btrfs: zoned: fix API misuse of zone finish waiting
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "volumes.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58
59 struct btrfs_iget_args {
60         u64 ino;
61         struct btrfs_root *root;
62 };
63
64 struct btrfs_dio_data {
65         ssize_t submitted;
66         struct extent_changeset *data_reserved;
67         bool data_space_reserved;
68         bool nocow_done;
69 };
70
71 struct btrfs_dio_private {
72         struct inode *inode;
73
74         /*
75          * Since DIO can use anonymous page, we cannot use page_offset() to
76          * grab the file offset, thus need a dedicated member for file offset.
77          */
78         u64 file_offset;
79         /* Used for bio::bi_size */
80         u32 bytes;
81
82         /*
83          * References to this structure. There is one reference per in-flight
84          * bio plus one while we're still setting up.
85          */
86         refcount_t refs;
87
88         /* Array of checksums */
89         u8 *csums;
90
91         /* This must be last */
92         struct bio bio;
93 };
94
95 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
96
97 struct btrfs_rename_ctx {
98         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
99         u64 index;
100 };
101
102 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
103 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
104 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
105 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
106 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
107 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
108
109 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
110 struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;
111 struct kmem_cache *btrfs_path_cachep;
112 struct kmem_cache *btrfs_free_space_cachep;
113 struct kmem_cache *btrfs_free_space_bitmap_cachep;
114
115 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
116 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback);
117 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
118                                    struct page *locked_page,
119                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
120                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
121                                    u64 *done_offset);
122 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
123                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
124                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
125                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
126                                        int type);
127
128 /*
129  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
130  *
131  * ilock_flags can have the following bit set:
132  *
133  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
134  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
135  *                   return -EAGAIN
136  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
137  */
138 int btrfs_inode_lock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
139 {
140         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
141                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
142                         if (!inode_trylock_shared(inode))
143                                 return -EAGAIN;
144                         else
145                                 return 0;
146                 }
147                 inode_lock_shared(inode);
148         } else {
149                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
150                         if (!inode_trylock(inode))
151                                 return -EAGAIN;
152                         else
153                                 return 0;
154                 }
155                 inode_lock(inode);
156         }
157         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
158                 down_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
159         return 0;
160 }
161
162 /*
163  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
164  *
165  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
166  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
167  */
168 void btrfs_inode_unlock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
169 {
170         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
171                 up_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
172         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
173                 inode_unlock_shared(inode);
174         else
175                 inode_unlock(inode);
176 }
177
178 /*
179  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
180  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
181  *
182  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
183  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
184  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
185  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
186  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
187  */
188 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
189                                                  struct page *locked_page,
190                                                  u64 offset, u64 bytes)
191 {
192         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
193         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
194         u64 page_start, page_end;
195         struct page *page;
196
197         if (locked_page) {
198                 page_start = page_offset(locked_page);
199                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
200         }
201
202         while (index <= end_index) {
203                 /*
204                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
205                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
206                  * end_extent_writepage() function will call
207                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
208                  * run the ordered extent accounting.
209                  *
210                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
211                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
212                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
213                  */
214                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
215                         index++;
216                         continue;
217                 }
218                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
219                 index++;
220                 if (!page)
221                         continue;
222
223                 /*
224                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
225                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
226                  * the ordered extent accounting for the range.
227                  */
228                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
229                                                offset, bytes);
230                 put_page(page);
231         }
232
233         if (locked_page) {
234                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
235                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
236                         return;
237                 /*
238                  * In case this page belongs to the delalloc range being
239                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
240                  * going to be properly cleaned up by the caller of
241                  * run_delalloc_range
242                  */
243                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
244                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
245                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
246                 }
247         }
248
249         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
250 }
251
252 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode);
253
254 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
255                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
256 {
257         int err;
258
259         if (args->default_acl) {
260                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
261                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
262                 if (err)
263                         return err;
264         }
265         if (args->acl) {
266                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
267                 if (err)
268                         return err;
269         }
270         if (!args->default_acl && !args->acl)
271                 cache_no_acl(args->inode);
272         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
273                                          &args->dentry->d_name);
274 }
275
276 /*
277  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
278  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
279  * no overlapping inline items exist in the btree
280  */
281 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
282                                 struct btrfs_path *path,
283                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
284                                 size_t size, size_t compressed_size,
285                                 int compress_type,
286                                 struct page **compressed_pages,
287                                 bool update_i_size)
288 {
289         struct btrfs_root *root = inode->root;
290         struct extent_buffer *leaf;
291         struct page *page = NULL;
292         char *kaddr;
293         unsigned long ptr;
294         struct btrfs_file_extent_item *ei;
295         int ret;
296         size_t cur_size = size;
297         u64 i_size;
298
299         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
300                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
301
302         if (compressed_size && compressed_pages)
303                 cur_size = compressed_size;
304
305         if (!extent_inserted) {
306                 struct btrfs_key key;
307                 size_t datasize;
308
309                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
310                 key.offset = 0;
311                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
312
313                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
314                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
315                                               datasize);
316                 if (ret)
317                         goto fail;
318         }
319         leaf = path->nodes[0];
320         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
321                             struct btrfs_file_extent_item);
322         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
323         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
324         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
325         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
326         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
327         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
328
329         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
330                 struct page *cpage;
331                 int i = 0;
332                 while (compressed_size > 0) {
333                         cpage = compressed_pages[i];
334                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
335                                        PAGE_SIZE);
336
337                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
338                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
339                         kunmap_local(kaddr);
340
341                         i++;
342                         ptr += cur_size;
343                         compressed_size -= cur_size;
344                 }
345                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
346                                                   compress_type);
347         } else {
348                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
349                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
350                 kaddr = kmap_local_page(page);
351                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
352                 kunmap_local(kaddr);
353                 put_page(page);
354         }
355         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
356         btrfs_release_path(path);
357
358         /*
359          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
360          * sake.
361          */
362         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
363                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
364         if (ret)
365                 goto fail;
366
367         /*
368          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
369          * without locking a page we already have locked.
370          *
371          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
372          * Otherwise we could end up racing with unlink.
373          */
374         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
375         if (update_i_size && size > i_size) {
376                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
377                 i_size = size;
378         }
379         inode->disk_i_size = i_size;
380
381 fail:
382         return ret;
383 }
384
385
386 /*
387  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
388  * does the checks required to make sure the data is small enough
389  * to fit as an inline extent.
390  */
391 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
392                                           size_t compressed_size,
393                                           int compress_type,
394                                           struct page **compressed_pages,
395                                           bool update_i_size)
396 {
397         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
398         struct btrfs_root *root = inode->root;
399         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
400         struct btrfs_trans_handle *trans;
401         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
402         int ret;
403         struct btrfs_path *path;
404
405         /*
406          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
407          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
408          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
409          * size.
410          */
411         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
412             size > fs_info->sectorsize ||
413             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
414             data_len > fs_info->max_inline)
415                 return 1;
416
417         path = btrfs_alloc_path();
418         if (!path)
419                 return -ENOMEM;
420
421         trans = btrfs_join_transaction(root);
422         if (IS_ERR(trans)) {
423                 btrfs_free_path(path);
424                 return PTR_ERR(trans);
425         }
426         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
427
428         drop_args.path = path;
429         drop_args.start = 0;
430         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
431         drop_args.drop_cache = true;
432         drop_args.replace_extent = true;
433         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
434         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
435         if (ret) {
436                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
437                 goto out;
438         }
439
440         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
441                                    size, compressed_size, compress_type,
442                                    compressed_pages, update_i_size);
443         if (ret && ret != -ENOSPC) {
444                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
445                 goto out;
446         } else if (ret == -ENOSPC) {
447                 ret = 1;
448                 goto out;
449         }
450
451         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
452         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
453         if (ret && ret != -ENOSPC) {
454                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
455                 goto out;
456         } else if (ret == -ENOSPC) {
457                 ret = 1;
458                 goto out;
459         }
460
461         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
462 out:
463         /*
464          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
465          * it won't count as data extent, free them directly here.
466          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
467          * just free one page here.
468          */
469         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
470         btrfs_free_path(path);
471         btrfs_end_transaction(trans);
472         return ret;
473 }
474
475 struct async_extent {
476         u64 start;
477         u64 ram_size;
478         u64 compressed_size;
479         struct page **pages;
480         unsigned long nr_pages;
481         int compress_type;
482         struct list_head list;
483 };
484
485 struct async_chunk {
486         struct inode *inode;
487         struct page *locked_page;
488         u64 start;
489         u64 end;
490         unsigned int write_flags;
491         struct list_head extents;
492         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
493         struct btrfs_work work;
494         struct async_cow *async_cow;
495 };
496
497 struct async_cow {
498         atomic_t num_chunks;
499         struct async_chunk chunks[];
500 };
501
502 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
503                                      u64 start, u64 ram_size,
504                                      u64 compressed_size,
505                                      struct page **pages,
506                                      unsigned long nr_pages,
507                                      int compress_type)
508 {
509         struct async_extent *async_extent;
510
511         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
512         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
513         async_extent->start = start;
514         async_extent->ram_size = ram_size;
515         async_extent->compressed_size = compressed_size;
516         async_extent->pages = pages;
517         async_extent->nr_pages = nr_pages;
518         async_extent->compress_type = compress_type;
519         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
520         return 0;
521 }
522
523 /*
524  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
525  * options, defragmentation, properties or heuristics.
526  */
527 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
528                                       u64 end)
529 {
530         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
531
532         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
533                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
534                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
535                         btrfs_ino(inode));
536                 return 0;
537         }
538         /*
539          * Special check for subpage.
540          *
541          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
542          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
543          *
544          * 0            32K             64K
545          * |    |///////|       |///////|
546          *              \- A            \- B
547          *
548          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
549          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
550          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
551          *
552          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
553          * if the range is fully page aligned.
554          *
555          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
556          * the tailing partial page will be locked until the full compression
557          * finishes, delaying the write of other range.
558          *
559          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
560          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
561          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
562          * will unlock the full page.
563          */
564         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
565                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
566                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
567                         return 0;
568         }
569
570         /* force compress */
571         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
572                 return 1;
573         /* defrag ioctl */
574         if (inode->defrag_compress)
575                 return 1;
576         /* bad compression ratios */
577         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
578                 return 0;
579         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
580             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
581             inode->prop_compress)
582                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
583         return 0;
584 }
585
586 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
587                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
588 {
589         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
590         if (num_bytes < small_write &&
591             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
592                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
593 }
594
595 /*
596  * we create compressed extents in two phases.  The first
597  * phase compresses a range of pages that have already been
598  * locked (both pages and state bits are locked).
599  *
600  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
601  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
602  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
603  * happens in the same order things were put onto the queue by
604  * writepages and friends.
605  *
606  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
607  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
608  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
609  * are written in the same order that the flusher thread sent them
610  * down.
611  */
612 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
613 {
614         struct inode *inode = async_chunk->inode;
615         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
616         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
617         u64 start = async_chunk->start;
618         u64 end = async_chunk->end;
619         u64 actual_end;
620         u64 i_size;
621         int ret = 0;
622         struct page **pages = NULL;
623         unsigned long nr_pages;
624         unsigned long total_compressed = 0;
625         unsigned long total_in = 0;
626         int i;
627         int will_compress;
628         int compress_type = fs_info->compress_type;
629         int compressed_extents = 0;
630         int redirty = 0;
631
632         inode_should_defrag(BTRFS_I(inode), start, end, end - start + 1,
633                         SZ_16K);
634
635         /*
636          * We need to save i_size before now because it could change in between
637          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
638          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
639          * later on.
640          *
641          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
642          * does that for us.
643          */
644         barrier();
645         i_size = i_size_read(inode);
646         barrier();
647         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
648 again:
649         will_compress = 0;
650         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
651         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
652                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
653
654         /*
655          * we don't want to send crud past the end of i_size through
656          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
657          * end of the file is before the start of our current
658          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
659          * cleanup code that can deal with all of this.
660          *
661          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
662          * very uncommon corner.
663          */
664         if (actual_end <= start)
665                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
666
667         total_compressed = actual_end - start;
668
669         /*
670          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
671          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
672          */
673         if (total_compressed <= blocksize &&
674            (start > 0 || end + 1 < BTRFS_I(inode)->disk_i_size))
675                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
676
677         /*
678          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
679          * aligned range.
680          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
681          */
682         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
683                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
684                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
685                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
686         }
687
688         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
689                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
690         total_in = 0;
691         ret = 0;
692
693         /*
694          * we do compression for mount -o compress and when the
695          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
696          * change at any time if we discover bad compression ratios.
697          */
698         if (inode_need_compress(BTRFS_I(inode), start, end)) {
699                 WARN_ON(pages);
700                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
701                 if (!pages) {
702                         /* just bail out to the uncompressed code */
703                         nr_pages = 0;
704                         goto cont;
705                 }
706
707                 if (BTRFS_I(inode)->defrag_compress)
708                         compress_type = BTRFS_I(inode)->defrag_compress;
709                 else if (BTRFS_I(inode)->prop_compress)
710                         compress_type = BTRFS_I(inode)->prop_compress;
711
712                 /*
713                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
714                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
715                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
716                  * we are compressing them.
717                  *
718                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
719                  * dirty again later on.
720                  *
721                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
722                  * has moved, the end is the original one.
723                  */
724                 if (!redirty) {
725                         extent_range_clear_dirty_for_io(inode, start, end);
726                         redirty = 1;
727                 }
728
729                 /* Compression level is applied here and only here */
730                 ret = btrfs_compress_pages(
731                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
732                                            inode->i_mapping, start,
733                                            pages,
734                                            &nr_pages,
735                                            &total_in,
736                                            &total_compressed);
737
738                 if (!ret) {
739                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
740                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
741
742                         /* zero the tail end of the last page, we might be
743                          * sending it down to disk
744                          */
745                         if (offset)
746                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
747                         will_compress = 1;
748                 }
749         }
750 cont:
751         /*
752          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
753          * extent for subpage case.
754          */
755         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
756                 /* lets try to make an inline extent */
757                 if (ret || total_in < actual_end) {
758                         /* we didn't compress the entire range, try
759                          * to make an uncompressed inline extent.
760                          */
761                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
762                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
763                                                     NULL, false);
764                 } else {
765                         /* try making a compressed inline extent */
766                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
767                                                     total_compressed,
768                                                     compress_type, pages,
769                                                     false);
770                 }
771                 if (ret <= 0) {
772                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
773                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
774                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
775                         unsigned long page_error_op;
776
777                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
778
779                         /*
780                          * inline extent creation worked or returned error,
781                          * we don't need to create any more async work items.
782                          * Unlock and free up our temp pages.
783                          *
784                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
785                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
786                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
787                          * range.
788                          */
789                         extent_clear_unlock_delalloc(BTRFS_I(inode), start, end,
790                                                      NULL,
791                                                      clear_flags,
792                                                      PAGE_UNLOCK |
793                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
794                                                      page_error_op |
795                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
796
797                         /*
798                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
799                          * them allocated, as we can still reach here with
800                          * inode_need_compress() == false.
801                          */
802                         if (pages) {
803                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
804                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
805                                         put_page(pages[i]);
806                                 }
807                                 kfree(pages);
808                         }
809                         return 0;
810                 }
811         }
812
813         if (will_compress) {
814                 /*
815                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
816                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
817                  * things
818                  */
819                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
820
821                 /*
822                  * one last check to make sure the compression is really a
823                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
824                  * compression must free at least one sector size
825                  */
826                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
827                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
828                         compressed_extents++;
829
830                         /*
831                          * The async work queues will take care of doing actual
832                          * allocation on disk for these compressed pages, and
833                          * will submit them to the elevator.
834                          */
835                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
836                                         total_compressed, pages, nr_pages,
837                                         compress_type);
838
839                         if (start + total_in < end) {
840                                 start += total_in;
841                                 pages = NULL;
842                                 cond_resched();
843                                 goto again;
844                         }
845                         return compressed_extents;
846                 }
847         }
848         if (pages) {
849                 /*
850                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
851                  * free any pages it allocated and our page pointer array
852                  */
853                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
854                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
855                         put_page(pages[i]);
856                 }
857                 kfree(pages);
858                 pages = NULL;
859                 total_compressed = 0;
860                 nr_pages = 0;
861
862                 /* flag the file so we don't compress in the future */
863                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
864                     !(BTRFS_I(inode)->prop_compress)) {
865                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
866                 }
867         }
868 cleanup_and_bail_uncompressed:
869         /*
870          * No compression, but we still need to write the pages in the file
871          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
872          * to our extent and set things up for the async work queue to run
873          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
874          */
875         if (async_chunk->locked_page &&
876             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
877              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
878                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
879                 /* unlocked later on in the async handlers */
880         }
881
882         if (redirty)
883                 extent_range_redirty_for_io(inode, start, end);
884         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
885                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
886         compressed_extents++;
887
888         return compressed_extents;
889 }
890
891 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
892 {
893         int i;
894
895         if (!async_extent->pages)
896                 return;
897
898         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
899                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
900                 put_page(async_extent->pages[i]);
901         }
902         kfree(async_extent->pages);
903         async_extent->nr_pages = 0;
904         async_extent->pages = NULL;
905 }
906
907 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
908                                      struct async_extent *async_extent,
909                                      struct page *locked_page)
910 {
911         u64 start = async_extent->start;
912         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
913         unsigned long nr_written = 0;
914         int page_started = 0;
915         int ret;
916
917         /*
918          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
919          * won't go to NOCOW or async path again.
920          *
921          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
922          * can directly submit them without interruption.
923          */
924         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
925                              &nr_written, 0, NULL);
926         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
927         if (page_started) {
928                 ret = 0;
929                 goto out;
930         }
931         if (ret < 0) {
932                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
933                 if (locked_page) {
934                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
935                         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
936
937                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, locked_page,
938                                              page_start, PAGE_SIZE);
939                         set_page_writeback(locked_page);
940                         end_page_writeback(locked_page);
941                         end_extent_writepage(locked_page, ret, page_start, page_end);
942                         unlock_page(locked_page);
943                 }
944                 goto out;
945         }
946
947         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
948         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
949 out:
950         kfree(async_extent);
951         return ret;
952 }
953
954 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
955                                    struct async_chunk *async_chunk,
956                                    struct async_extent *async_extent,
957                                    u64 *alloc_hint)
958 {
959         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
960         struct btrfs_root *root = inode->root;
961         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
962         struct btrfs_key ins;
963         struct page *locked_page = NULL;
964         struct extent_map *em;
965         int ret = 0;
966         u64 start = async_extent->start;
967         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
968
969         /*
970          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
971          * handle it.
972          */
973         if (async_chunk->locked_page) {
974                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
975                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
976
977                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
978                         locked_page = async_chunk->locked_page;
979         }
980         lock_extent(io_tree, start, end);
981
982         /* We have fall back to uncompressed write */
983         if (!async_extent->pages)
984                 return submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
985
986         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
987                                    async_extent->compressed_size,
988                                    async_extent->compressed_size,
989                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
990         if (ret) {
991                 free_async_extent_pages(async_extent);
992                 /*
993                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
994                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
995                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
996                  * which requires larger size?  So here we directly go error
997                  * path.
