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