ordered);
10394                 goto out_free_reserved;
10395         }
10396         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10397
10398         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10399                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10400
10401         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10402
10403         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10404
10405         btrfs_submit_compressed_write(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10406         ret = orig_count;
10407         goto out;
10408
10409 out_free_reserved:
10410         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10411         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10412 out_delalloc_release:
10413         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10414         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10415 out_qgroup_free_data:
10416         if (ret < 0)
10417                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10418 out_free_data_space:
10419         /*
10420          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10421          * bytes_may_use.
10422          */
10423         if (!extent_reserved)
10424                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10425 out_unlock:
10426         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10427 out_pages:
10428         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10429                 if (pages[i])
10430                         __free_page(pages[i]);
10431         }
10432         kvfree(pages);
10433 out:
10434         if (ret >= 0)
10435                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10436         return ret;
10437 }
10438
10439 #ifdef CONFIG_SWAP
10440 /*
10441  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10442  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10443  * negative errno on failure.
10444  */
10445 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10446                                   bool is_block_group)
10447 {
10448         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10449         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10450         struct rb_node **p;
10451         struct rb_node *parent = NULL;
10452
10453         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10454         if (!sp)
10455                 return -ENOMEM;
10456         sp->ptr = ptr;
10457         sp->inode = inode;
10458         sp->is_block_group = is_block_group;
10459         sp->bg_extent_count = 1;
10460
10461         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10462         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10463         while (*p) {
10464                 parent = *p;
10465                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10466                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10467                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10468                         p = &(*p)->rb_left;
10469                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10470                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10471                         p = &(*p)->rb_right;
10472                 } else {
10473                         if (is_block_group)
10474                                 entry->bg_extent_count++;
10475                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10476                         kfree(sp);
10477                         return 1;
10478                 }
10479         }
10480         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10481         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10482         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10483         return 0;
10484 }
10485
10486 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10487 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10488 {
10489         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10490         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10491         struct rb_node *node, *next;
10492
10493         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10494         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10495         while (node) {
10496                 next = rb_next(node);
10497                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10498                 if (sp->inode == inode) {
10499                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10500                         if (sp->is_block_group) {
10501                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10502                                                            sp->bg_extent_count);
10503                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10504                         }
10505                         kfree(sp);
10506                 }
10507                 node = next;
10508         }
10509         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10510 }
10511
10512 struct btrfs_swap_info {
10513         u64 start;
10514         u64 block_start;
10515         u64 block_len;
10516         u64 lowest_ppage;
10517         u64 highest_ppage;
10518         unsigned long nr_pages;
10519         int nr_extents;
10520 };
10521
10522 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10523                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10524 {
10525         unsigned long nr_pages;
10526         unsigned long max_pages;
10527         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10528         int ret;
10529
10530         /*
10531          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10532          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10533          * the max size set in the swap header.
10534          */
10535         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10536                 return 0;
10537
10538         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10539         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10540         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10541
10542         if (first_ppage >= next_ppage)
10543                 return 0;
10544         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10545         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10546
10547         first_ppage_reported = first_ppage;
10548         if (bsi->start == 0)
10549                 first_ppage_reported++;
10550         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10551                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10552         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10553                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10554
10555         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10556         if (ret < 0)
10557                 return ret;
10558         bsi->nr_extents += ret;
10559         bsi->nr_pages += nr_pages;
10560         return 0;
10561 }
10562
10563 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10564 {
10565         struct inode *inode = file_inode(file);
10566
10567         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10568         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10569 }
10570
10571 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10572                                sector_t *span)
10573 {
10574         struct inode *inode = file_inode(file);
10575         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10576         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10577         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10578         struct extent_state *cached_state = NULL;
10579         struct extent_map *em = NULL;
10580         struct btrfs_device *device = NULL;
10581         struct btrfs_swap_info bsi = {
10582                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10583         };
10584         int ret = 0;
10585         u64 isize;
10586         u64 start;
10587
10588         /*
10589          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10590          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10591          * we don't really care.