998                  */
999                 goto out_free;
1000         }
1001
1002         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1003         em = create_io_em(inode, start,
1004                           async_extent->ram_size,       /* len */
1005                           start,                        /* orig_start */
1006                           ins.objectid,                 /* block_start */
1007                           ins.offset,                   /* block_len */
1008                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1009                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1010                           async_extent->compress_type,
1011                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1012         if (IS_ERR(em)) {
1013                 ret = PTR_ERR(em);
1014                 goto out_free_reserve;
1015         }
1016         free_extent_map(em);
1017
1018         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1019                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1020                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1021                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1022                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1023                                        0,                       /* offset */
1024                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1025                                        async_extent->compress_type);
1026         if (ret) {
1027                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
1028                 goto out_free_reserve;
1029         }
1030         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1031
1032         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1033         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1034                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1035                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1036         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, /* file_offset */
1037                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1038                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1039                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1040                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1041                             async_extent->nr_pages,
1042                             async_chunk->write_flags,
1043                             async_chunk->blkcg_css, true)) {
1044                 const u64 start = async_extent->start;
1045                 const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
1046
1047                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, NULL, start, end, 0);
1048
1049                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
1050                                              PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1051                 free_async_extent_pages(async_extent);
1052         }
1053         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1054         kfree(async_extent);
1055         return ret;
1056
1057 out_free_reserve:
1058         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1059         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1060 out_free:
1061         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1062                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1063                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1064                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1065                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1066                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1067         free_async_extent_pages(async_extent);
1068         kfree(async_extent);
1069         return ret;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1074  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1075  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1076  */
1077 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1078 {
1079         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(async_chunk->inode);
1080         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1081         struct async_extent *async_extent;
1082         u64 alloc_hint = 0;
1083         int ret = 0;
1084
1085         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1086                 u64 extent_start;
1087                 u64 ram_size;
1088
1089                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1090                                           struct async_extent, list);
1091                 list_del(&async_extent->list);
1092                 extent_start = async_extent->start;
1093                 ram_size = async_extent->ram_size;
1094
1095                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1096                                               &alloc_hint);
1097                 btrfs_debug(fs_info,
1098 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1099                             inode->root->root_key.objectid,
1100                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1101         }
1102 }
1103
1104 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1105                                       u64 num_bytes)
1106 {
1107         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1108         struct extent_map *em;
1109         u64 alloc_hint = 0;
1110
1111         read_lock(&em_tree->lock);
1112         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1113         if (em) {
1114                 /*
1115                  * if block start isn't an actual block number then find the
1116                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1117                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1118                  */
1119                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1120                         free_extent_map(em);
1121                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1122                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1123                                 alloc_hint = em->block_start;
1124                         if (em)
1125                                 free_extent_map(em);
1126                 } else {
1127                         alloc_hint = em->block_start;
1128                         free_extent_map(em);
1129                 }
1130         }
1131         read_unlock(&em_tree->lock);
1132
1133         return alloc_hint;
1134 }
1135
1136 /*
1137  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1138  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1139  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1140  * in ram to track those extents.
1141  *
1142  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1143  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1144  *
1145  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1146  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1147  * IO when we return.
1148  *
1149  * When unlock == 1, we unlock the pages in successfully allocated regions.
1150  * When unlock == 0, we leave them locked for writing them out.
1151  *
1152  * However, we unlock all the pages except @locked_page in case of failure.
1153  *
1154  * In summary, page locking state will be as follow:
1155  *
1156  * - page_started == 1 (return value)
1157  *     - All the pages are unlocked. IO is started.
1158  *     - Note that this can happen only on success
1159  * - unlock == 1
1160  *     - All the pages except @locked_page are unlocked in any case
1161  * - unlock == 0
1162  *     - On success, all the pages are locked for writing out them
1163  *     - On failure, all the pages except @locked_page are unlocked
1164  *
1165  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1166  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1167  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1168  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1169  * example.
1170  */
1171 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1172                                    struct page *locked_page,
1173                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1174                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
1175                                    u64 *done_offset)
1176 {
1177         struct btrfs_root *root = inode->root;
1178         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1179         u64 alloc_hint = 0;
1180         u64 orig_start = start;
1181         u64 num_bytes;
1182         unsigned long ram_size;
1183         u64 cur_alloc_size = 0;
1184         u64 min_alloc_size;
1185         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1186         struct btrfs_key ins;
1187         struct extent_map *em;
1188         unsigned clear_bits;
1189         unsigned long page_ops;
1190         bool extent_reserved = false;
1191         int ret = 0;
1192
1193         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1194                 ret = -EINVAL;
1195                 goto out_unlock;
1196         }
1197
1198         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1199         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1200         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1201
1202         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1203
1204         /*
1205          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1206          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1207          * is doing more writeback than what we want.
1208          *
1209          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1210          * where we only increase i_size after everything is done.
1211          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1212          * So here we skip inline extent creation completely.
1213          */
1214         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1215                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1216                                        end + 1);
1217
1218                 /* lets try to make an inline extent */
1219                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1220                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1221                 if (ret == 0) {
1222                         /*
1223                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1224                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1225                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1226                          * range.
1227                          */
1228                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1229                                      locked_page,
1230                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1231                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1232                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1233                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1234                         *nr_written = *nr_written +
1235                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1236                         *page_started = 1;
1237                         /*
1238                          * locked_page is locked by the caller of
1239                          * writepage_delalloc(), not locked by
1240                          * __process_pages_contig().
1241                          *
1242                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1243                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1244                          *
1245                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1246                          * can't use page_started to determine if it's an
1247                          * inline extent or a compressed extent.
1248                          */
1249                         unlock_page(locked_page);
1250                         goto out;
1251                 } else if (ret < 0) {
1252                         goto out_unlock;
1253                 }
1254         }
1255
1256         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1257         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + num_bytes - 1, 0);
1258
1259         /*
1260          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1261          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1262          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1263          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1264          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1265          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1266          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1267          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1268          * items.
1269          */
1270         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1271                 min_alloc_size = num_bytes;
1272         else
1273                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1274
1275         while (num_bytes > 0) {
1276                 cur_alloc_size = num_bytes;
1277                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1278                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1279                                            &ins, 1, 1);
1280                 if (ret < 0)
1281                         goto out_unlock;
1282                 cur_alloc_size = ins.offset;
1283                 extent_reserved = true;
1284
1285                 ram_size = ins.offset;
1286                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1287                                   start, /* orig_start */
1288                                   ins.objectid, /* block_start */
1289                                   ins.offset, /* block_len */
1290                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1291                                   ram_size, /* ram_bytes */
1292                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1293                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1294                 if (IS_ERR(em)) {
1295                         ret = PTR_ERR(em);
1296                         goto out_reserve;
1297                 }
1298                 free_extent_map(em);
1299
1300                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1301                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1302                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1303                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1304                 if (ret)
1305                         goto out_drop_extent_cache;
1306
1307                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1308                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1309                                                       cur_alloc_size);
1310                         /*
1311                          * Only drop cache here, and process as normal.
1312                          *
1313                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1314                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1315                          * extent, as its meta should be freed by
1316                          * btrfs_finish_ordered_io().
1317                          *
1318                          * So we must continue until @start is increased to
1319                          * skip current ordered extent.
1320                          */
1321                         if (ret)
1322                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start,
1323                                                 start + ram_size - 1, 0);
1324                 }
1325
1326                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1327
1328                 /*
1329                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1330                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1331                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1332                  *
1333                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1334                  * properly setup for writepage.
1335                  */
1336                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1337                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1338
1339                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1340                                              locked_page,
1341                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1342                                              page_ops);
1343                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1344                         num_bytes = 0;
1345                 else
1346                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1347                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1348                 start += cur_alloc_size;
1349                 extent_reserved = false;
1350
1351                 /*
1352                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1353                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1354                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1355                  */
1356                 if (ret)
1357                         goto out_unlock;
1358         }
1359 out:
1360         return ret;
1361
1362 out_drop_extent_cache:
1363         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + ram_size - 1, 0);
1364 out_reserve:
1365         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1366         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1367 out_unlock:
1368         /*
1369          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1370          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1371          */
1372         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1373                 if (orig_start < start)
1374                         *done_offset = start - 1;
1375                 else
1376                         *done_offset = start;
1377                 return ret;
1378         } else if (ret == -EAGAIN) {
1379                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1380                 ret = -ENOSPC;
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Now, we have three regions to clean up:
1385          *
1386          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1387          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1388          *
1389          * We process each region below.
1390          */
1391
1392         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1393                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1394         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1395
1396         /*
1397          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1398          * for this region. They are cleaned up by
1399          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1400          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1401          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1402          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1403          * function.
1404          *
1405          * However, in case of unlock == 0, we still need to unlock the pages
1406          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1407          */
1408         if (!unlock && orig_start < start) {
1409                 if (!locked_page)
1410                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1411                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1412                                              locked_page, 0, page_ops);
1413         }
1414
1415         /*
1416          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1417          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1418          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1419          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1420          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1421          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1422          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1423          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1424          */
1425         if (extent_reserved) {
1426                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1427                                              start + cur_alloc_size - 1,
1428                                              locked_page,
1429                                              clear_bits,
1430                                              page_ops);
1431                 start += cur_alloc_size;
1432                 if (start >= end)
1433                         return ret;
1434         }
1435
1436         /*
1437          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1438          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1439          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1440          * btrfs_check_data_free_space().
1441          */
1442         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1443                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1444                                      page_ops);
1445         return ret;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * work queue call back to started compression on a file and pages
1450  */
1451 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1452 {
1453         struct async_chunk *async_chunk;
1454         int compressed_extents;
1455
1456         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1457
1458         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1459         if (compressed_extents == 0) {
1460                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1461                 async_chunk->inode = NULL;
1462         }
1463 }
1464
1465 /*
1466  * work queue call back to submit previously compressed pages
1467  */
1468 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1469 {
1470         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1471                                                      work);
1472         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1473         unsigned long nr_pages;
1474
1475         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1476                 PAGE_SHIFT;
1477
1478         /*
1479          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1480          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1481          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1482          * happening in cow_file_range_async
1483          */
1484         if (async_chunk->inode)
1485                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1486
1487         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1488         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1489             5 * SZ_1M)
1490                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1491 }
1492
1493 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1494 {
1495         struct async_chunk *async_chunk;
1496         struct async_cow *async_cow;
1497
1498         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1499         if (async_chunk->inode)
1500                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1501         if (async_chunk->blkcg_css)
1502                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1503
1504         async_cow = async_chunk->async_cow;
1505         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1506                 kvfree(async_cow);
1507 }
1508
1509 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1510                                 struct writeback_control *wbc,
1511                                 struct page *locked_page,
1512                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1513                                 unsigned long *nr_written)
1514 {
1515         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1516         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1517         struct async_cow *ctx;
1518         struct async_chunk *async_chunk;
1519         unsigned long nr_pages;
1520         u64 cur_end;
1521         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1522         int i;
1523         bool should_compress;
1524         unsigned nofs_flag;
1525         const unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1526
1527         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end);
1528
1529         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1530             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1531                 num_chunks = 1;
1532                 should_compress = false;
1533         } else {
1534                 should_compress = true;
1535         }
1536
1537         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1538         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1539         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1540
1541         if (!ctx) {
1542                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1543                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1544                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1545                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1546                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1547
1548                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1549                                              clear_bits, page_ops);
1550                 return -ENOMEM;
1551         }
1552
1553         async_chunk = ctx->chunks;
1554         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1555
1556         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1557                 if (should_compress)
1558                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1559                 else
1560                         cur_end = end;
1561
1562                 /*
1563                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1564                  * lightweight reference for the callback lifetime
1565                  */
1566                 ihold(&inode->vfs_inode);
1567                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1568                 async_chunk[i].inode = &inode->vfs_inode;
1569                 async_chunk[i].start = start;
1570                 async_chunk[i].end = cur_end;
1571                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1572                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1573
1574                 /*
1575                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1576                  * the original page we were actually given.  As we spread
1577                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1578                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1579                  *
1580                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1581                  * to unlock it.
1582                  */
1583                 if (locked_page) {
1584                         /*
1585                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1586                          * might not go through async.  We want all of them to
1587                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1588                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1589                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1590                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1591                          * against the first page.
1592                          */
1593                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1594                                                  cur_end - start);
1595                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1596                         locked_page = NULL;
1597                 } else {
1598                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1599                 }
1600
1601                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1602                         css_get(blkcg_css);
1603                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1604                 } else {
1605                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1606                 }
1607
1608                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1609                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1610
1611                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1612                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1613
1614                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1615
1616                 *nr_written += nr_pages;
1617                 start = cur_end + 1;
1618         }
1619         *page_started = 1;
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1624                                        struct page *locked_page, u64 start,
1625                                        u64 end, int *page_started,
1626                                        unsigned long *nr_written)
1627 {
1628         u64 done_offset = end;
1629         int ret;
1630         bool locked_page_done = false;
1631
1632         while (start <= end) {
1633                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1634                                      nr_written, 0, &done_offset);
1635                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1636                         return ret;
1637
1638                 if (*page_started) {
1639                         ASSERT(ret == 0);
1640                         return 0;
1641                 }
1642
1643                 if (ret == 0)
1644                         done_offset = end;
1645
1646                 if (done_offset == start) {
1647                         wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1648                                        BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1649                                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1650                         continue;
1651                 }
1652
1653                 if (!locked_page_done) {
1654                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1655                         account_page_redirty(locked_page);
1656                 }
1657                 locked_page_done = true;
1658                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset);
1659
1660                 start = done_offset + 1;
1661         }
1662
1663         *page_started = 1;
1664
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1669                                         u64 bytenr, u64 num_bytes)
1670 {
1671         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1672         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1673         int ret;
1674         LIST_HEAD(list);
1675
1676         ret = btrfs_lookup_csums_range(csum_root, bytenr,
1677                                        bytenr + num_bytes - 1, &list, 0);
1678         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1679                 return 0;
1680
1681         while (!list_empty(&list)) {
1682                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1683                 list_del(&sums->list);
1684                 kfree(sums);
1685         }
1686         if (ret < 0)
1687                 return ret;
1688         return 1;
1689 }
1690
1691 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1692                            const u64 start, const u64 end,
1693                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1694 {
1695         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1696         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1697         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1698         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1699         u64 range_start = start;
1700         u64 count;
1701
1702         /*
1703          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1704          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1705          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1706          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1707          * has the NOCOW bit set).
1708          *
1709          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1710          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1711          * scrub or relocation) we need to do the following:
1712          *
1713          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1714          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1715          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1716          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1717          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1718          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1719          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1720          *
1721          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1722          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1723          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1724          *    data space info, which we incremented in the step above.
1725          *
1726          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1727          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1728          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1729          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1730          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1731          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1732          * when starting writeback.
1733          */
1734         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1735                                  EXTENT_NORESERVE, 0);
1736         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1737                 u64 bytes = count;
1738                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1739                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1740
1741                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1742                         bytes = range_bytes;
1743
1744                 spin_lock(&sinfo->lock);
1745                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1746                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1747
1748                 if (count > 0)
1749                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1750                                          0, 0, NULL);
1751         }
1752
1753         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1754                               nr_written, 1, NULL);
1755 }
1756
1757 struct can_nocow_file_extent_args {
1758         /* Input fields. */
1759
1760         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1761         u64 start;
1762         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1763         u64 end;
1764         bool writeback_path;
1765         bool strict;
1766         /*
1767          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1768          * anymore.
1769          */
1770         bool free_path;
1771
1772         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1773
1774         u64 disk_bytenr;
1775         u64 disk_num_bytes;
1776         u64 extent_offset;
1777         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1778         u64 num_bytes;
1779 };
1780
1781 /*
1782  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1783  * This function may return with the path released, so the caller should check
1784  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1785  *
1786  * Returns: < 0 on error
1787  *            0 if we can not NOCOW
1788  *            1 if we can NOCOW
1789  */
1790 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1791                                  struct btrfs_key *key,
1792                                  struct btrfs_inode *inode,
1793                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1794 {
1795         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1796         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1797         struct btrfs_root *root = inode->root;
1798         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1799         u64 extent_end;
1800         u8 extent_type;
1801         int can_nocow = 0;
1802         int ret = 0;
1803
1804         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1805         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1806
1807         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1808                 goto out;
1809
1810         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1811         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1812         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1813         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1814
1815         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1816             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1817                 goto out;
1818
1819         /*
1820          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1821          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1822          * hence we must COW.
1823          */
1824         if (!args->strict &&
1825             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1826             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1827                 goto out;
1828
1829         /* An explicit hole, must COW. */
1830         if (args->disk_bytenr == 0)
1831                 goto out;
1832
1833         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1834         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1835             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1836             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1837                 goto out;
1838
1839         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1840
1841         /*
1842          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1843          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1844          * blocking other tasks for too long.
1845          */
1846         btrfs_release_path(path);
1847
1848         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1849                                     key->offset - args->extent_offset,
1850                                     args->disk_bytenr, false, path);
1851         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1852         if (ret != 0)
1853                 goto out;
1854
1855         if (args->free_path) {
1856                 /*
1857                  * We don't need the path anymore, plus through the
1858                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1859                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1860                  * memory usage.
1861                  */
1862                 btrfs_free_path(path);
1863                 path = NULL;
1864         }
1865
1866         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1867         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1868             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1869                 goto out;
1870
1871         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1872         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1873         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1874
1875         /*
1876          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1877          * given extent are either valid or do not exist.
1878          */
1879         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes);
1880         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1881         if (ret != 0)
1882                 goto out;
1883
1884         can_nocow = 1;
1885  out:
1886         if (args->free_path && path)
1887                 btrfs_free_path(path);
1888
1889         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1894  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1895  *
1896  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1897  * blocks on disk
1898  */
1899 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1900                                        struct page *locked_page,
1901                                        const u64 start, const u64 end,
1902                                        int *page_started,
1903                                        unsigned long *nr_written)
1904 {
1905         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1906         struct btrfs_root *root = inode->root;
1907         struct btrfs_path *path;
1908         u64 cow_start = (u64)-1;
1909         u64 cur_offset = start;
1910         int ret;
1911         bool check_prev = true;
1912         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1913         struct btrfs_block_group *bg;
1914         bool nocow = false;
1915         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1916
1917         path = btrfs_alloc_path();
1918         if (!path) {
1919                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1920                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1921                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1922                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1923                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1924                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1925                 return -ENOMEM;
1926         }
1927
1928         nocow_args.end = end;
1929         nocow_args.writeback_path = true;
1930
1931         while (1) {
1932                 struct btrfs_key found_key;
1933                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1934                 struct extent_buffer *leaf;
1935                 u64 extent_end;
1936                 u64 ram_bytes;
1937                 u64 nocow_end;
1938                 int extent_type;
1939
1940                 nocow = false;
1941
1942                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1943                                                cur_offset, 0);
1944                 if (ret < 0)
1945                         goto error;
1946
1947                 /*
1948                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1949                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1950                  * one containing the search offset
1951                  */
1952                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1953                         leaf = path->nodes[0];
1954                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1955                                               path->slots[0] - 1);
1956                         if (found_key.objectid == ino &&
1957                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1958                                 path->slots[0]--;
1959                 }
1960                 check_prev = false;
1961 next_slot:
1962                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1963                 leaf = path->nodes[0];
1964                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1965                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1966                         if (ret < 0) {
1967                                 if (cow_start != (u64)-1)
1968                                         cur_offset = cow_start;
1969                                 goto error;
1970                         }
1971                         if (ret > 0)
1972                                 break;
1973                         leaf = path->nodes[0];
1974                 }
1975
1976                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1977
1978                 /* Didn't find anything for our INO */
1979                 if (found_key.objectid > ino)
1980                         break;
1981                 /*
1982                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
1983                  * more extents for this inode
1984                  */
1985                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
1986                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
1987                         path->slots[0]++;
1988                         goto next_slot;
1989                 }
1990
1991                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
1992                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
1993                     found_key.offset > end)
1994                         break;
1995
1996                 /*
1997                  * If the found extent starts after requested offset, then
1998                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
1999                  */
2000                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2001                         extent_end = found_key.offset;
2002                         extent_type = 0;
2003                         goto out_check;
2004                 }
2005
2006                 /*
2007                  * Found extent which begins before our range and potentially
2008                  * intersect it
2009                  */
2010                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2011                                     struct btrfs_file_extent_item);
2012                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2013                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2014                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2015                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2016                         ret = -EUCLEAN;
2017                         goto error;
2018                 }
2019                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2020                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2021
2022                 /*
2023                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2024                  * the next extent.