10592          */
10593         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10594         if (ret)
10595                 return ret;
10596
10597         /*
10598          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10599          */
10600         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10601                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10602                 return -EINVAL;
10603         }
10604         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10605                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10606                 return -EINVAL;
10607         }
10608         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10609                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10610                 return -EINVAL;
10611         }
10612
10613         /*
10614          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10615          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10616          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10617          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10618          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10619          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10620          * really worth the trouble to allow it.
10621          */
10622         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10623                 btrfs_warn(fs_info,
10624            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10625                 return -EBUSY;
10626         }
10627
10628         /*
10629          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10630          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10631          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10632          * completes before the first write into the swap file after it is
10633          * activated, than that write would fallback to COW.
10634          */
10635         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10636                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10637                 btrfs_warn(fs_info,
10638            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10639                 return -EINVAL;
10640         }
10641         /*
10642          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10643          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10644          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10645          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10646          *
10647          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10648          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10649          * activating the swapfile.
10650          */
10651         spin_lock(&root->root_item_lock);
10652         if (btrfs_root_dead(root)) {
10653                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10654
10655                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10656                 btrfs_warn(fs_info,
10657                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10658                         root->root_key.objectid);
10659                 return -EPERM;
10660         }
10661         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10662         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10663
10664         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10665
10666         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10667         start = 0;
10668         while (start < isize) {
10669                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10670                 struct btrfs_block_group *bg;
10671                 u64 len = isize - start;
10672
10673                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10674                 if (IS_ERR(em)) {
10675                         ret = PTR_ERR(em);
10676                         goto out;
10677                 }
10678
10679                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10680                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10681                         ret = -EINVAL;
10682                         goto out;
10683                 }
10684                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10685                         /*
10686                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10687                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10688                          * big enough to store more than the swap header, but in
10689                          * case something changes in the future, let's catch it
10690                          * here rather than later.
10691                          */
10692                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10693                         ret = -EINVAL;
10694                         goto out;
10695                 }
10696                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10697                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10698                         ret = -EINVAL;
10699                         goto out;
10700                 }
10701
10702                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10703                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10704                 free_extent_map(em);
10705                 em = NULL;
10706
10707                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10708                 if (ret < 0) {
10709                         goto out;
10710                 } else if (ret) {
10711                         ret = 0;
10712                 } else {
10713                         btrfs_warn(fs_info,
10714                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10715                         ret = -EINVAL;
10716                         goto out;
10717                 }
10718
10719                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10720                 if (IS_ERR(em)) {
10721                         ret = PTR_ERR(em);
10722                         goto out;
10723                 }
10724
10725                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10726                         btrfs_warn(fs_info,
10727                                    "swapfile must have single data profile");
10728                         ret = -EINVAL;
10729                         goto out;
10730                 }
10731
10732                 if (device == NULL) {
10733                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10734                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10735                         if (ret == 1)
10736                                 ret = 0;
10737                         else if (ret)
10738                                 goto out;
10739                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10740                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10741                         ret = -EINVAL;
10742                         goto out;
10743                 }
10744
10745                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10746                                         (logical_block_start - em->start));
10747                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10748                 free_extent_map(em);
10749                 em = NULL;
10750
10751                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10752                 if (!bg) {
10753                         btrfs_warn(fs_info,
10754                            "could not find block group containing swapfile");
10755                         ret = -EINVAL;
10756                         goto out;
10757                 }
10758
10759                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10760                         btrfs_warn(fs_info,
10761                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10762                            bg->start,
10763                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10764                                        " (scrub running)" : "");
10765                         btrfs_put_block_group(bg);
10766                         ret = -EINVAL;
10767                         goto out;
10768                 }
10769
10770                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10771                 if (ret) {
10772                         btrfs_put_block_group(bg);
10773                         if (ret == 1)
10774                                 ret = 0;
10775                         else
10776                                 goto out;
10777                 }
10778
10779                 if (bsi.block_len &&
10780                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10781                         bsi.block_len += len;
10782                 } else {
10783                         if (bsi.block_len) {
10784                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10785                                 if (ret)
10786                                         goto out;
10787                         }
10788                         bsi.start = start;
10789                         bsi.block_start = physical_block_start;
10790                         bsi.block_len = len;
10791                 }
10792
10793                 start += len;
10794         }
10795
10796         if (bsi.block_len)
10797                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10798
10799 out:
10800         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10801                 free_extent_map(em);
10802
10803         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10804
10805         if (ret)
10806                 btrfs_swap_deactivate(file);
10807
10808         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10809
10810         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10811
10812         if (ret)
10813                 return ret;
10814
10815         if (device)
10816                 sis->bdev = device->bdev;
10817         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10818         sis->max = bsi.nr_pages;
10819         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10820         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10821         return bsi.nr_extents;
10822 }
10823 #else
10824 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10825 {
10826 }
10827
10828 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10829                                sector_t *span)
10830 {
10831         return -EOPNOTSUPP;
10832 }
10833 #endif
10834
10835 /*
10836  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10837  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10838  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10839  * always get a correct value.