2025                  */
2026                 if (extent_end <= cur_offset) {
2027                         path->slots[0]++;
2028                         goto next_slot;
2029                 }
2030
2031                 nocow_args.start = cur_offset;
2032                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2033                 if (ret < 0) {
2034                         if (cow_start != (u64)-1)
2035                                 cur_offset = cow_start;
2036                         goto error;
2037                 } else if (ret == 0) {
2038                         goto out_check;
2039                 }
2040
2041                 ret = 0;
2042                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2043                 if (bg)
2044                         nocow = true;
2045 out_check:
2046                 /*
2047                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2048                  * that needs to be COWed
2049                  */
2050                 if (!nocow) {
2051                         if (cow_start == (u64)-1)
2052                                 cow_start = cur_offset;
2053                         cur_offset = extent_end;
2054                         if (cur_offset > end)
2055                                 break;
2056                         if (!path->nodes[0])
2057                                 continue;
2058                         path->slots[0]++;
2059                         goto next_slot;
2060                 }
2061
2062                 /*
2063                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2064                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2065                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2066                  */
2067                 if (cow_start != (u64)-1) {
2068                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2069                                               cow_start, found_key.offset - 1,
2070                                               page_started, nr_written);
2071                         if (ret)
2072                                 goto error;
2073                         cow_start = (u64)-1;
2074                 }
2075
2076                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2077
2078                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2079                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2080                         struct extent_map *em;
2081
2082                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2083                                           orig_start,
2084                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2085                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2086                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2087                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2088                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2089                         if (IS_ERR(em)) {
2090                                 ret = PTR_ERR(em);
2091                                 goto error;
2092                         }
2093                         free_extent_map(em);
2094                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
2095                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2096                                         nocow_args.num_bytes,
2097                                         nocow_args.disk_bytenr,
2098                                         nocow_args.num_bytes, 0,
2099                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
2100                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
2101                         if (ret) {
2102                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
2103                                                         nocow_end, 0);
2104                                 goto error;
2105                         }
2106                 } else {
2107                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
2108                                                        nocow_args.num_bytes,
2109                                                        nocow_args.num_bytes,
2110                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2111                                                        nocow_args.num_bytes,
2112                                                        0,
2113                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2114                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2115                         if (ret)
2116                                 goto error;
2117                 }
2118
2119                 if (nocow) {
2120                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2121                         nocow = false;
2122                 }
2123
2124                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2125                         /*
2126                          * Error handled later, as we must prevent
2127                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2128                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2129                          */
2130                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2131                                                       nocow_args.num_bytes);
2132
2133                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2134                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2135                                              EXTENT_DELALLOC |
2136                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2137                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2138
2139                 cur_offset = extent_end;
2140
2141                 /*
2142                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2143                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2144                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2145                  */
2146                 if (ret)
2147                         goto error;
2148                 if (cur_offset > end)
2149                         break;
2150         }
2151         btrfs_release_path(path);
2152
2153         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2154                 cow_start = cur_offset;
2155
2156         if (cow_start != (u64)-1) {
2157                 cur_offset = end;
2158                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2159                                       page_started, nr_written);
2160                 if (ret)
2161                         goto error;
2162         }
2163
2164 error:
2165         if (nocow)
2166                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2167
2168         if (ret && cur_offset < end)
2169                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2170                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2171                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2172                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2173                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2174                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2175         btrfs_free_path(path);
2176         return ret;
2177 }
2178
2179 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2180 {
2181         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2182                 if (inode->defrag_bytes &&
2183                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2184                                    0, NULL))
2185                         return false;
2186                 return true;
2187         }
2188         return false;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2193  * being touched for the first time.
2194  */
2195 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2196                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2197                 struct writeback_control *wbc)
2198 {
2199         int ret;
2200         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2201
2202         /*
2203          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2204          * @page_started can confuse the caller.
2205          */
2206         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2207                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2208
2209         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2210                 /*
2211                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2212                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2213                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2214                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2215                  * preallocated inodes.
2216                  */
2217                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2218                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2219                                          page_started, nr_written);
2220         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2221                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2222                 if (zoned)
2223                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2224                                                  page_started, nr_written);
2225                 else
2226                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2227                                              page_started, nr_written, 1, NULL);
2228         } else {
2229                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2230                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2231                                            page_started, nr_written);
2232         }
2233         ASSERT(ret <= 0);
2234         if (ret)
2235                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2236                                               end - start + 1);
2237         return ret;
2238 }
2239
2240 void btrfs_split_delalloc_extent(struct inode *inode,
2241                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2242 {
2243         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2244         u64 size;
2245
2246         /* not delalloc, ignore it */
2247         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2248                 return;
2249
2250         size = orig->end - orig->start + 1;
2251         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2252                 u32 num_extents;
2253                 u64 new_size;
2254
2255                 /*
2256                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2257                  * applies here, just in reverse.
2258                  */
2259                 new_size = orig->end - split + 1;
2260                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2261                 new_size = split - orig->start;
2262                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2263                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2264                         return;
2265         }
2266
2267         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2268         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), 1);
2269         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2274  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2275  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2276  */
2277 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *new,
2278                                  struct extent_state *other)
2279 {
2280         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2281         u64 new_size, old_size;
2282         u32 num_extents;
2283
2284         /* not delalloc, ignore it */
2285         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2286                 return;
2287
2288         if (new->start > other->start)
2289                 new_size = new->end - other->start + 1;
2290         else
2291                 new_size = other->end - new->start + 1;
2292
2293         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2294         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2295                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2296                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2297                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2298                 return;
2299         }
2300
2301         /*
2302          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2303          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2304          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2305          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2306          *
2307          * [ 4k][MAX_SIZE]
2308          *
2309          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2310          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2311          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2312          *
2313          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2314          *
2315          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2316          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2317          * this case.
2318          */
2319         old_size = other->end - other->start + 1;
2320         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2321         old_size = new->end - new->start + 1;
2322         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2323         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2324                 return;
2325
2326         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2327         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2328         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2329 }
2330
2331 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2332                                       struct inode *inode)
2333 {
2334         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2335
2336         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2337         if (list_empty(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes)) {
2338                 list_add_tail(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes,
2339                               &root->delalloc_inodes);
2340                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2341                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
2342                 root->nr_delalloc_inodes++;
2343                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2344                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2345                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2346                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2347                                       &fs_info->delalloc_roots);
2348                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2349                 }
2350         }
2351         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2352 }
2353
2354
2355 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2356                                 struct btrfs_inode *inode)
2357 {
2358         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2359
2360         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2361                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2362                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2363                           &inode->runtime_flags);
2364                 root->nr_delalloc_inodes--;
2365                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2366                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2367                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2368                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2369                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2370                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2371                 }
2372         }
2373 }
2374
2375 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2376                                      struct btrfs_inode *inode)
2377 {
2378         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2379         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2380         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2385  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2386  */
2387 void btrfs_set_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *state,
2388                                u32 bits)
2389 {
2390         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2391
2392         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2393                 WARN_ON(1);
2394         /*
2395          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2396          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2397          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2398          */
2399         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2400                 struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2401                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2402                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2403                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2404
2405                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2406                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), num_extents);
2407                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2408
2409                 /* For sanity tests */
2410                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2411                         return;
2412
2413                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2414                                          fs_info->delalloc_batch);
2415                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2416                 BTRFS_I(inode)->delalloc_bytes += len;
2417                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2418                         BTRFS_I(inode)->defrag_bytes += len;
2419                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2420                                          &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2421                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2422                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2423         }
2424
2425         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2426             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2427                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2428                 BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes += state->end + 1 -
2429                         state->start;
2430                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2431         }
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2436  * accounting happens.
2437  */
2438 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct inode *vfs_inode,
2439                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2440 {
2441         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
2442         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(vfs_inode->i_sb);
2443         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2444         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2445
2446         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2447                 spin_lock(&inode->lock);
2448                 inode->defrag_bytes -= len;
2449                 spin_unlock(&inode->lock);
2450         }
2451
2452         /*
2453          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2454          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2455          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2456          */
2457         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2458                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2459                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2460
2461                 spin_lock(&inode->lock);
2462                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2463                 spin_unlock(&inode->lock);
2464
2465                 /*
2466                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2467                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2468                  * error.
2469                  */
2470                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2471                     root != fs_info->tree_root)
2472                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2473
2474                 /* For sanity tests. */
2475                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2476                         return;
2477
2478                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2479                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2480                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2481                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2482
2483                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2484                                          fs_info->delalloc_batch);
2485                 spin_lock(&inode->lock);
2486                 inode->delalloc_bytes -= len;
2487                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2488                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2489                                         &inode->runtime_flags))
2490                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2491                 spin_unlock(&inode->lock);
2492         }
2493
2494         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2495             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2496                 spin_lock(&inode->lock);
2497                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2498                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2499                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2500                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2501                 spin_unlock(&inode->lock);
2502         }
2503 }
2504
2505 /*
2506  * in order to insert checksums into the metadata in large chunks,
2507  * we wait until bio submission time.   All the pages in the bio are
2508  * checksummed and sums are attached onto the ordered extent record.
2509  *
2510  * At IO completion time the cums attached on the ordered extent record
2511  * are inserted into the btree
2512  */
2513 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start(struct inode *inode, struct bio *bio,
2514                                            u64 dio_file_offset)
2515 {
2516         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, (u64)-1, false);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Split an extent_map at [start, start + len]
2521  *
2522  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2523  */
2524 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2525                           u64 pre, u64 post)
2526 {
2527         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2528         struct extent_map *em;
2529         struct extent_map *split_pre = NULL;
2530         struct extent_map *split_mid = NULL;
2531         struct extent_map *split_post = NULL;
2532         int ret = 0;
2533         unsigned long flags;
2534
2535         /* Sanity check */
2536         if (pre == 0 && post == 0)
2537                 return 0;
2538
2539         split_pre = alloc_extent_map();
2540         if (pre)
2541                 split_mid = alloc_extent_map();
2542         if (post)
2543                 split_post = alloc_extent_map();
2544         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2545                 ret = -ENOMEM;
2546                 goto out;
2547         }
2548
2549         ASSERT(pre + post < len);
2550
2551         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2552         write_lock(&em_tree->lock);
2553         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2554         if (!em) {
2555                 ret = -EIO;
2556                 goto out_unlock;
2557         }
2558
2559         ASSERT(em->len == len);
2560         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2561         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2562         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2563         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2564         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2565
2566         flags = em->flags;
2567         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2568
2569         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2570         split_pre->start = em->start;
2571         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2572         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2573         split_pre->block_start = em->block_start;
2574         split_pre->block_len = split_pre->len;
2575         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2576         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2577         split_pre->flags = flags;
2578         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2579         split_pre->generation = em->generation;
2580
2581         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2582
2583         /*
2584          * Now we only have an extent_map at:
2585          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2586          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2587          */
2588
2589         if (pre) {
2590                 /* Insert the middle extent_map */
2591                 split_mid->start = em->start + pre;
2592                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2593                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2594                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2595                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2596                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2597                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2598                 split_mid->flags = flags;
2599                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2600                 split_mid->generation = em->generation;
2601                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2602         }
2603
2604         if (post) {
2605                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2606                 split_post->len = post;
2607                 split_post->orig_start = split_post->start;
2608                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2609                 split_post->block_len = split_post->len;
2610                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2611                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2612                 split_post->flags = flags;
2613                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2614                 split_post->generation = em->generation;
2615                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, 1);
2616         }
2617
2618         /* Once for us */
2619         free_extent_map(em);
2620         /* Once for the tree */
2621         free_extent_map(em);
2622
2623 out_unlock:
2624         write_unlock(&em_tree->lock);
2625         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2626 out:
2627         free_extent_map(split_pre);
2628         free_extent_map(split_mid);
2629         free_extent_map(split_post);
2630
2631         return ret;
2632 }
2633
2634 static blk_status_t extract_ordered_extent(struct btrfs_inode *inode,
2635                                            struct bio *bio, loff_t file_offset)
2636 {
2637         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2638         u64 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2639         u64 file_len;
2640         u64 len = bio->bi_iter.bi_size;
2641         u64 end = start + len;
2642         u64 ordered_end;
2643         u64 pre, post;
2644         int ret = 0;
2645
2646         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
2647         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2648                 return BLK_STS_IOERR;
2649
2650         /* No need to split */
2651         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2652                 goto out;
2653
2654         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2655         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2656                 ret = -EINVAL;
2657                 goto out;
2658         }
2659
2660         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2661         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2662                 ret = -EINVAL;
2663                 goto out;
2664         }
2665
2666         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2667         /* bio must be in one ordered extent */
2668         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2669                 ret = -EINVAL;
2670                 goto out;
2671         }
2672
2673         /* Checksum list should be empty */
2674         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2675                 ret = -EINVAL;
2676                 goto out;
2677         }
2678
2679         file_len = ordered->num_bytes;
2680         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2681         post = ordered_end - end;
2682
2683         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2684         if (ret)
2685                 goto out;
2686         ret = split_zoned_em(inode, file_offset, file_len, pre, post);
2687
2688 out:
2689         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2690
2691         return errno_to_blk_status(ret);
2692 }
2693
2694 void btrfs_submit_data_write_bio(struct inode *inode, struct bio *bio, int mirror_num)
2695 {
2696         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2697         struct btrfs_inode *bi = BTRFS_I(inode);
2698         blk_status_t ret;
2699
2700         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
2701                 ret = extract_ordered_extent(bi, bio,
2702                                 page_offset(bio_first_bvec_all(bio)->bv_page));
2703                 if (ret)
2704                         goto out;
2705         }
2706
2707         /*
2708          * If we need to checksum, and the I/O is not issued by fsync and
2709          * friends, that is ->sync_writers != 0, defer the submission to a
2710          * workqueue to parallelize it.
2711          *
2712          * Csum items for reloc roots have already been cloned at this point,
2713          * so they are handled as part of the no-checksum case.
2714          */
2715         if (!(bi->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) &&
2716             !test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state) &&
2717             !btrfs_is_data_reloc_root(bi->root)) {
2718                 if (!atomic_read(&bi->sync_writers) &&
2719                     btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, mirror_num, 0,
2720                                         btrfs_submit_bio_start))
2721                         return;
2722
2723                 ret = btrfs_csum_one_bio(bi, bio, (u64)-1, false);
2724                 if (ret)
2725                         goto out;
2726         }
2727         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2728         return;
2729 out:
2730         if (ret) {
2731                 bio->bi_status = ret;
2732                 bio_endio(bio);
2733         }
2734 }
2735
2736 void btrfs_submit_data_read_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
2737                         int mirror_num, enum btrfs_compression_type compress_type)
2738 {
2739         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2740         blk_status_t ret;
2741
2742         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
2743                 /*
2744                  * btrfs_submit_compressed_read will handle completing the bio
2745                  * if there were any errors, so just return here.
2746                  */
2747                 btrfs_submit_compressed_read(inode, bio, mirror_num);
2748                 return;
2749         }
2750
2751         /* Save the original iter for read repair */
2752         btrfs_bio(bio)->iter = bio->bi_iter;
2753
2754         /*
2755          * Lookup bio sums does extra checks around whether we need to csum or
2756          * not, which is why we ignore skip_sum here.
2757          */
2758         ret = btrfs_lookup_bio_sums(inode, bio, NULL);
2759         if (ret) {
2760                 bio->bi_status = ret;
2761                 bio_endio(bio);
2762                 return;
2763         }
2764
2765         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2766 }
2767
2768 /*
2769  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2770  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2771  */
2772 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2773                              struct list_head *list)
2774 {
2775         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2776         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2777         int ret;
2778
2779         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2780                 trans->adding_csums = true;
2781                 if (!csum_root)
2782                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2783                                                     sum->bytenr);
2784                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2785                 trans->adding_csums = false;
2786                 if (ret)
2787                         return ret;
2788         }
2789         return 0;
2790 }
2791
2792 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2793                                          const u64 start,
2794                                          const u64 len,
2795                                          struct extent_state **cached_state)
2796 {
2797         u64 search_start = start;
2798         const u64 end = start + len - 1;
2799
2800         while (search_start < end) {
2801                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2802                 struct extent_map *em;
2803                 u64 em_len;
2804                 int ret = 0;
2805
2806                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2807                 if (IS_ERR(em))
2808                         return PTR_ERR(em);
2809
2810                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2811                         goto next;
2812
2813                 em_len = em->len;
2814                 if (em->start < search_start)
2815                         em_len -= search_start - em->start;
2816                 if (em_len > search_len)
2817                         em_len = search_len;
2818
2819                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2820                                      search_start + em_len - 1,
2821                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, 0, NULL, cached_state,
2822                                      GFP_NOFS, NULL);
2823 next:
2824                 search_start = extent_map_end(em);
2825                 free_extent_map(em);
2826                 if (ret)
2827                         return ret;
2828         }
2829         return 0;
2830 }
2831
2832 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2833                               unsigned int extra_bits,
2834                               struct extent_state **cached_state)
2835 {
2836         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2837
2838         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2839             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2840                 /*
2841                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2842                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2843                  */
2844                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2845         } else {
2846                 int ret;
2847
2848                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2849                                                     end + 1 - start,
2850                                                     cached_state);
2851                 if (ret)
2852                         return ret;
2853         }
2854
2855         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2856                                    cached_state);
2857 }
2858
2859 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2860 struct btrfs_writepage_fixup {
2861         struct page *page;
2862         struct inode *inode;
2863         struct btrfs_work work;
2864 };
2865
2866 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2867 {
2868         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2869         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2870         struct extent_state *cached_state = NULL;
2871         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2872         struct page *page;
2873         struct btrfs_inode *inode;
2874         u64 page_start;
2875         u64 page_end;
2876         int ret = 0;
2877         bool free_delalloc_space = true;
2878
2879         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2880         page = fixup->page;
2881         inode = BTRFS_I(fixup->inode);
2882         page_start = page_offset(page);
2883         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2884
2885         /*
2886          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2887          * we take the page lock.
2888          */
2889         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2890                                            PAGE_SIZE);
2891 again:
2892         lock_page(page);
2893
2894         /*
2895          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2896          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2897          * address space.
2898          */
2899         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2900                 /*
2901                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2902                  *
2903                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2904                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2905                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2906                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2907                  *    while waiting for the ordered extent.
2908                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2909                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2910                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2911                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2912                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2913                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2914                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2915                  *    when the page was already properly dealt with.
2916                  */
2917                 if (!ret) {
2918                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2919                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2920                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2921                                                      true);
2922                 }
2923                 ret = 0;
2924                 goto out_page;
2925         }
2926
2927         /*
2928          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2929          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2930          */
2931         if (ret)
2932                 goto out_page;
2933
2934         lock_extent_bits(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2935
2936         /* already ordered? We're done */
2937         if (PageOrdered(page))
2938                 goto out_reserved;
2939
2940         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2941         if (ordered) {
2942                 unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2943                                      &cached_state);
2944                 unlock_page(page);
2945                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
2946                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2947                 goto again;
2948         }
2949
2950         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2951                                         &cached_state);
2952         if (ret)
2953                 goto out_reserved;
2954
2955         /*
2956          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2957          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2958          * destination.
2959          *
2960          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2961          */
2962         BUG_ON(!PageDirty(page));
2963         free_delalloc_space = false;
2964 out_reserved:
2965         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2966         if (free_delalloc_space)
2967                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2968                                              PAGE_SIZE, true);
2969         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2970                              &cached_state);
2971 out_page:
2972         if (ret) {
2973                 /*
2974                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2975                  * to reflect the errors and clean the page.
2976                  */
2977                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2978                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2979                 clear_page_dirty_for_io(page);
2980                 SetPageError(page);
2981         }
2982         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2983         unlock_page(page);
2984         put_page(page);
2985         kfree(fixup);
2986         extent_changeset_free(data_reserved);
2987         /*
2988          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2989          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2990          * deadlock.
2991          */
2992         btrfs_add_delayed_iput(&inode->vfs_inode);
2993 }
2994
2995 /*
2996  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2997  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2998  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2999  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
3000  *
3001  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
3002  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
3003  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
3004  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
3005  */
3006 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
3007 {
3008         struct inode *inode = page->mapping->host;
3009         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3010         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
3011
3012         /* This page has ordered extent covering it already */
3013         if (PageOrdered(page))
3014                 return 0;
3015
3016         /*
3017          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
3018          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
3019          *
3020          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
3021          * EAGAIN.
3022          */
3023         if (PageChecked(page))
3024                 return -EAGAIN;
3025
3026         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
3027         if (!fixup)
3028                 return -EAGAIN;
3029
3030         /*
3031          * We are already holding a reference to this inode from
3032          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
3033          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
3034          * page->mapping outside of the page lock.
3035          */
3036         ihold(inode);
3037         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
3038         get_page(page);
3039         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
3040         fixup->page = page;
3041         fixup->inode = inode;
3042         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
3043
3044         return -EAGAIN;
3045 }
3046
3047 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3048                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
3049                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
3050                                        const bool update_inode_bytes,
3051                                        u64 qgroup_reserved)
3052 {
3053         struct btrfs_root *root = inode->root;
3054         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3055         struct btrfs_path *path;
3056         struct extent_buffer *leaf;
3057         struct btrfs_key ins;
3058         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
3059         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
3060         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
3061         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
3062         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
3063         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
3064         int ret;
3065
3066         path = btrfs_alloc_path();
3067         if (!path)
3068                 return -ENOMEM;
3069
3070         /*
3071          * we may be replacing one extent in the tree with another.
3072          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
3073          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
3074          *
3075          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
3076          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
3077          * with the others.
3078          */
3079         drop_args.path = path;
3080         drop_args.start = file_pos;
3081         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
3082         drop_args.replace_extent = true;
3083         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
3084         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
3085         if (ret)
3086                 goto out;
3087
3088         if (!drop_args.extent_inserted) {
3089                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
3090                 ins.offset = file_pos;
3091                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3092
3093                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3094                                               sizeof(*stack_fi));
3095                 if (ret)
3096                         goto out;
3097         }
3098         leaf = path->nodes[0];
3099         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3100         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3101                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3102                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3103
3104         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3105         btrfs_release_path(path);
3106
3107         /*
3108          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3109          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3110          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3111          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3112          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3113          */
3114         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3115                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3116
3117                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3118                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3119                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3120                 num_bytes -= sectorsize;
3121         }
3122
3123         if (update_inode_bytes)
3124                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3125
3126         ins.objectid = disk_bytenr;
3127         ins.offset = disk_num_bytes;
3128         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3129
3130         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3131         if (ret)
3132                 goto out;
3133
3134         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3135                                                file_pos - offset,
3136                                                qgroup_reserved, &ins);
3137 out:
3138         btrfs_free_path(path);
3139
3140         return ret;
3141 }
3142
3143 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3144                                          u64 start, u64 len)
3145 {
3146         struct btrfs_block_group *cache;
3147
3148         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3149         ASSERT(cache);
3150
3151         spin_lock(&cache->lock);
3152         cache->delalloc_bytes -= len;
3153         spin_unlock(&cache->lock);
3154
3155         btrfs_put_block_group(cache);
3156 }
3157
3158 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3159                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3160 {
3161         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3162         bool update_inode_bytes;
3163         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3164         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3165
3166         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3167         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3168         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3169         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3170                                                    oe->disk_num_bytes);
3171         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3172         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3173                 num_bytes = oe->truncated_len;
3174                 ram_bytes = num_bytes;
3175         }
3176         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3177         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3178         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3179         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3180
3181         /*
3182          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3183          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3184          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3185          * except if the ordered extent was truncated.
3186          */
3187         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3188                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3189                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3190
3191         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3192                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3193                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3194 }
3195
3196 /*
3197  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3198  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3199  * fully written.
3200  */
3201 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3202 {
3203         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3204         struct btrfs_root *root = inode->root;
3205         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3206         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3207         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3208         struct extent_state *cached_state = NULL;
3209         u64 start, end;
3210         int compress_type = 0;
3211         int ret = 0;
3212         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3213         bool freespace_inode;
3214         bool truncated = false;
3215         bool clear_reserved_extent = true;
3216         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3217
3218         start = ordered_extent->file_offset;
3219         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3220
3221         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3222             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3223             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3224             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3225                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3226
3227         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3228
3229         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3230                 ret = -EIO;
3231                 goto out;
3232         }
3233
3234         /* A valid bdev implies a write on a sequential zone */
3235         if (ordered_extent->bdev) {
3236                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3237                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3238                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3239         }
3240
3241         btrfs_free_io_failure_record(inode, start, end);
3242
3243         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3244                 truncated = true;
3245                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3246                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3247                 if (!logical_len)
3248                         goto out;
3249         }
3250
3251         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3252                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3253
3254                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3255                 if (freespace_inode)
3256                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3257                 else
3258                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3259                 if (IS_ERR(trans)) {
3260                         ret = PTR_ERR(trans);
3261                         trans = NULL;
3262                         goto out;
3263                 }
3264                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3265                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3266                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3267                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3268                 goto out;
3269         }
3270
3271         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3272         lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
3273
3274         if (freespace_inode)
3275                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3276         else
3277                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3278         if (IS_ERR(trans)) {
3279                 ret = PTR_ERR(trans);
3280                 trans = NULL;
3281                 goto out;
3282         }
3283
3284         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3285
3286         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3287                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3288         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3289                 BUG_ON(compress_type);
3290                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3291                                                 ordered_extent->file_offset,
3292                                                 ordered_extent->file_offset +
3293                                                 logical_len);
3294                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3295                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3296         } else {
3297                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3298                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3299                 if (!ret) {
3300                         clear_reserved_extent = false;
3301                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3302                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3303                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3304                 }
3305         }
3306         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3307                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3308         if (ret < 0) {
3309                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3310                 goto out;
3311         }
3312
3313         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3314         if (ret) {
3315                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3316                 goto out;
3317         }
3318
3319         /*
3320          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3321          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3322          * before updating the inode item.
3323          */
3324         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3325             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3326                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3327                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3328                                  0, 0, &cached_state);
3329
3330         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3331         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3332         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3333                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3334                 goto out;
3335         }
3336         ret = 0;
3337 out:
3338         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3339                          (clear_bits & EXTENT_LOCKED) ? 1 : 0, 0,
3340                          &cached_state);
3341
3342         if (trans)
3343                 btrfs_end_transaction(trans);
3344
3345         if (ret || truncated) {
3346                 u64 unwritten_start = start;
3347
3348                 /*
3349                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3350                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3351                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3352                  * already set.  Any error during writeback would have already
3353                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3354                  * marking this ordered extent as failed.
3355                  */
3356                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3357                                              &ordered_extent->flags))
3358                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3359
3360                 if (truncated)
3361                         unwritten_start += logical_len;
3362                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3363
3364                 /* Drop the cache for the part of the extent we didn't write. */
3365                 btrfs_drop_extent_cache(inode, unwritten_start, end, 0);
3366
3367                 /*
3368                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3369                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3370                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3371                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3372                  *
3373                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3374                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3375                  * has already been done.
3376                  */
3377                 if ((ret || !logical_len) &&
3378                     clear_reserved_extent &&
3379                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3380                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3381                         /*
3382                          * Discard the range before returning it back to the
3383                          * free space pool
3384                          */
3385                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3386                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3387                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3388                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3389                                                 NULL);
3390                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3391                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3392                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3393                 }
3394         }
3395
3396         /*
3397          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3398          * updating everything for this ordered extent.
3399          */
3400         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3401
3402         /* once for us */
3403         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3404         /* once for the tree */
3405         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3406
3407         return ret;
3408 }
3409
3410 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3411                                           struct page *page, u64 start,
3412                                           u64 end, bool uptodate)
3413 {
3414         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3415
3416         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3421  * on the type of I/O.
3422  */
3423 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3424                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3425 {
3426         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3427         char *kaddr;
3428
3429         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3430
3431         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3432
3433         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3434         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3435         kunmap_local(kaddr);
3436
3437         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3438                 return -EIO;
3439         return 0;
3440 }
3441
3442 /*
3443  * check_data_csum - verify checksum of one sector of uncompressed data
3444  * @inode:      inode
3445  * @bbio:       btrfs_bio which contains the csum
3446  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3447  * @page:       page where is the data to be verified
3448  * @pgoff:      offset inside the page
3449  *
3450  * The length of such check is always one sector size.
3451  *
3452  * When csum mismatch is detected, we will also report the error and fill the
3453  * corrupted range with zero. (Thus it needs the extra parameters)
3454  */
3455 int btrfs_check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_bio *bbio,
3456                           u32 bio_offset, struct page *page, u32 pgoff)
3457 {
3458         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3459         u32 len = fs_info->sectorsize;
3460         u8 *csum_expected;
3461         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3462
3463         ASSERT(pgoff + len <= PAGE_SIZE);
3464
3465         csum_expected = btrfs_csum_ptr(fs_info, bbio->csum, bio_offset);
3466
3467         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, page, pgoff, csum, csum_expected))
3468                 goto zeroit;
3469         return 0;
3470
3471 zeroit:
3472         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode),
3473                                     bbio->file_offset + bio_offset,
3474                                     csum, csum_expected, bbio->mirror_num);
3475         if (bbio->device)
3476                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(bbio->device,
3477                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3478         memzero_page(page, pgoff, len);
3479         return -EIO;
3480 }
3481
3482 /*
3483  * When reads are done, we need to check csums to verify the data is correct.
3484  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
3485  * extent_io.c will try to find good copies for us.
3486  *
3487  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3488  * @start:      file offset of the range start
3489  * @end:        file offset of the range end (inclusive)
3490  *
3491  * Return a bitmap where bit set means a csum mismatch, and bit not set means
3492  * csum match.
3493  */
3494 unsigned int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_bio *bbio,
3495                                     u32 bio_offset, struct page *page,
3496                                     u64 start, u64 end)
3497 {
3498         struct inode *inode = page->mapping->host;
3499         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3500         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3501         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3502         const u32 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3503         u32 pg_off;
3504         unsigned int result = 0;
3505
3506         /*
3507          * This only happens for NODATASUM or compressed read.
3508          * Normally this should be covered by above check for compressed read
3509          * or the next check for NODATASUM.  Just do a quicker exit here.
3510          */
3511         if (bbio->csum == NULL)
3512                 return 0;
3513
3514         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
3515                 return 0;
3516
3517         if (unlikely(test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state)))
3518                 return 0;
3519
3520         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
3521                end <= page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1);
3522         for (pg_off = offset_in_page(start);
3523              pg_off < offset_in_page(end);
3524              pg_off += sectorsize, bio_offset += sectorsize) {
3525                 u64 file_offset = pg_off + page_offset(page);
3526                 int ret;
3527
3528                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
3529                     test_range_bit(io_tree, file_offset,
3530                                    file_offset + sectorsize - 1,
3531                                    EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
3532                         /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3533                         clear_extent_bits(io_tree, file_offset,
3534                                           file_offset + sectorsize - 1,
3535                                           EXTENT_NODATASUM);
3536                         continue;
3537                 }
3538                 ret = btrfs_check_data_csum(inode, bbio, bio_offset, page, pg_off);
3539                 if (ret < 0) {
3540                         const int nr_bit = (pg_off - offset_in_page(start)) >>
3541                                      root->fs_info->sectorsize_bits;
3542
3543                         result |= (1U << nr_bit);
3544                 }
3545         }
3546         return result;
3547 }
3548
3549 /*
3550  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3551  *
3552  * @inode: The inode we want to perform iput on
3553  *
3554  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3555  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3556  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3557  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3558  */
3559 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
3560 {
3561         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3562         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
3563
3564         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
3565                 return;
3566
3567         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3568         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3569         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
3570         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3571         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3572         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3573                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3574 }
3575
3576 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3577                                     struct btrfs_inode *inode)
3578 {
3579         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3580         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3581         iput(&inode->vfs_inode);
3582         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3583                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3584         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3585 }
3586
3587 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3588                                    struct btrfs_inode *inode)
3589 {
3590         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3591                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3592                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3593                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3594                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3595         }
3596 }
3597
3598 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3599 {
3600
3601         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3602         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3603                 struct btrfs_inode *inode;
3604
3605                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3606                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3607                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3608                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3609         }
3610         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3611 }
3612
3613 /**
3614  * Wait for flushing all delayed iputs
3615  *
3616  * @fs_info:  the filesystem
3617  *
3618  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3619  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3620  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3621  * that might get blocked on the iputs.
3622  *
3623  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3624  */
3625 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3626 {
3627         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3628                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3629         if (ret)
3630                 return -EINTR;
3631         return 0;
3632 }
3633
3634 /*
3635  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3636  * in the middle of an unlink.
3637  */
3638 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3639                      struct btrfs_inode *inode)
3640 {
3641         int ret;
3642
3643         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3644         if (ret && ret != -EEXIST) {
3645                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3646                 return ret;
3647         }
3648
3649         return 0;
3650 }
3651
3652 /*
3653  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3654  * this particular inode.
3655  */
3656 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3657                             struct btrfs_inode *inode)
3658 {
3659         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3660 }
3661
3662 /*
3663  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3664  * of this root.
3665  */
3666 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3667 {
3668         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3669         struct btrfs_path *path;
3670         struct extent_buffer *leaf;
3671         struct btrfs_key key, found_key;
3672         struct btrfs_trans_handle *trans;
3673         struct inode *inode;
3674         u64 last_objectid = 0;
3675         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3676
3677         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3678                 return 0;
3679
3680         path = btrfs_alloc_path();
3681         if (!path) {
3682                 ret = -ENOMEM;
3683                 goto out;
3684         }
3685         path->reada = READA_BACK;
3686
3687         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3688         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3689         key.offset = (u64)-1;
3690
3691         while (1) {
3692                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3693                 if (ret < 0)
3694                         goto out;
3695
3696                 /*
3697                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3698                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3699                  * find the key and see if we have stuff that matches
3700                  */
3701                 if (ret > 0) {
3702                         ret = 0;
3703                         if (path->slots[0] == 0)
3704                                 break;
3705                         path->slots[0]--;
3706                 }
3707
3708                 /* pull out the item */
3709                 leaf = path->nodes[0];
3710                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3711
3712                 /* make sure the item matches what we want */
3713                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3714                         break;
3715                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3716                         break;
3717
3718                 /* release the path since we're done with it */
3719                 btrfs_release_path(path);
3720
3721                 /*
3722                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3723                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3724                  * offset of the orphan item.
3725                  */
3726
3727                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3728                         btrfs_err(fs_info,
3729                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3730                         ret = -EINVAL;
3731                         goto out;
3732                 }
3733
3734                 last_objectid = found_key.offset;
3735
3736                 found_key.objectid = found_key.offset;
3737                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3738                 found_key.offset = 0;
3739                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3740                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3741                 if (ret && ret != -ENOENT)
3742                         goto out;
3743
3744                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3745                         struct btrfs_root *dead_root;
3746                         int is_dead_root = 0;
3747
3748                         /*
3749                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3750                          * could come from 2 sources:
3751                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3752                          *  b) a free space cache inode
3753                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3754                          * for a root must not get deleted before the deletion
3755                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3756                          *
3757                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3758                          * found all deleted roots and loaded them into
3759                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3760                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3761                          * up the root from that radix tree.
3762                          */
3763
3764                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3765                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3766                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3767                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3768                                 is_dead_root = 1;
3769                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3770
3771                         if (is_dead_root) {
3772                                 /* prevent this orphan from being found again */
3773                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3774                                 continue;
3775                         }
3776
3777                 }
3778
3779                 /*
3780                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3781                  * possibilities:
3782                  *
3783                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3784                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3785                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3786                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3787
3788                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3789                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3790                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3791                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3792                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3793                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3794                  *
3795                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3796                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3797                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3798                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3799                  * the orphan item.
3800                  *
3801                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3802                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3803                  * but either way, we can delete the orphan item.
3804                  */
3805                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3806                         if (!ret) {
3807                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3808                                 iput(inode);
3809                                 if (ret)
3810                                         goto out;
3811                         }
3812                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3813                         if (IS_ERR(trans)) {
3814                                 ret = PTR_ERR(trans);
3815                                 goto out;
3816                         }
3817                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3818                                     found_key.objectid);
3819                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3820                                                     found_key.objectid);
3821                         btrfs_end_transaction(trans);
3822                         if (ret)
3823                                 goto out;
3824                         continue;
3825                 }
3826
3827                 nr_unlink++;
3828
3829                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3830                 iput(inode);
3831         }
3832         /* release the path since we're done with it */
3833         btrfs_release_path(path);
3834
3835         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3836                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3837                 if (!IS_ERR(trans))
3838                         btrfs_end_transaction(trans);
3839         }
3840
3841         if (nr_unlink)
3842                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3843
3844 out:
3845         if (ret)
3846                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3847         btrfs_free_path(path);
3848         return ret;
3849 }
3850
3851 /*
3852  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3853  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3854  *
3855  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3856  */
3857 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3858                                           int slot, u64 objectid,
3859                                           int *first_xattr_slot)
3860 {
3861         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3862         struct btrfs_key found_key;
3863         static u64 xattr_access = 0;
3864         static u64 xattr_default = 0;
3865         int scanned = 0;
3866
3867         if (!xattr_access) {
3868                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3869                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3870                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3871                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3872         }
3873
3874         slot++;
3875         *first_xattr_slot = -1;
3876         while (slot < nritems) {
3877                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3878
3879                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3880                 if (found_key.objectid != objectid)
3881                         return 0;
3882
3883                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3884                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3885                         if (*first_xattr_slot == -1)
3886                                 *first_xattr_slot = slot;
3887                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3888                             found_key.offset == xattr_default)
3889                                 return 1;
3890                 }
3891
3892                 /*
3893                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3894                  * be any acls later on
3895                  */
3896                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3897                         return 0;
3898
3899                 slot++;
3900                 scanned++;
3901
3902                 /*
3903                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3904                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3905                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3906                  * this is just an optimization
3907                  */
3908                 if (scanned >= 8)
3909                         break;
3910         }
3911         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3912          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3913          * has acls
3914          */
3915         if (*first_xattr_slot == -1)
3916                 *first_xattr_slot = slot;
3917         return 1;
3918 }
3919
3920 /*
3921  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3922  */
3923 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3924                                    struct btrfs_path *in_path)
3925 {
3926         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3927         struct btrfs_path *path = in_path;
3928         struct extent_buffer *leaf;
3929         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3930         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3931         struct btrfs_key location;
3932         unsigned long ptr;
3933         int maybe_acls;
3934         u32 rdev;
3935         int ret;
3936         bool filled = false;
3937         int first_xattr_slot;
3938
3939         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3940         if (!ret)
3941                 filled = true;
3942
3943         if (!path) {
3944                 path = btrfs_alloc_path();
3945                 if (!path)
3946                         return -ENOMEM;
3947         }
3948
3949         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3950
3951         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3952         if (ret) {
3953                 if (path != in_path)
3954                         btrfs_free_path(path);
3955                 return ret;
3956         }
3957
3958         leaf = path->nodes[0];
3959
3960         if (filled)
3961                 goto cache_index;
3962
3963         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3964                                     struct btrfs_inode_item);
3965         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3966         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3967         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3968         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3969         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3970         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3971                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3972
3973         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3974         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3975
3976         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3977         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3978
3979         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3980         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3981
3982         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3983                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3984         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3985                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3986
3987         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3988         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3989         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3990
3991         inode_set_iversion_queried(inode,
3992                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3993         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3994         inode->i_rdev = 0;
3995         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3996
3997         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3998         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3999                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4000
4001 cache_index:
4002         /*
4003          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
4004          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
4005          * idea about which extents were modified before we were evicted from
4006          * cache.