10840  */
10841 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10842                               const u64 add_bytes,
10843                               const u64 del_bytes)
10844 {
10845         if (add_bytes == del_bytes)
10846                 return;
10847
10848         spin_lock(&inode->lock);
10849         if (del_bytes > 0)
10850                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10851         if (add_bytes > 0)
10852                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10853         spin_unlock(&inode->lock);
10854 }
10855
10856 /*
10857  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10858  *
10859  * @inode:   The target inode.
10860  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10861  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10862  *           sector size aligned.
10863  *
10864  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10865  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10866  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10867  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10868  * the inode's io_tree.
10869  */
10870 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10871 {
10872         struct btrfs_root *root = inode->root;
10873         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10874
10875         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10876                 return;
10877
10878         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10879         if (ordered) {
10880                 btrfs_err(root->fs_info,
10881 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10882                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10883                           ordered->file_offset,
10884                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10885                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10886         }
10887
10888         ASSERT(ordered == NULL);
10889 }
10890
10891 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10892         .getattr        = btrfs_getattr,
10893         .lookup         = btrfs_lookup,
10894         .create         = btrfs_create,
10895         .unlink         = btrfs_unlink,
10896         .link           = btrfs_link,
10897         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10898         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10899         .rename         = btrfs_rename2,
10900         .symlink        = btrfs_symlink,
10901         .setattr        = btrfs_setattr,
10902         .mknod          = btrfs_mknod,
10903         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10904         .permission     = btrfs_permission,
10905         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10906         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10907         .update_time    = btrfs_update_time,
10908         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10909         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10910         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10911 };
10912
10913 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10914         .llseek         = generic_file_llseek,
10915         .read           = generic_read_dir,
10916         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10917         .open           = btrfs_opendir,
10918         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10919 #ifdef CONFIG_COMPAT
10920         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10921 #endif
10922         .release        = btrfs_release_file,
10923         .fsync          = btrfs_sync_file,
10924 };
10925
10926 /*
10927  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10928  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10929  * these extents won't change over the life of the file and they
10930  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10931  *
10932  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10933  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10934  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10935  *
10936  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10937  */
10938 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10939         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10940         .writepages     = btrfs_writepages,
10941         .readahead      = btrfs_readahead,
10942         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10943         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10944         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10945         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10946         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10947         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10948         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10949 };
10950
10951 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10952         .getattr        = btrfs_getattr,
10953         .setattr        = btrfs_setattr,
10954         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10955         .permission     = btrfs_permission,
10956         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10957         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10958         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10959         .update_time    = btrfs_update_time,
10960         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10961         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10962 };
10963 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10964         .getattr        = btrfs_getattr,
10965         .setattr        = btrfs_setattr,
10966         .permission     = btrfs_permission,
10967         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10968         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10969         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10970         .update_time    = btrfs_update_time,
10971 };
10972 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10973         .get_link       = page_get_link,
10974         .getattr        = btrfs_getattr,
10975         .setattr        = btrfs_setattr,
10976         .permission     = btrfs_permission,
10977         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10978         .update_time    = btrfs_update_time,
10979 };
10980
10981 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10982         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10983 };