4007          *
4008          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
4009          * in delayed_nodes_tree.
4010          */
4011         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
4012                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
4013                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
4014
4015         /*
4016          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
4017          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
4018          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
4019          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
4020          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
4021          * replayed. For example, in the scenario:
4022          *
4023          * touch mydir/foo
4024          * ln mydir/foo mydir/bar
4025          * sync
4026          * unlink mydir/bar
4027          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
4028          * xfs_io -c fsync mydir/foo
4029          * <power failure>
4030          * mount fs, triggers fsync log replay
4031          *
4032          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
4033          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
4034          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
4035          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
4036          *
4037          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
4038          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
4039          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
4040          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
4041          */
4042         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4043
4044         /*
4045          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
4046          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
4047          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
4048          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
4049          */
4050         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4051
4052         path->slots[0]++;
4053         if (inode->i_nlink != 1 ||
4054             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
4055                 goto cache_acl;
4056
4057         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
4058         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
4059                 goto cache_acl;
4060
4061         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
4062         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
4063                 struct btrfs_inode_ref *ref;
4064
4065                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
4066                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
4067         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
4068                 struct btrfs_inode_extref *extref;
4069
4070                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
4071                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
4072                                                                      extref);
4073         }
4074 cache_acl:
4075         /*
4076          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
4077          * any xattrs or acls
4078          */
4079         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
4080                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
4081         if (first_xattr_slot != -1) {
4082                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
4083                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
4084                 if (ret)
4085                         btrfs_err(fs_info,
4086                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
4087                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
4088                                   root->root_key.objectid, ret);
4089         }
4090         if (path != in_path)
4091                 btrfs_free_path(path);
4092
4093         if (!maybe_acls)
4094                 cache_no_acl(inode);
4095
4096         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
4097         case S_IFREG:
4098                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4099                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
4100                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
4101                 break;
4102         case S_IFDIR:
4103                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
4104                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
4105                 break;
4106         case S_IFLNK:
4107                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
4108                 inode_nohighmem(inode);
4109                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4110                 break;
4111         default:
4112                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
4113                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
4114                 break;
4115         }
4116
4117         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
4118         return 0;
4119 }
4120
4121 /*
4122  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4123  */
4124 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4125                             struct extent_buffer *leaf,
4126                             struct btrfs_inode_item *item,
4127                             struct inode *inode)
4128 {
4129         struct btrfs_map_token token;
4130         u64 flags;
4131
4132         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4133
4134         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4135         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4136         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4137         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4138         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4139
4140         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4141                                      inode->i_atime.tv_sec);
4142         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4143                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4144
4145         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4146                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4147         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4148                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4149
4150         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4151                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4152         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4153                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4154
4155         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4156                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4157         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4158                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4159
4160         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4161         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4162                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4163         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4164         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4165         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4166         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4167                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4168         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4169         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4170 }
4171
4172 /*
4173  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4174  */
4175 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4176                                 struct btrfs_root *root,
4177                                 struct btrfs_inode *inode)
4178 {
4179         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4180         struct btrfs_path *path;
4181         struct extent_buffer *leaf;
4182         int ret;
4183
4184         path = btrfs_alloc_path();
4185         if (!path)
4186                 return -ENOMEM;
4187
4188         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4189         if (ret) {
4190                 if (ret > 0)
4191                         ret = -ENOENT;
4192                 goto failed;
4193         }
4194
4195         leaf = path->nodes[0];
4196         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4197                                     struct btrfs_inode_item);
4198
4199         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4200         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4201         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4202         ret = 0;
4203 failed:
4204         btrfs_free_path(path);
4205         return ret;
4206 }
4207
4208 /*
4209  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4210  */
4211 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4212                                 struct btrfs_root *root,
4213                                 struct btrfs_inode *inode)
4214 {
4215         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4216         int ret;
4217
4218         /*
4219          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4220          * if we put it into the delayed code.
4221          *
4222          * The data relocation inode should also be directly updated
4223          * without delay
4224          */
4225         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4226             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4227             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4228                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4229
4230                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4231                 if (!ret)
4232                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4233                 return ret;
4234         }
4235
4236         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4237 }
4238
4239 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4240                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4241 {
4242         int ret;
4243
4244         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4245         if (ret == -ENOSPC)
4246                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4247         return ret;
4248 }
4249
4250 /*
4251  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4252  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4253  * also drops the back refs in the inode to the directory
4254  */
4255 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4256                                 struct btrfs_inode *dir,
4257                                 struct btrfs_inode *inode,
4258                                 const char *name, int name_len,
4259                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4260 {
4261         struct btrfs_root *root = dir->root;
4262         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4263         struct btrfs_path *path;
4264         int ret = 0;
4265         struct btrfs_dir_item *di;
4266         u64 index;
4267         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4268         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4269
4270         path = btrfs_alloc_path();
4271         if (!path) {
4272                 ret = -ENOMEM;
4273                 goto out;
4274         }
4275
4276         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4277                                     name, name_len, -1);
4278         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4279                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4280                 goto err;
4281         }
4282         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4283         if (ret)
4284                 goto err;
4285         btrfs_release_path(path);
4286
4287         /*
4288          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4289          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4290          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4291          *
4292          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4293          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4294          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4295          * we update the inode item.
4296          */
4297         if (inode->dir_index) {
4298                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4299                 if (!ret) {
4300                         index = inode->dir_index;
4301                         goto skip_backref;
4302                 }
4303         }
4304
4305         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
4306                                   dir_ino, &index);
4307         if (ret) {
4308                 btrfs_info(fs_info,
4309                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4310                         name_len, name, ino, dir_ino);
4311                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4312                 goto err;
4313         }
4314 skip_backref:
4315         if (rename_ctx)
4316                 rename_ctx->index = index;
4317
4318         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4319         if (ret) {
4320                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4321                 goto err;
4322         }
4323
4324         /*
4325          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4326          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4327          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4328          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4329          */
4330         if (!rename_ctx) {
4331                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
4332                                            dir_ino);
4333                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
4334                                              index);
4335         }
4336
4337         /*
4338          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4339          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4340          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4341          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4342          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4343          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4344          * holding.
4345          */
4346         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4347 err:
4348         btrfs_free_path(path);
4349         if (ret)
4350                 goto out;
4351
4352         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
4353         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4354         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4355         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4356         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4357         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4358         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4359 out:
4360         return ret;
4361 }
4362
4363 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4364                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4365                        const char *name, int name_len)
4366 {
4367         int ret;
4368         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, name_len, NULL);
4369         if (!ret) {
4370                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4371                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4372         }
4373         return ret;
4374 }
4375
4376 /*
4377  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4378  *
4379  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4380  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4381  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4382  * allow the unlink to occur.
4383  */
4384 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
4385 {
4386         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4387
4388         /*
4389          * 1 for the possible orphan item
4390          * 1 for the dir item
4391          * 1 for the dir index
4392          * 1 for the inode ref
4393          * 1 for the inode
4394          * 1 for the parent inode
4395          */
4396         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4397 }
4398
4399 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4400 {
4401         struct btrfs_trans_handle *trans;
4402         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4403         int ret;
4404
4405         trans = __unlink_start_trans(dir);
4406         if (IS_ERR(trans))
4407                 return PTR_ERR(trans);
4408
4409         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4410                         0);
4411
4412         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4413                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4414                         dentry->d_name.len);
4415         if (ret)
4416                 goto out;
4417
4418         if (inode->i_nlink == 0) {
4419                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4420                 if (ret)
4421                         goto out;
4422         }
4423
4424 out:
4425         btrfs_end_transaction(trans);
4426         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4427         return ret;
4428 }
4429
4430 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4431                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4432 {
4433         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4434         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4435         struct btrfs_path *path;
4436         struct extent_buffer *leaf;
4437         struct btrfs_dir_item *di;
4438         struct btrfs_key key;
4439         const char *name = dentry->d_name.name;
4440         int name_len = dentry->d_name.len;
4441         u64 index;
4442         int ret;
4443         u64 objectid;
4444         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
4445
4446         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4447                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4448         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4449                 objectid = inode->location.objectid;
4450         } else {
4451                 WARN_ON(1);
4452                 return -EINVAL;
4453         }
4454
4455         path = btrfs_alloc_path();
4456         if (!path)
4457                 return -ENOMEM;
4458
4459         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4460                                    name, name_len, -1);
4461         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4462                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4463                 goto out;
4464         }
4465
4466         leaf = path->nodes[0];
4467         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4468         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4469         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4470         if (ret) {
4471                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4472                 goto out;
4473         }
4474         btrfs_release_path(path);
4475
4476         /*
4477          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4478          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4479          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4480          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4481          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4482          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4483          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4484          */
4485         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4486                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
4487                                                  name, name_len);
4488                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4489                         if (!di)
4490                                 ret = -ENOENT;
4491                         else
4492                                 ret = PTR_ERR(di);
4493                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4494                         goto out;
4495                 }
4496
4497                 leaf = path->nodes[0];
4498                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4499                 index = key.offset;
4500                 btrfs_release_path(path);
4501         } else {
4502                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4503                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4504                                          &index, name, name_len);
4505                 if (ret) {
4506                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4507                         goto out;
4508                 }
4509         }
4510
4511         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
4512         if (ret) {
4513                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4514                 goto out;
4515         }
4516
4517         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
4518         inode_inc_iversion(dir);
4519         dir->i_mtime = current_time(dir);
4520         dir->i_ctime = dir->i_mtime;
4521         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, BTRFS_I(dir));
4522         if (ret)
4523                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4524 out:
4525         btrfs_free_path(path);
4526         return ret;
4527 }
4528
4529 /*
4530  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4531  * default.
4532  */
4533 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4534 {
4535         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4536         struct btrfs_path *path;
4537         struct btrfs_dir_item *di;
4538         struct btrfs_key key;
4539         u64 dir_id;
4540         int ret;
4541
4542         path = btrfs_alloc_path();
4543         if (!path)
4544                 return -ENOMEM;
4545
4546         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4547         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4548         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4549                                    dir_id, "default", 7, 0);
4550         if (di && !IS_ERR(di)) {
4551                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4552                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4553                         ret = -EPERM;
4554                         btrfs_err(fs_info,
4555                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4556                                   key.objectid);
4557                         goto out;
4558                 }
4559                 btrfs_release_path(path);
4560         }
4561
4562         key.objectid = root->root_key.objectid;
4563         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4564         key.offset = (u64)-1;
4565
4566         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4567         if (ret < 0)
4568                 goto out;
4569         BUG_ON(ret == 0);
4570
4571         ret = 0;
4572         if (path->slots[0] > 0) {
4573                 path->slots[0]--;
4574                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4575                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4576                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4577                         ret = -ENOTEMPTY;
4578         }
4579 out:
4580         btrfs_free_path(path);
4581         return ret;
4582 }
4583
4584 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4585 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4586 {
4587         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4588         struct rb_node *node;
4589         struct rb_node *prev;
4590         struct btrfs_inode *entry;
4591         struct inode *inode;
4592         u64 objectid = 0;
4593
4594         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4595                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4596
4597         spin_lock(&root->inode_lock);
4598 again:
4599         node = root->inode_tree.rb_node;
4600         prev = NULL;
4601         while (node) {
4602                 prev = node;
4603                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4604
4605                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4606                         node = node->rb_left;
4607                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4608                         node = node->rb_right;
4609                 else
4610                         break;
4611         }
4612         if (!node) {
4613                 while (prev) {
4614                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4615                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4616                                 node = prev;
4617                                 break;
4618                         }
4619                         prev = rb_next(prev);
4620                 }
4621         }
4622         while (node) {
4623                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4624                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4625                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4626                 if (inode) {
4627                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4628                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4629                                 d_prune_aliases(inode);
4630                         /*
4631                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4632                          * cache when its usage count hits zero.
4633                          */
4634                         iput(inode);
4635                         cond_resched();
4636                         spin_lock(&root->inode_lock);
4637                         goto again;
4638                 }
4639
4640                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4641                         goto again;
4642
4643                 node = rb_next(node);
4644         }
4645         spin_unlock(&root->inode_lock);
4646 }
4647
4648 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4649 {
4650         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4651         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4652         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4653         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4654         struct btrfs_trans_handle *trans;
4655         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4656         u64 root_flags;
4657         int ret;
4658
4659         /*
4660          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4661          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4662          * again is not run concurrently.
4663          */
4664         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4665         if (dest->send_in_progress) {
4666                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4667                 btrfs_warn(fs_info,
4668                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4669                            dest->root_key.objectid);
4670                 return -EPERM;
4671         }
4672         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4673                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4674                 btrfs_warn(fs_info,
4675                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4676                            root->root_key.objectid);
4677                 return -EPERM;
4678         }
4679         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4680         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4681                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4682         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4683
4684         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4685
4686         ret = may_destroy_subvol(dest);
4687         if (ret)
4688                 goto out_up_write;
4689
4690         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4691         /*
4692          * One for dir inode,
4693          * two for dir entries,
4694          * two for root ref/backref.
4695          */
4696         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4697         if (ret)
4698                 goto out_up_write;
4699
4700         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4701         if (IS_ERR(trans)) {
4702                 ret = PTR_ERR(trans);
4703                 goto out_release;
4704         }
4705         trans->block_rsv = &block_rsv;
4706         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4707
4708         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4709
4710         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4711         if (ret) {
4712                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4713                 goto out_end_trans;
4714         }
4715
4716         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4717         if (ret) {
4718                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4719                 goto out_end_trans;
4720         }
4721
4722         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4723                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4724         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4725         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4726
4727         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4728                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4729                                         fs_info->tree_root,
4730                                         dest->root_key.objectid);
4731                 if (ret) {
4732                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4733                         goto out_end_trans;
4734                 }
4735         }
4736
4737         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4738                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4739                                   dest->root_key.objectid);
4740         if (ret && ret != -ENOENT) {
4741                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4742                 goto out_end_trans;
4743         }
4744         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4745                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4746                                           dest->root_item.received_uuid,
4747                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4748                                           dest->root_key.objectid);
4749                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4750                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4751                         goto out_end_trans;
4752                 }
4753         }
4754
4755         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4756         dest->anon_dev = 0;
4757 out_end_trans:
4758         trans->block_rsv = NULL;
4759         trans->bytes_reserved = 0;
4760         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4761         inode->i_flags |= S_DEAD;
4762 out_release:
4763         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4764 out_up_write:
4765         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4766         if (ret) {
4767                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4768                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4769                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4770                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4771                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4772         } else {
4773                 d_invalidate(dentry);
4774                 btrfs_prune_dentries(dest);
4775                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4776         }
4777
4778         return ret;
4779 }
4780
4781 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4782 {
4783         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4784         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4785         int err = 0;
4786         struct btrfs_trans_handle *trans;
4787         u64 last_unlink_trans;
4788
4789         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4790                 return -ENOTEMPTY;
4791         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4792                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4793                         btrfs_err(fs_info,
4794                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4795                         return -EOPNOTSUPP;
4796                 }
4797                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4798         }
4799
4800         trans = __unlink_start_trans(dir);
4801         if (IS_ERR(trans))
4802                 return PTR_ERR(trans);
4803
4804         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4805                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4806                 goto out;
4807         }
4808
4809         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4810         if (err)
4811                 goto out;
4812
4813         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4814
4815         /* now the directory is empty */
4816         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4817                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4818                         dentry->d_name.len);
4819         if (!err) {
4820                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4821                 /*
4822                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4823                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4824                  * log tree in the case we do something like this:
4825                  * 1) create dir foo
4826                  * 2) create snapshot under dir foo
4827                  * 3) delete the snapshot
4828                  * 4) rmdir foo
4829                  * 5) mkdir foo
4830                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4831                  */
4832                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4833                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4834         }
4835 out:
4836         btrfs_end_transaction(trans);
4837         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4838
4839         return err;
4840 }
4841
4842 /*
4843  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4844  * @inode - inode that we're zeroing
4845  * @from - the offset to start zeroing
4846  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4847  *      offset
4848  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4849  *
4850  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4851  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4852  */
4853 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4854                          int front)
4855 {
4856         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4857         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4858         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4859         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4860         struct extent_state *cached_state = NULL;
4861         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4862         bool only_release_metadata = false;
4863         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4864         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4865         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4866         struct page *page;
4867         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4868         size_t write_bytes = blocksize;
4869         int ret = 0;
4870         u64 block_start;
4871         u64 block_end;
4872
4873         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4874             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4875                 goto out;
4876
4877         block_start = round_down(from, blocksize);
4878         block_end = block_start + blocksize - 1;
4879
4880         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4881                                           blocksize);
4882         if (ret < 0) {
4883                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes) > 0) {
4884                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4885                         only_release_metadata = true;
4886                 } else {
4887                         goto out;
4888                 }
4889         }
4890         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4891         if (ret < 0) {
4892                 if (!only_release_metadata)
4893                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4894                                                        block_start, blocksize);
4895                 goto out;
4896         }
4897 again:
4898         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4899         if (!page) {
4900                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4901                                              blocksize, true);
4902                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4903                 ret = -ENOMEM;
4904                 goto out;
4905         }
4906         ret = set_page_extent_mapped(page);
4907         if (ret < 0)
4908                 goto out_unlock;
4909
4910         if (!PageUptodate(page)) {
4911                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4912                 lock_page(page);
4913                 if (page->mapping != mapping) {
4914                         unlock_page(page);
4915                         put_page(page);
4916                         goto again;
4917                 }
4918                 if (!PageUptodate(page)) {
4919                         ret = -EIO;
4920                         goto out_unlock;
4921                 }
4922         }
4923         wait_on_page_writeback(page);
4924
4925         lock_extent_bits(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4926
4927         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4928         if (ordered) {
4929                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4930                                      &cached_state);
4931                 unlock_page(page);
4932                 put_page(page);
4933                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
4934                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4935                 goto again;
4936         }
4937
4938         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4939                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4940                          0, 0, &cached_state);
4941
4942         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4943                                         &cached_state);
4944         if (ret) {
4945                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4946                                      &cached_state);
4947                 goto out_unlock;
4948         }
4949
4950         if (offset != blocksize) {
4951                 if (!len)
4952                         len = blocksize - offset;
4953                 if (front)
4954                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4955                                      offset);
4956                 else
4957                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4958                                      len);
4959         }
4960         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4961                                  block_end + 1 - block_start);
4962         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4963         unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4964
4965         if (only_release_metadata)
4966                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4967                                EXTENT_NORESERVE, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS, NULL);
4968
4969 out_unlock:
4970         if (ret) {
4971                 if (only_release_metadata)
4972                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4973                 else
4974                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4975                                         block_start, blocksize, true);
4976         }
4977         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4978         unlock_page(page);
4979         put_page(page);
4980 out:
4981         if (only_release_metadata)
4982                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4983         extent_changeset_free(data_reserved);
4984         return ret;
4985 }
4986
4987 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4988                              u64 offset, u64 len)
4989 {
4990         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4991         struct btrfs_trans_handle *trans;
4992         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4993         int ret;
4994
4995         /*
4996          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4997          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4998          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4999          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
5000          */
5001         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
5002                 return 0;
5003
5004         /*
5005          * 1 - for the one we're dropping
5006          * 1 - for the one we're adding
5007          * 1 - for updating the inode.
5008          */
5009         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
5010         if (IS_ERR(trans))
5011                 return PTR_ERR(trans);
5012
5013         drop_args.start = offset;
5014         drop_args.end = offset + len;
5015         drop_args.drop_cache = true;
5016
5017         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
5018         if (ret) {
5019                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5020                 btrfs_end_transaction(trans);
5021                 return ret;
5022         }
5023
5024         ret = btrfs_insert_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
5025                         offset, 0, 0, len, 0, len, 0, 0, 0);
5026         if (ret) {
5027                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5028         } else {
5029                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
5030                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5031         }
5032         btrfs_end_transaction(trans);
5033         return ret;
5034 }
5035
5036 /*
5037  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
5038  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
5039  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
5040  * the range between oldsize and size
5041  */
5042 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
5043 {
5044         struct btrfs_root *root = inode->root;
5045         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5046         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
5047         struct extent_map *em = NULL;
5048         struct extent_state *cached_state = NULL;
5049         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
5050         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
5051         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
5052         u64 last_byte;
5053         u64 cur_offset;
5054         u64 hole_size;
5055         int err = 0;
5056
5057         /*
5058          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
5059          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
5060          * expose stale data.
5061          */
5062         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
5063         if (err)
5064                 return err;
5065
5066         if (size <= hole_start)
5067                 return 0;
5068
5069         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
5070                                            &cached_state);
5071         cur_offset = hole_start;
5072         while (1) {
5073                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
5074                                       block_end - cur_offset);
5075                 if (IS_ERR(em)) {
5076                         err = PTR_ERR(em);
5077                         em = NULL;
5078                         break;
5079                 }
5080                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
5081                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
5082                 hole_size = last_byte - cur_offset;
5083
5084                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
5085                         struct extent_map *hole_em;
5086
5087                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
5088                                                 hole_size);
5089                         if (err)
5090                                 break;
5091
5092                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5093                                                         cur_offset, hole_size);
5094                         if (err)
5095                                 break;
5096
5097                         btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5098                                                 cur_offset + hole_size - 1, 0);
5099                         hole_em = alloc_extent_map();
5100                         if (!hole_em) {
5101                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5102                                 goto next;
5103                         }
5104                         hole_em->start = cur_offset;
5105                         hole_em->len = hole_size;
5106                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5107
5108                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5109                         hole_em->block_len = 0;
5110                         hole_em->orig_block_len = 0;
5111                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5112                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5113                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5114
5115                         while (1) {
5116                                 write_lock(&em_tree->lock);
5117                                 err = add_extent_mapping(em_tree, hole_em, 1);
5118                                 write_unlock(&em_tree->lock);
5119                                 if (err != -EEXIST)
5120                                         break;
5121                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5122                                                         cur_offset +
5123                                                         hole_size - 1, 0);
5124                         }
5125                         free_extent_map(hole_em);
5126                 } else {
5127                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5128                                                         cur_offset, hole_size);
5129                         if (err)
5130                                 break;
5131                 }
5132 next:
5133                 free_extent_map(em);
5134                 em = NULL;
5135                 cur_offset = last_byte;
5136                 if (cur_offset >= block_end)
5137                         break;
5138         }
5139         free_extent_map(em);
5140         unlock_extent_cached(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5141         return err;
5142 }
5143
5144 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5145 {
5146         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5147         struct btrfs_trans_handle *trans;
5148         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5149         loff_t newsize = attr->ia_size;
5150         int mask = attr->ia_valid;
5151         int ret;
5152
5153         /*
5154          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5155          * special case where we need to update the times despite not having
5156          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5157          * explicitly if it wants a timestamp update.
5158          */
5159         if (newsize != oldsize) {
5160                 inode_inc_iversion(inode);
5161                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5162                         inode->i_mtime = current_time(inode);
5163                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5164                 }
5165         }
5166
5167         if (newsize > oldsize) {
5168                 /*
5169                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5170                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5171                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5172                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5173                  * this truncation.
5174                  */
5175                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5176                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5177                 if (ret) {
5178                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5179                         return ret;
5180                 }
5181
5182                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5183                 if (IS_ERR(trans)) {
5184                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5185                         return PTR_ERR(trans);
5186                 }
5187
5188                 i_size_write(inode, newsize);
5189                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5190                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5191                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5192                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5193                 btrfs_end_transaction(trans);
5194         } else {
5195                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5196
5197                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5198                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5199                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5200                                         (u64)-1);
5201                         if (ret)
5202                                 return ret;
5203                 }
5204
5205                 /*
5206                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5207                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5208                  * on close.
5209                  */
5210                 if (newsize == 0)
5211                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5212                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5213
5214                 truncate_setsize(inode, newsize);
5215
5216                 inode_dio_wait(inode);
5217
5218                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
5219                 if (ret && inode->i_nlink) {
5220                         int err;
5221
5222                         /*
5223                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5224                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5225                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5226                          * in-memory size to match.
5227                          */
5228                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5229                         if (err)
5230                                 return err;
5231                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5232                 }
5233         }
5234
5235         return ret;
5236 }
5237
5238 static int btrfs_setattr(struct user_namespace *mnt_userns, struct dentry *dentry,
5239                          struct iattr *attr)
5240 {
5241         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5242         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5243         int err;
5244
5245         if (btrfs_root_readonly(root))
5246                 return -EROFS;
5247
5248         err = setattr_prepare(mnt_userns, dentry, attr);
5249         if (err)
5250                 return err;
5251
5252         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5253                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5254                 if (err)
5255                         return err;
5256         }
5257
5258         if (attr->ia_valid) {
5259                 setattr_copy(mnt_userns, inode, attr);
5260                 inode_inc_iversion(inode);
5261                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
5262
5263                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5264                         err = posix_acl_chmod(mnt_userns, inode, inode->i_mode);
5265         }
5266
5267         return err;
5268 }
5269
5270 /*
5271  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5272  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5273  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5274  * huge amount of calls to lock_extent_bits() and clear_extent_bit(),
5275  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5276  * wasting lots of time.
5277  *
5278  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5279  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5280  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5281  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5282  */
5283 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5284 {
5285         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5286         struct extent_map_tree *map_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
5287         struct rb_node *node;
5288
5289         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5290         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5291
5292         write_lock(&map_tree->lock);
5293         while (!RB_EMPTY_ROOT(&map_tree->map.rb_root)) {
5294                 struct extent_map *em;
5295
5296                 node = rb_first_cached(&map_tree->map);
5297                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
5298                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
5299                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
5300                 remove_extent_mapping(map_tree, em);
5301                 free_extent_map(em);
5302                 if (need_resched()) {
5303                         write_unlock(&map_tree->lock);
5304                         cond_resched();
5305                         write_lock(&map_tree->lock);
5306                 }
5307         }
5308         write_unlock(&map_tree->lock);
5309
5310         /*
5311          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5312          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5313          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5314          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5315          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5316          * ranges can still be locked and eviction started because before
5317          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5318          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5319          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5320          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5321          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5322          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5323          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5324          * use-after-free issue.
5325          */
5326         spin_lock(&io_tree->lock);
5327         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5328                 struct extent_state *state;
5329                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5330                 u64 start;
5331                 u64 end;
5332                 unsigned state_flags;
5333
5334                 node = rb_first(&io_tree->state);
5335                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5336                 start = state->start;
5337                 end = state->end;
5338                 state_flags = state->state;
5339                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5340
5341                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
5342
5343                 /*
5344                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5345                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5346                  * So we need to free its reserved space here.
5347                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5348                  *
5349                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5350                  */
5351                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5352                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5353                                                end - start + 1);
5354
5355                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5356                                  EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
5357                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1, 1,
5358                                  &cached_state);
5359
5360                 cond_resched();
5361                 spin_lock(&io_tree->lock);
5362         }
5363         spin_unlock(&io_tree->lock);
5364 }
5365
5366 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5367                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5368 {
5369         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5370         struct btrfs_trans_handle *trans;
5371         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5372         int ret;
5373
5374         /*
5375          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5376          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5377          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5378          *
5379          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5380          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5381          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5382          * delayed refs activity by truncating.
5383          *
5384          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5385          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5386          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5387          */
5388         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5389                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5390         if (ret) {
5391                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5392                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5393                 if (ret) {
5394                         btrfs_warn(fs_info,
5395                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5396                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5397                 }
5398                 delayed_refs_extra = 0;
5399         }
5400
5401         trans = btrfs_join_transaction(root);
5402         if (IS_ERR(trans))
5403                 return trans;
5404
5405         if (delayed_refs_extra) {
5406                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5407                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5408                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5409                                         delayed_refs_extra, 1);
5410         }
5411         return trans;
5412 }
5413
5414 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5415 {
5416         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5417         struct btrfs_trans_handle *trans;
5418         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5419         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5420         int ret;
5421
5422         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5423
5424         if (!root) {
5425                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5426                 clear_inode(inode);
5427                 return;
5428         }
5429
5430         evict_inode_truncate_pages(inode);
5431
5432         if (inode->i_nlink &&
5433             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5434               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5435              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5436                 goto no_delete;
5437
5438         if (is_bad_inode(inode))
5439                 goto no_delete;
5440
5441         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5442
5443         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5444                 goto no_delete;
5445
5446         if (inode->i_nlink > 0) {
5447                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5448                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5449                 goto no_delete;
5450         }
5451
5452         /*
5453          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5454          * the inode update is released.
5455          */
5456         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5457         if (ret)
5458                 goto no_delete;
5459
5460         /*
5461          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5462          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5463          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5464          * the truncate.
5465          */
5466         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5467
5468         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5469         if (!rsv)
5470                 goto no_delete;
5471         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5472         rsv->failfast = true;
5473
5474         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5475
5476         while (1) {
5477                 struct btrfs_truncate_control control = {
5478                         .inode = BTRFS_I(inode),
5479                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5480                         .new_size = 0,
5481                         .min_type = 0,
5482                 };
5483
5484                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5485                 if (IS_ERR(trans))
5486                         goto free_rsv;
5487
5488                 trans->block_rsv = rsv;
5489
5490                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5491                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5492                 btrfs_end_transaction(trans);
5493                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5494                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5495                         goto free_rsv;
5496                 else if (!ret)
5497                         break;
5498         }
5499
5500         /*
5501          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5502          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5503          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5504          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5505          *
5506          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5507          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5508          */
5509         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5510         if (!IS_ERR(trans)) {
5511                 trans->block_rsv = rsv;
5512                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5513                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5514                 btrfs_end_transaction(trans);
5515         }
5516
5517 free_rsv:
5518         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5519 no_delete:
5520         /*
5521          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5522          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5523          * to retry these periodically in the future.
5524          */
5525         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5526         fsverity_cleanup_inode(inode);
5527         clear_inode(inode);
5528 }
5529
5530 /*
5531  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5532  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5533  *
5534  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5535  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5536  */
5537 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5538                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5539 {
5540         const char *name = dentry->d_name.name;
5541         int namelen = dentry->d_name.len;
5542         struct btrfs_dir_item *di;
5543         struct btrfs_path *path;
5544         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5545         int ret = 0;
5546
5547         path = btrfs_alloc_path();
5548         if (!path)
5549                 return -ENOMEM;
5550
5551         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5552                         name, namelen, 0);
5553         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5554                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5555                 goto out;
5556         }
5557
5558         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5559         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5560             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5561                 ret = -EUCLEAN;
5562                 btrfs_warn(root->fs_info,
5563 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5564                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5565                            location->objectid, location->type, location->offset);
5566         }
5567         if (!ret)
5568                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5569 out:
5570         btrfs_free_path(path);
5571         return ret;
5572 }
5573
5574 /*
5575  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5576  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5577  * is kind of like crossing a mount point.
5578  */
5579 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5580                                     struct inode *dir,
5581                                     struct dentry *dentry,
5582                                     struct btrfs_key *location,
5583                                     struct btrfs_root **sub_root)
5584 {
5585         struct btrfs_path *path;
5586         struct btrfs_root *new_root;
5587         struct btrfs_root_ref *ref;
5588         struct extent_buffer *leaf;
5589         struct btrfs_key key;
5590         int ret;
5591         int err = 0;
5592
5593         path = btrfs_alloc_path();
5594         if (!path) {
5595                 err = -ENOMEM;
5596                 goto out;
5597         }
5598
5599         err = -ENOENT;
5600         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5601         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5602         key.offset = location->objectid;
5603
5604         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5605         if (ret) {
5606                 if (ret < 0)
5607                         err = ret;
5608                 goto out;
5609         }
5610
5611         leaf = path->nodes[0];
5612         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5613         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5614             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5615                 goto out;
5616
5617         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5618                                    (unsigned long)(ref + 1),
5619                                    dentry->d_name.len);
5620         if (ret)
5621                 goto out;
5622
5623         btrfs_release_path(path);
5624
5625         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5626         if (IS_ERR(new_root)) {
5627                 err = PTR_ERR(new_root);
5628                 goto out;
5629         }
5630
5631         *sub_root = new_root;
5632         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5633         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5634         location->offset = 0;
5635         err = 0;
5636 out:
5637         btrfs_free_path(path);
5638         return err;
5639 }
5640
5641 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5642 {
5643         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5644         struct btrfs_inode *entry;
5645         struct rb_node **p;
5646         struct rb_node *parent;
5647         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5648         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5649
5650         if (inode_unhashed(inode))
5651                 return;
5652         parent = NULL;
5653         spin_lock(&root->inode_lock);
5654         p = &root->inode_tree.rb_node;
5655         while (*p) {
5656                 parent = *p;
5657                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5658
5659                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5660                         p = &parent->rb_left;
5661                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5662                         p = &parent->rb_right;
5663                 else {
5664                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5665                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5666                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5667                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5668                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5669                         return;
5670                 }
5671         }
5672         rb_link_node(new, parent, p);
5673         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5674         spin_unlock(&root->inode_lock);
5675 }
5676
5677 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5678 {
5679         struct btrfs_root *root = inode->root;
5680         int empty = 0;
5681
5682         spin_lock(&root->inode_lock);
5683         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5684                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5685                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5686                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5687         }
5688         spin_unlock(&root->inode_lock);
5689
5690         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5691                 spin_lock(&root->inode_lock);
5692                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5693                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5694                 if (empty)
5695                         btrfs_add_dead_root(root);
5696         }
5697 }
5698
5699
5700 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5701 {
5702         struct btrfs_iget_args *args = p;
5703
5704         inode->i_ino = args->ino;
5705         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5706         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5707         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5708         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5709         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5710         return 0;
5711 }
5712
5713 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5714 {
5715         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5716
5717         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5718                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5719 }
5720
5721 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5722                                        struct btrfs_root *root)
5723 {
5724         struct inode *inode;
5725         struct btrfs_iget_args args;
5726         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5727
5728         args.ino = ino;
5729         args.root = root;
5730
5731         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5732                              btrfs_init_locked_inode,
5733                              (void *)&args);
5734         return inode;
5735 }
5736
5737 /*
5738  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5739  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5740  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5741  * later.
5742  */
5743 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5744                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5745 {
5746         struct inode *inode;
5747
5748         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5749         if (!inode)
5750                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5751
5752         if (inode->i_state & I_NEW) {
5753                 int ret;
5754
5755                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5756                 if (!ret) {
5757                         inode_tree_add(inode);
5758                         unlock_new_inode(inode);
5759                 } else {
5760                         iget_failed(inode);
5761                         /*
5762                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5763                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5764                          * was not found.
5765                          */
5766                         if (ret > 0)
5767                                 ret = -ENOENT;
5768                         inode = ERR_PTR(ret);
5769                 }
5770         }
5771
5772         return inode;
5773 }
5774
5775 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5776 {
5777         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5778 }
5779
5780 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5781                                     struct btrfs_key *key,
5782                                     struct btrfs_root *root)
5783 {
5784         struct inode *inode = new_inode(s);
5785
5786         if (!inode)
5787                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5788
5789         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5790         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5791         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5792
5793         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5794         /*
5795          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5796          * associated with the dentry
5797          */
5798         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5799         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5800         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5801         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5802         inode->i_mtime = current_time(inode);
5803         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5804         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5805         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5806
5807         return inode;
5808 }
5809
5810 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5811 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5812 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5813 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5814 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5815 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5816 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5817 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5818
5819 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5820 {
5821         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5822 }
5823
5824 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5825 {
5826         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5827         struct inode *inode;
5828         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5829         struct btrfs_root *sub_root = root;
5830         struct btrfs_key location;
5831         u8 di_type = 0;
5832         int ret = 0;
5833
5834         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5835                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5836
5837         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5838         if (ret < 0)
5839                 return ERR_PTR(ret);
5840
5841         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5842                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5843                 if (IS_ERR(inode))
5844                         return inode;
5845
5846                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5847                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5848                         btrfs_crit(fs_info,
5849 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5850                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5851                                   di_type);
5852                         iput(inode);
5853                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5854                 }
5855                 return inode;
5856         }
5857
5858         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5859                                        &location, &sub_root);
5860         if (ret < 0) {
5861                 if (ret != -ENOENT)
5862                         inode = ERR_PTR(ret);
5863                 else
5864                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5865         } else {
5866                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5867                 btrfs_put_root(sub_root);
5868
5869                 if (IS_ERR(inode))
5870                         return inode;
5871
5872                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5873                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5874                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5875                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5876                 if (ret) {
5877                         iput(inode);
5878                         inode = ERR_PTR(ret);
5879                 }
5880         }
5881
5882         return inode;
5883 }
5884
5885 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5886 {
5887         struct btrfs_root *root;
5888         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5889
5890         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5891                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5892
5893         if (inode) {
5894                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5895                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5896                         return 1;
5897
5898                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5899                         return 1;
5900         }
5901         return 0;
5902 }
5903
5904 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5905                                    unsigned int flags)
5906 {
5907         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5908
5909         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5910                 inode = NULL;
5911         return d_splice_alias(inode, dentry);
5912 }
5913
5914 /*
5915  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5916  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5917  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5918  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5919  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5920  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5921  * tree lock.
5922  */
5923 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5924 {
5925         struct btrfs_file_private *private;
5926
5927         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5928         if (!private)
5929                 return -ENOMEM;
5930         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5931         if (!private->filldir_buf) {
5932                 kfree(private);
5933                 return -ENOMEM;
5934         }
5935         file->private_data = private;
5936         return 0;
5937 }
5938
5939 struct dir_entry {
5940         u64 ino;
5941         u64 offset;
5942         unsigned type;
5943         int name_len;
5944 };
5945
5946 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5947 {
5948         while (entries--) {
5949                 struct dir_entry *entry = addr;
5950                 char *name = (char *)(entry + 1);
5951
5952                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5953                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5954                                          get_unaligned(&entry->ino),
5955                                          get_unaligned(&entry->type)))
5956                         return 1;
5957                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5958                         get_unaligned(&entry->name_len);
5959                 ctx->pos++;
5960         }
5961         return 0;
5962 }
5963
5964 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5965 {
5966         struct inode *inode = file_inode(file);
5967         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5968         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5969         struct btrfs_dir_item *di;
5970         struct btrfs_key key;
5971         struct btrfs_key found_key;
5972         struct btrfs_path *path;
5973         void *addr;
5974         struct list_head ins_list;
5975         struct list_head del_list;
5976         int ret;
5977         char *name_ptr;
5978         int name_len;
5979         int entries = 0;
5980         int total_len = 0;
5981         bool put = false;
5982         struct btrfs_key location;
5983
5984         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5985                 return 0;
5986
5987         path = btrfs_alloc_path();
5988         if (!path)
5989                 return -ENOMEM;
5990
5991         addr = private->filldir_buf;
5992         path->reada = READA_FORWARD;
5993
5994         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5995         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5996         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5997
5998 again:
5999         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6000         key.offset = ctx->pos;
6001         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
6002
6003         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
6004                 struct dir_entry *entry;
6005                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6006
6007                 if (found_key.objectid != key.objectid)
6008                         break;
6009                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
6010                         break;
6011                 if (found_key.offset < ctx->pos)
6012                         continue;
6013                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
6014                         continue;
6015                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
6016                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
6017                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
6018                     PAGE_SIZE) {
6019                         btrfs_release_path(path);
6020                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6021                         if (ret)
6022                                 goto nopos;
6023                         addr = private->filldir_buf;
6024                         entries = 0;
6025                         total_len = 0;
6026                         goto again;
6027                 }
6028
6029                 entry = addr;
6030                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6031                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6032                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
6033                                    name_len);
6034                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
6035                                 &entry->type);
6036                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6037                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6038                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6039                 entries++;
6040                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6041                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6042         }
6043         /* Catch error encountered during iteration */
6044         if (ret < 0)
6045                 goto err;
6046
6047         btrfs_release_path(path);
6048
6049         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6050         if (ret)
6051                 goto nopos;
6052
6053         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6054         if (ret)
6055                 goto nopos;
6056
6057         /*
6058          * Stop new entries from being returned after we return the last
6059          * entry.
6060          *
6061          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6062          * offset.  This means that new entries created during readdir
6063          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6064          * This has broken buggy programs which operate on names as
6065          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6066          * we have this hack to stop new entries from being returned
6067          * under the assumption that they'll never reach this huge
6068          * offset.
6069          *
6070          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6071          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6072          * in the past.
6073          */
6074         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6075                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6076         else
6077                 ctx->pos = INT_MAX;
6078 nopos:
6079         ret = 0;
6080 err:
6081         if (put)
6082                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6083         btrfs_free_path(path);
6084         return ret;
6085 }
6086
6087 /*
6088  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6089  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6090  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6091  * to keep or drop this code.
6092  */
6093 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
6094 {
6095         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6096         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6097         struct btrfs_trans_handle *trans;
6098         int ret;
6099
6100         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
6101                 return 0;
6102
6103         trans = btrfs_join_transaction(root);
6104         if (IS_ERR(trans))
6105                 return PTR_ERR(trans);
6106
6107         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6108         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6109                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6110                 btrfs_end_transaction(trans);
6111                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6112                 if (IS_ERR(trans))
6113                         return PTR_ERR(trans);
6114
6115                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6116         }
6117         btrfs_end_transaction(trans);
6118         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
6119                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6120
6121         return ret;
6122 }
6123
6124 /*
6125  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6126  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6127  */
6128 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6129                              int flags)
6130 {
6131         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6132         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6133
6134         if (btrfs_root_readonly(root))
6135                 return -EROFS;
6136
6137         if (flags & S_VERSION)
6138                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6139         if (flags & S_CTIME)
6140                 inode->i_ctime = *now;
6141         if (flags & S_MTIME)
6142                 inode->i_mtime = *now;
6143         if (flags & S_ATIME)
6144                 inode->i_atime = *now;
6145         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
6146 }
6147
6148 /*
6149  * find the highest existing sequence number in a directory
6150  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6151  * free sequence numbers
6152  */
6153 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6154 {
6155         struct btrfs_root *root = inode->root;
6156         struct btrfs_key key, found_key;
6157         struct btrfs_path *path;
6158         struct extent_buffer *leaf;
6159         int ret;
6160
6161         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6162         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6163         key.offset = (u64)-1;
6164
6165         path = btrfs_alloc_path();
6166         if (!path)
6167                 return -ENOMEM;
6168
6169         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6170         if (ret < 0)
6171                 goto out;
6172         /* FIXME: we should be able to handle this */
6173         if (ret == 0)
6174                 goto out;
6175         ret = 0;
6176
6177         if (path->slots[0] == 0) {
6178                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6179                 goto out;
6180         }
6181
6182         path->slots[0]--;
6183
6184         leaf = path->nodes[0];
6185         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6186
6187         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6188             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6189                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6190                 goto out;
6191         }
6192
6193         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6194 out:
6195         btrfs_free_path(path);
6196         return ret;
6197 }
6198
6199 /*
6200  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6201  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6202  */
6203 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6204 {
6205         int ret = 0;
6206
6207         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6208                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6209                 if (ret) {
6210                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6211                         if (ret)
6212                                 return ret;
6213                 }
6214         }
6215
6216         *index = dir->index_cnt;
6217         dir->index_cnt++;
6218
6219         return ret;
6220 }
6221
6222 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6223 {
6224         struct btrfs_iget_args args;
6225
6226         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6227         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6228
6229         return insert_inode_locked4(inode,
6230                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6231                    btrfs_find_actor, &args);
6232 }
6233
6234 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6235                             unsigned int *trans_num_items)
6236 {
6237         struct inode *dir = args->dir;
6238         struct inode *inode = args->inode;
6239         int ret;
6240
6241         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6242         if (ret)
6243                 return ret;
6244
6245         /* 1 to add inode item */
6246         *trans_num_items = 1;
6247         /* 1 to add compression property */
6248         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6249                 (*trans_num_items)++;
6250         /* 1 to add default ACL xattr */
6251         if (args->default_acl)
6252                 (*trans_num_items)++;
6253         /* 1 to add access ACL xattr */
6254         if (args->acl)
6255                 (*trans_num_items)++;
6256 #ifdef CONFIG_SECURITY
6257         /* 1 to add LSM xattr */
6258         if (dir->i_security)
6259                 (*trans_num_items)++;
6260 #endif
6261         if (args->orphan) {
6262                 /* 1 to add orphan item */
6263                 (*trans_num_items)++;
6264         } else {
6265                 /*
6266                  * 1 to add dir item
6267                  * 1 to add dir index
6268                  * 1 to update parent inode item
6269                  *
6270                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6271                  * inserted in a batch together with the inode item at
6272                  * btrfs_create_new_inode().
6273                  */
6274                 *trans_num_items += 3;
6275         }
6276         return 0;
6277 }
6278
6279 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6280 {
6281         posix_acl_release(args->acl);
6282         posix_acl_release(args->default_acl);
6283 }
6284
6285 /*
6286  * Inherit flags from the parent inode.
6287  *
6288  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6289  */
6290 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
6291 {
6292         unsigned int flags;
6293
6294         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
6295
6296         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6297                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6298                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6299         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6300                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6301                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6302         }
6303
6304         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6305                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6306                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
6307                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6308         }
6309
6310         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
6311 }
6312
6313 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6314                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6315 {
6316         struct inode *dir = args->dir;
6317         struct inode *inode = args->inode;
6318         const char *name = args->orphan ? NULL : args->dentry->d_name.name;
6319         int name_len = args->orphan ? 0 : args->dentry->d_name.len;
6320         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6321         struct btrfs_root *root;
6322         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6323         struct btrfs_key *location;
6324         struct btrfs_path *path;
6325         u64 objectid;
6326         struct btrfs_inode_ref *ref;
6327         struct btrfs_key key[2];
6328         u32 sizes[2];
6329         struct btrfs_item_batch batch;
6330         unsigned long ptr;
6331         int ret;
6332
6333         path = btrfs_alloc_path();
6334         if (!path)
6335                 return -ENOMEM;
6336
6337         if (!args->subvol)
6338                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6339         root = BTRFS_I(inode)->root;
6340
6341         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6342         if (ret)
6343                 goto out;
6344         inode->i_ino = objectid;
6345
6346         if (args->orphan) {
6347                 /*
6348                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6349                  * fill in an inode item with the correct link count.
6350                  */
6351                 set_nlink(inode, 0);
6352         } else {
6353                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6354
6355                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6356                 if (ret)
6357                         goto out;
6358         }
6359         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6360         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6361         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6362         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6363
6364         /*
6365          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6366          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6367          * change it now without compatibility issues.
6368          */
6369         if (!args->subvol)
6370                 btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6371
6372         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6373                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6374                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6375                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6376                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6377                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6378         }
6379
6380         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6381         location->objectid = objectid;
6382         location->offset = 0;
6383         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6384
6385         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6386         if (ret < 0) {
6387                 if (!args->orphan)
6388                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6389                 goto out;
6390         }
6391
6392         /*
6393          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6394          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6395          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6396          * old info in the log.
6397          */
6398         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6399
6400         key[0].objectid = objectid;
6401         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6402         key[0].offset = 0;
6403
6404         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6405
6406         if (!args->orphan) {
6407                 /*
6408                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6409                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6410                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6411                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6412                  */
6413                 key[1].objectid = objectid;
6414                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6415                 if (args->subvol) {
6416                         key[1].offset = objectid;
6417                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6418                 } else {
6419                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6420                         sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6421                 }
6422         }
6423
6424         batch.keys = &key[0];
6425         batch.data_sizes = &sizes[0];
6426         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6427         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6428         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6429         if (ret != 0) {
6430                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6431                 goto discard;
6432         }
6433
6434         inode->i_mtime = current_time(inode);
6435         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6436         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6437         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6438
6439         /*
6440          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6441          * must be fully initialized.
6442          */
6443
6444         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6445                                   struct btrfs_inode_item);
6446         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6447                              sizeof(*inode_item));
6448         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6449
6450         if (!args->orphan) {
6451                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6452                                      struct btrfs_inode_ref);
6453                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6454                 if (args->subvol) {
6455                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6456                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6457                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6458                 } else {
6459                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6460                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6461                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6462                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6463                 }
6464         }
6465
6466         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6467         /*
6468          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6469          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6470          * allocating yet another path. So just free our path.
6471          */
6472         btrfs_free_path(path);
6473         path = NULL;
6474
6475         if (args->subvol) {
6476                 struct inode *parent;
6477
6478                 /*
6479                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6480                  * not the directory they were created in.
6481                  */
6482                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6483                                     BTRFS_I(dir)->root);
6484                 if (IS_ERR(parent)) {
6485                         ret = PTR_ERR(parent);
6486                 } else {
6487                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6488                         iput(parent);
6489                 }
6490         } else {
6491                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6492         }
6493         if (ret) {
6494                 btrfs_err(fs_info,
6495                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6496                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6497                           ret);
6498         }
6499
6500         /*
6501          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6502          * probably a bug.
6503          */
6504         if (!args->subvol) {
6505                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6506                 if (ret) {
6507                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6508                         goto discard;
6509                 }
6510         }
6511
6512         inode_tree_add(inode);
6513
6514         trace_btrfs_inode_new(inode);
6515         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6516
6517         btrfs_update_root_times(trans, root);
6518
6519         if (args->orphan) {
6520                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6521         } else {
6522                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6523                                      name_len, 0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6524         }
6525         if (ret) {
6526                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6527                 goto discard;
6528         }
6529
6530         return 0;
6531
6532 discard:
6533         /*
6534          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6535          * to the inode.
6536          */
6537         ihold(inode);
6538         discard_new_inode(inode);
6539 out:
6540         btrfs_free_path(path);
6541         return ret;
6542 }
6543
6544 /*
6545  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6546  * a give name and a given sequence number.
6547  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6548  * inode to the parent directory.
6549  */
6550 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6551                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6552                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6553 {
6554         int ret = 0;
6555         struct btrfs_key key;
6556         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6557         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6558         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6559
6560         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6561                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6562         } else {
6563                 key.objectid = ino;
6564                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6565                 key.offset = 0;
6566         }
6567
6568         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6569                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6570                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6571                                          index, name, name_len);
6572         } else if (add_backref) {
6573                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6574                                              parent_ino, index);
6575         }
6576
6577         /* Nothing to clean up yet */
6578         if (ret)
6579                 return ret;
6580
6581         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6582                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6583         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6584                 goto fail_dir_item;
6585         else if (ret) {
6586                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6587                 return ret;
6588         }
6589
6590         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6591                            name_len * 2);
6592         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6593         /*
6594          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6595          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6596          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6597          * values (the ones it had when the fsync was done).
6598          */
6599         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6600                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6601
6602                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6603                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6604         }
6605         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6606         if (ret)
6607                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6608         return ret;
6609
6610 fail_dir_item:
6611         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6612                 u64 local_index;
6613                 int err;
6614                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6615                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6616                                          &local_index, name, name_len);
6617                 if (err)
6618                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6619         } else if (add_backref) {
6620                 u64 local_index;
6621                 int err;
6622
6623                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6624                                           ino, parent_ino, &local_index);
6625                 if (err)
6626                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6627         }
6628
6629         /* Return the original error code */
6630         return ret;
6631 }
6632
6633 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6634                                struct inode *inode)
6635 {
6636         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6637         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6638         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6639                 .dir = dir,
6640                 .dentry = dentry,
6641                 .inode = inode,
6642         };
6643         unsigned int trans_num_items;
6644         struct btrfs_trans_handle *trans;
6645         int err;
6646
6647         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6648         if (err)
6649                 goto out_inode;
6650
6651         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6652         if (IS_ERR(trans)) {
6653                 err = PTR_ERR(trans);
6654                 goto out_new_inode_args;
6655         }
6656
6657         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6658         if (!err)
6659                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6660
6661         btrfs_end_transaction(trans);
6662         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6663 out_new_inode_args:
6664         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6665 out_inode:
6666         if (err)
6667                 iput(inode);
6668         return err;
6669 }
6670
6671 static int btrfs_mknod(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6672                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6673 {
6674         struct inode *inode;
6675
6676         inode = new_inode(dir->i_sb);
6677         if (!inode)
6678                 return -ENOMEM;
6679         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6680         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6681         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6682         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6683 }
6684
6685 static int btrfs_create(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6686                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6687 {
6688         struct inode *inode;
6689
6690         inode = new_inode(dir->i_sb);
6691         if (!inode)
6692                 return -ENOMEM;
6693         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6694         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6695         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6696         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6697         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6698 }
6699
6700 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6701                       struct dentry *dentry)
6702 {
6703         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6704         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6705         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6706         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6707         u64 index;
6708         int err;
6709         int drop_inode = 0;
6710
6711         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6712         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6713                 return -EXDEV;
6714
6715         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6716                 return -EMLINK;
6717
6718         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6719         if (err)
6720                 goto fail;
6721
6722         /*
6723          * 2 items for inode and inode ref
6724          * 2 items for dir items
6725          * 1 item for parent inode
6726          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6727          */
6728         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6729         if (IS_ERR(trans)) {
6730                 err = PTR_ERR(trans);
6731                 trans = NULL;
6732                 goto fail;
6733         }
6734
6735         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6736         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6737         inc_nlink(inode);
6738         inode_inc_iversion(inode);
6739         inode->i_ctime = current_time(inode);
6740         ihold(inode);
6741         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6742
6743         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6744                              dentry->d_name.name, dentry->d_name.len, 1, index);
6745
6746         if (err) {
6747                 drop_inode = 1;
6748         } else {
6749                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6750
6751                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6752                 if (err)
6753                         goto fail;
6754                 if (inode->i_nlink == 1) {
6755                         /*
6756                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6757                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6758                          */
6759                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6760                         if (err)
6761                                 goto fail;
6762                 }
6763                 d_instantiate(dentry, inode);
6764                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6765         }
6766
6767 fail:
6768         if (trans)
6769                 btrfs_end_transaction(trans);
6770         if (drop_inode) {
6771                 inode_dec_link_count(inode);
6772                 iput(inode);
6773         }
6774         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6775         return err;
6776 }
6777
6778 static int btrfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6779                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6780 {
6781         struct inode *inode;
6782
6783         inode = new_inode(dir->i_sb);
6784         if (!inode)
6785                 return -ENOMEM;
6786         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6787         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6788         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6789         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6790 }
6791
6792 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6793                                       struct page *page,
6794                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6795                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6796 {
6797         int ret;
6798         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6799         char *tmp;
6800         size_t max_size;
6801         unsigned long inline_size;
6802         unsigned long ptr;
6803         int compress_type;
6804
6805         WARN_ON(pg_offset != 0);
6806         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6807         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6808         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6809         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6810         if (!tmp)
6811                 return -ENOMEM;
6812         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6813
6814         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6815
6816         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6817         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6818                                extent_offset, inline_size, max_size);
6819
6820         /*
6821          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6822          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6823          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6824          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6825          * cover that region here.
6826          */
6827
6828         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE)
6829                 memzero_page(page,  pg_offset + max_size,
6830                              PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6831         kfree(tmp);
6832         return ret;
6833 }
6834
6835 /**
6836  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6837  * @inode:      file to search in
6838  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6839  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6840  * @start:      file offset
6841  * @len:        length of range starting at @start
6842  *
6843  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6844  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6845  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6846  * extent_map.
6847  *
6848  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6849  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6850  *
6851  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6852  */
6853 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6854                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6855                                     u64 start, u64 len)
6856 {
6857         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6858         int ret = 0;
6859         u64 extent_start = 0;
6860         u64 extent_end = 0;
6861         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6862         int extent_type = -1;
6863         struct btrfs_path *path = NULL;
6864         struct btrfs_root *root = inode->root;
6865         struct btrfs_file_extent_item *item;
6866         struct extent_buffer *leaf;
6867         struct btrfs_key found_key;
6868         struct extent_map *em = NULL;
6869         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6870         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
6871
6872         read_lock(&em_tree->lock);
6873         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6874         read_unlock(&em_tree->lock);
6875
6876         if (em) {
6877                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6878                         free_extent_map(em);
6879                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6880                         free_extent_map(em);
6881                 else
6882                         goto out;
6883         }
6884         em = alloc_extent_map();
6885         if (!em) {
6886                 ret = -ENOMEM;
6887                 goto out;
6888         }
6889         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6890         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6891         em->len = (u64)-1;
6892         em->block_len = (u64)-1;
6893
6894         path = btrfs_alloc_path();
6895         if (!path) {
6896                 ret = -ENOMEM;
6897                 goto out;
6898         }
6899
6900         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6901         path->reada = READA_FORWARD;
6902
6903         /*
6904          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6905          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6906          * point the commit_root has everything we need.
6907          */
6908         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6909                 path->search_commit_root = 1;
6910                 path->skip_locking = 1;
6911         }
6912
6913         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6914         if (ret < 0) {
6915                 goto out;
6916         } else if (ret > 0) {
6917                 if (path->slots[0] == 0)
6918                         goto not_found;
6919                 path->slots[0]--;
6920                 ret = 0;
6921         }
6922
6923         leaf = path->nodes[0];
6924         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6925                               struct btrfs_file_extent_item);
6926         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6927         if (found_key.objectid != objectid ||
6928             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6929                 /*
6930                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6931                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6932                  * say there is a hole for our whole search range which can
6933                  * cause problems.
6934                  */
6935                 extent_end = start;
6936                 goto next;
6937         }
6938
6939         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6940         extent_start = found_key.offset;
6941         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6942         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6943             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6944                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6945                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6946                         ret = -EUCLEAN;
6947                         btrfs_crit(fs_info,
6948                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6949                                    btrfs_ino(inode));
6950                         goto out;
6951                 }
6952                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6953                                                        extent_start);
6954         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6955                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6956                                                       path->slots[0],
6957                                                       extent_start);
6958         }
6959 next:
6960         if (start >= extent_end) {
6961                 path->slots[0]++;
6962                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6963                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6964                         if (ret < 0)
6965                                 goto out;
6966                         else if (ret > 0)
6967                                 goto not_found;
6968
6969                         leaf = path->nodes[0];
6970                 }
6971                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6972                 if (found_key.objectid != objectid ||
6973                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6974                         goto not_found;
6975                 if (start + len <= found_key.offset)
6976                         goto not_found;
6977                 if (start > found_key.offset)
6978                         goto next;
6979
6980                 /* New extent overlaps with existing one */
6981                 em->start = start;
6982                 em->orig_start = start;
6983                 em->len = found_key.offset - start;
6984                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6985                 goto insert;
6986         }
6987
6988         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
6989
6990         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6991             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6992                 goto insert;
6993         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6994                 unsigned long ptr;
6995                 char *map;
6996                 size_t size;
6997                 size_t extent_offset;
6998                 size_t copy_size;
6999
7000                 if (!page)
7001                         goto out;
7002
7003                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
7004                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
7005                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
7006                                   size - extent_offset);
7007                 em->start = extent_start + extent_offset;
7008                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
7009                 em->orig_block_len = em->len;
7010                 em->orig_start = em->start;
7011                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
7012
7013                 if (!PageUptodate(page)) {
7014                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
7015                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
7016                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
7017                                                         extent_offset, item);
7018                                 if (ret)
7019                                         goto out;
7020                         } else {
7021                                 map = kmap_local_page(page);
7022                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
7023                                                    copy_size);
7024                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
7025                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
7026                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
7027                                                copy_size);
7028                                 }
7029                                 kunmap_local(map);
7030                         }
7031                         flush_dcache_page(page);
7032                 }
7033                 set_extent_uptodate(io_tree, em->start,
7034                                     extent_map_end(em) - 1, NULL, GFP_NOFS);
7035                 goto insert;
7036         }
7037 not_found:
7038         em->start = start;
7039         em->orig_start = start;
7040         em->len = len;
7041         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7042 insert:
7043         ret = 0;
7044         btrfs_release_path(path);
7045         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
7046                 btrfs_err(fs_info,
7047                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
7048                           em->start, em->len, start, len);
7049                 ret = -EIO;
7050                 goto out;
7051         }
7052
7053         write_lock(&em_tree->lock);
7054         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
7055         write_unlock(&em_tree->lock);
7056 out:
7057         btrfs_free_path(path);
7058
7059         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
7060
7061         if (ret) {
7062                 free_extent_map(em);
7063                 return ERR_PTR(ret);
7064         }
7065         return em;
7066 }
7067
7068 struct extent_map *btrfs_get_extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode,
7069                                            u64 start, u64 len)
7070 {
7071         struct extent_map *em;
7072         struct extent_map *hole_em = NULL;
7073         u64 delalloc_start = start;
7074         u64 end;
7075         u64 delalloc_len;
7076         u64 delalloc_end;
7077         int err = 0;
7078
7079         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, len);
7080         if (IS_ERR(em))
7081                 return em;
7082         /*
7083          * If our em maps to:
7084          * - a hole or
7085          * - a pre-alloc extent,
7086          * there might actually be delalloc bytes behind it.
7087          */
7088         if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE &&
7089             !test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7090                 return em;
7091         else
7092                 hole_em = em;
7093
7094         /* check to see if we've wrapped (len == -1 or similar) */
7095         end = start + len;
7096         if (end < start)
7097                 end = (u64)-1;
7098         else
7099                 end -= 1;
7100
7101         em = NULL;
7102
7103         /* ok, we didn't find anything, lets look for delalloc */
7104         delalloc_len = count_range_bits(&inode->io_tree, &delalloc_start,
7105                                  end, len, EXTENT_DELALLOC, 1);
7106         delalloc_end = delalloc_start + delalloc_len;
7107         if (delalloc_end < delalloc_start)
7108                 delalloc_end = (u64)-1;
7109
7110         /*
7111          * We didn't find anything useful, return the original results from
7112          * get_extent()
7113          */
7114         if (delalloc_start > end || delalloc_end <= start) {
7115                 em = hole_em;
7116                 hole_em = NULL;
7117                 goto out;
7118         }
7119
7120         /*
7121          * Adjust the delalloc_start to make sure it doesn't go backwards from
7122          * the start they passed in
7123          */
7124         delalloc_start = max(start, delalloc_start);
7125         delalloc_len = delalloc_end - delalloc_start;
7126
7127         if (delalloc_len > 0) {
7128                 u64 hole_start;
7129                 u64 hole_len;
7130                 const u64 hole_end = extent_map_end(hole_em);
7131
7132                 em = alloc_extent_map();
7133                 if (!em) {
7134                         err = -ENOMEM;
7135                         goto out;
7136                 }
7137
7138                 ASSERT(hole_em);
7139                 /*
7140                  * When btrfs_get_extent can't find anything it returns one
7141                  * huge hole
7142                  *
7143                  * Make sure what it found really fits our range, and adjust to
7144                  * make sure it is based on the start from the caller
7145                  */
7146                 if (hole_end <= start || hole_em->start > end) {
7147                        free_extent_map(hole_em);
7148                        hole_em = NULL;
7149                 } else {
7150                        hole_start = max(hole_em->start, start);
7151                        hole_len = hole_end - hole_start;
7152                 }
7153
7154                 if (hole_em && delalloc_start > hole_start) {
7155                         /*
7156                          * Our hole starts before our delalloc, so we have to
7157                          * return just the parts of the hole that go until the
7158                          * delalloc starts
7159                          */
7160                         em->len = min(hole_len, delalloc_start - hole_start);
7161                         em->start = hole_start;
7162                         em->orig_start = hole_start;
7163                         /*
7164                          * Don't adjust block start at all, it is fixed at
7165                          * EXTENT_MAP_HOLE
7166                          */
7167                         em->block_start = hole_em->block_start;
7168                         em->block_len = hole_len;
7169                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &hole_em->flags))
7170                                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
7171                 } else {
7172                         /*
7173                          * Hole is out of passed range or it starts after
7174                          * delalloc range
7175                          */
7176                         em->start = delalloc_start;
7177                         em->len = delalloc_len;
7178                         em->orig_start = delalloc_start;
7179                         em->block_start = EXTENT_MAP_DELALLOC;
7180                         em->block_len = delalloc_len;
7181                 }
7182         } else {
7183                 return hole_em;
7184         }
7185 out:
7186
7187         free_extent_map(hole_em);
7188         if (err) {
7189                 free_extent_map(em);
7190                 return ERR_PTR(err);
7191         }
7192         return em;
7193 }
7194
7195 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7196                                                   const u64 start,
7197                                                   const u64 len,
7198                                                   const u64 orig_start,
7199                                                   const u64 block_start,
7200                                                   const u64 block_len,
7201                                                   const u64 orig_block_len,
7202                                                   const u64 ram_bytes,
7203                                                   const int type)
7204 {
7205         struct extent_map *em = NULL;
7206         int ret;
7207
7208         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7209                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7210                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7211                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7212                                   type);
7213                 if (IS_ERR(em))
7214                         goto out;
7215         }
7216         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7217                                        block_len, 0,
7218                                        (1 << type) |
7219                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7220                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7221         if (ret) {
7222                 if (em) {
7223                         free_extent_map(em);
7224                         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + len - 1, 0);
7225                 }
7226                 em = ERR_PTR(ret);
7227         }
7228  out:
7229
7230         return em;
7231 }
7232
7233 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7234                                                   u64 start, u64 len)
7235 {
7236         struct btrfs_root *root = inode->root;
7237         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7238         struct extent_map *em;
7239         struct btrfs_key ins;
7240         u64 alloc_hint;
7241         int ret;
7242
7243         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7244         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7245                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7246         if (ret)
7247                 return ERR_PTR(ret);
7248
7249         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7250                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7251                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7252         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7253         if (IS_ERR(em))
7254                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7255                                            1);
7256
7257         return em;
7258 }
7259
7260 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7261 {
7262         struct btrfs_block_group *block_group;
7263         bool readonly = false;
7264
7265         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7266         if (!block_group || block_group->ro)
7267                 readonly = true;
7268         if (block_group)
7269                 btrfs_put_block_group(block_group);
7270         return readonly;
7271 }
7272
7273 /*
7274  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7275  *
7276  * @offset:     File offset
7277  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7278  *              range
7279  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7280  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7281  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7282  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7283  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7284  *
7285  * Return:
7286  * >0   and update @len if we can do nocow write
7287  *  0   if we can't do nocow write
7288  * <0   if error happened
7289  *
7290  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7291  *       any ordered extents.
7292  */
7293 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7294                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7295                               u64 *ram_bytes, bool strict)
7296 {
7297         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7298         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7299         struct btrfs_path *path;
7300         int ret;
7301         struct extent_buffer *leaf;
7302         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7303         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7304         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7305         struct btrfs_key key;
7306         int found_type;
7307
7308         path = btrfs_alloc_path();
7309         if (!path)
7310                 return -ENOMEM;
7311
7312         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7313                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7314         if (ret < 0)
7315                 goto out;
7316
7317         if (ret == 1) {
7318                 if (path->slots[0] == 0) {
7319                         /* can't find the item, must cow */
7320                         ret = 0;
7321                         goto out;
7322                 }
7323                 path->slots[0]--;
7324         }
7325         ret = 0;
7326         leaf = path->nodes[0];
7327         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7328         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7329             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7330                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7331                 goto out;
7332         }
7333
7334         if (key.offset > offset) {
7335                 /* Wrong offset, must cow */
7336                 goto out;
7337         }
7338
7339         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7340                 goto out;
7341
7342         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7343         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7344         if (ram_bytes)
7345                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7346
7347         nocow_args.start = offset;
7348         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7349         nocow_args.strict = strict;
7350         nocow_args.free_path = true;
7351
7352         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7353         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7354         path = NULL;
7355
7356         if (ret != 1) {
7357                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7358                 ret = 0;
7359                 goto out;
7360         }
7361
7362         ret = 0;
7363         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7364                 goto out;
7365
7366         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7367             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7368                 u64 range_end;
7369
7370                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7371                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7372                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7373                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7374                 if (ret) {
7375                         ret = -EAGAIN;
7376                         goto out;
7377                 }
7378         }
7379
7380         if (orig_start)
7381                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7382         if (orig_block_len)
7383                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7384
7385         *len = nocow_args.num_bytes;
7386         ret = 1;
7387 out:
7388         btrfs_free_path(path);
7389         return ret;
7390 }
7391
7392 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7393                               struct extent_state **cached_state,
7394                               unsigned int iomap_flags)
7395 {
7396         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7397         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7398         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7399         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7400         int ret = 0;
7401
7402         while (1) {
7403                 if (nowait) {
7404                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend))
7405                                 return -EAGAIN;
7406                 } else {
7407                         lock_extent_bits(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7408                 }
7409                 /*
7410                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7411                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7412                  * extents in this range.
7413                  */
7414                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7415                                                      lockend - lockstart + 1);
7416
7417                 /*
7418                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7419                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7420                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7421                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7422                  * get stale data.
7423                  */
7424                 if (!ordered &&
7425                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7426                                                          lockstart, lockend)))
7427                         break;
7428
7429                 unlock_extent_cached(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7430
7431                 if (ordered) {
7432                         if (nowait) {
7433                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7434                                 ret = -EAGAIN;
7435                                 break;
7436                         }
7437                         /*
7438                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7439                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7440                          * to complete and retry, because if we do so we can
7441                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7442                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7443                          * than one extent map, if at this point has already
7444                          * created an ordered extent for a previous extent map
7445                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7446                          * concurrent write against that previous extent map's
7447                          * range and this range started (we unlock the ranges
7448                          * in the io tree only when the bios complete and
7449                          * buffered writes always lock pages before attempting
7450                          * to lock range in the io tree).
7451                          */
7452                         if (writing ||
7453                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7454                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7455                         else
7456                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7457                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7458                 } else {
7459                         /*
7460                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7461                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7462                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7463                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7464                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7465                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7466                          * ordered dio extent we created before but did not have
7467                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7468                          * complete), which makes readahead wait for that
7469                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7470                          * that page.
7471                          */
7472                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7473                 }
7474
7475                 if (ret)
7476                         break;
7477
7478                 cond_resched();
7479         }
7480
7481         return ret;
7482 }
7483
7484 /* The callers of this must take lock_extent() */
7485 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7486                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7487                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7488                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7489                                        int type)
7490 {
7491         struct extent_map_tree *em_tree;
7492         struct extent_map *em;
7493         int ret;
7494
7495         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7496                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7497                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7498                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7499
7500         em_tree = &inode->extent_tree;
7501         em = alloc_extent_map();
7502         if (!em)
7503                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7504
7505         em->start = start;
7506         em->orig_start = orig_start;
7507         em->len = len;
7508         em->block_len = block_len;
7509         em->block_start = block_start;
7510         em->orig_block_len = orig_block_len;
7511         em->ram_bytes = ram_bytes;
7512         em->generation = -1;
7513         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7514         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7515                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7516         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7517                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7518                 em->compress_type = compress_type;
7519         }
7520
7521         do {
7522                 btrfs_drop_extent_cache(inode, em->start,
7523                                         em->start + em->len - 1, 0);
7524                 write_lock(&em_tree->lock);
7525                 ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
7526                 write_unlock(&em_tree->lock);
7527                 /*
7528                  * The caller has taken lock_extent(), who could race with us
7529                  * to add em?
7530                  */
7531         } while (ret == -EEXIST);
7532
7533         if (ret) {
7534                 free_extent_map(em);
7535                 return ERR_PTR(ret);
7536         }
7537
7538         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7539         return em;
7540 }
7541
7542
7543 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7544                                          struct inode *inode,
7545                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7546                                          u64 start, u64 len,
7547                                          unsigned int iomap_flags)
7548 {
7549         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7550         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7551         struct extent_map *em = *map;
7552         int type;
7553         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7554         struct btrfs_block_group *bg;
7555         bool can_nocow = false;
7556         bool space_reserved = false;
7557         u64 prev_len;
7558         int ret = 0;
7559
7560         /*
7561          * We don't allocate a new extent in the following cases
7562          *
7563          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7564          * existing extent.
7565          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7566          * just use the extent.
7567          *
7568          */
7569         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7570             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7571              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7572                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7573                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7574                 else
7575                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7576                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7577                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7578
7579                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7580                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false) == 1) {
7581                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7582                         if (bg)
7583                                 can_nocow = true;
7584                 }
7585         }
7586
7587         prev_len = len;
7588         if (can_nocow) {
7589                 struct extent_map *em2;
7590
7591                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7592                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7593                                                       nowait);
7594                 if (ret < 0) {
7595                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7596                         free_extent_map(em);
7597                         *map = NULL;
7598                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7599                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7600                                 ret = -EAGAIN;
7601                         goto out;
7602                 }
7603                 space_reserved = true;
7604
7605                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7606                                               orig_start, block_start,
7607                                               len, orig_block_len,
7608                                               ram_bytes, type);
7609                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7610                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7611                         free_extent_map(em);
7612                         *map = em2;
7613                         em = em2;
7614                 }
7615
7616                 if (IS_ERR(em2)) {
7617                         ret = PTR_ERR(em2);
7618                         goto out;
7619                 }
7620
7621                 dio_data->nocow_done = true;
7622         } else {
7623                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7624                 free_extent_map(em);
7625                 *map = NULL;
7626
7627                 if (nowait)
7628                         return -EAGAIN;
7629
7630                 /*
7631                  * If we could not allocate data space before locking the file
7632                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7633                  */
7634                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7635                         return -ENOSPC;
7636
7637                 /*
7638                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7639                  * so now we reserve only metadata.
7640                  */
7641                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7642                                                       false);
7643                 if (ret < 0)
7644                         goto out;
7645                 space_reserved = true;
7646
7647                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7648                 if (IS_ERR(em)) {
7649                         ret = PTR_ERR(em);
7650                         goto out;
7651                 }
7652                 *map = em;
7653                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7654                 if (len < prev_len)
7655                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7656                                                         prev_len - len, true);
7657         }
7658
7659         /*
7660          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7661          * for an outstanding extent.
7662          */
7663         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7664
7665         /*
7666          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7667          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7668          */
7669         if (start + len > i_size_read(inode))
7670                 i_size_write(inode, start + len);
7671 out:
7672         if (ret && space_reserved) {
7673                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7674                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7675         }
7676         return ret;
7677 }
7678
7679 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7680                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7681                 struct iomap *srcmap)
7682 {
7683         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7684         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7685         struct extent_map *em;
7686         struct extent_state *cached_state = NULL;
7687         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7688         u64 lockstart, lockend;
7689         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7690         int ret = 0;
7691         u64 len = length;
7692         const u64 data_alloc_len = length;
7693         bool unlock_extents = false;
7694
7695         /*
7696          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7697          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7698          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7699          *
7700          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7701          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7702          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7703          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7704          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7705          */
7706         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7707                 return -EAGAIN;
7708
7709         /*
7710          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7711          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7712          */
7713         if (!write)
7714                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7715
7716         lockstart = start;
7717         lockend = start + len - 1;
7718
7719         /*
7720          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7721          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7722          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7723          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7724          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7725          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7726          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7727          *
7728          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7729          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7730          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7731          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7732          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7733          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7734          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7735          * the file range yet.
7736          */
7737         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7738                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7739                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7740                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7741                                                           lockstart, lockend))
7742                                 return -EAGAIN;
7743                 } else {
7744                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7745                                                        start + length - 1);
7746                         if (ret)
7747                                 return ret;
7748                 }
7749         }
7750
7751         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7752
7753         /*
7754          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7755          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7756          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7757          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7758          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7759          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7760          * NOCOW write.
7761          */
7762         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7763                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7764                                                   &dio_data->data_reserved,
7765                                                   start, data_alloc_len);
7766                 if (!ret)
7767                         dio_data->data_space_reserved = true;
7768                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7769                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7770                         goto err;
7771         }
7772
7773         /*
7774          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7775          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7776          * NOWAIT read/write and we need to block.
7777          */
7778         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7779         if (ret < 0)
7780                 goto err;
7781
7782         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7783         if (IS_ERR(em)) {
7784                 ret = PTR_ERR(em);
7785                 goto unlock_err;
7786         }
7787
7788         /*
7789          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7790          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7791          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7792          * buffered path.
7793          *
7794          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7795          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7796          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7797          *
7798          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7799          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7800          * the generic code.
7801          */
7802         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7803             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7804                 free_extent_map(em);
7805                 /*
7806                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7807                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7808                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7809                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7810                  * space - this happens if we were able to read some data from
7811                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7812                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7813                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7814                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7815                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7816                  */
7817                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7818                 goto unlock_err;
7819         }
7820
7821         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7822
7823         /*
7824          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7825          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7826          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7827          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7828          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7829          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7830          *
7831          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7832          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7833          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7834          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7835          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7836          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7837          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7838          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7839          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7840          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7841          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7842          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7843          */
7844         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7845                 free_extent_map(em);
7846                 ret = -EAGAIN;
7847                 goto unlock_err;
7848         }
7849
7850         if (write) {
7851                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7852                                                     start, len, flags);
7853                 if (ret < 0)
7854                         goto unlock_err;
7855                 unlock_extents = true;
7856                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7857                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7858                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7859                         u64 release_offset;
7860                         u64 release_len = 0;
7861
7862                         if (dio_data->nocow_done) {
7863                                 release_offset = start;
7864                                 release_len = data_alloc_len;
7865                         } else if (len < data_alloc_len) {
7866                                 release_offset = start + len;
7867                                 release_len = data_alloc_len - len;
7868                         }
7869
7870                         if (release_len > 0)
7871                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7872                                                                dio_data->data_reserved,
7873                                                                release_offset,
7874                                                                release_len);
7875                 }
7876         } else {
7877                 /*
7878                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7879                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7880                  */
7881                 lockstart = start + len;
7882                 if (lockstart < lockend)
7883                         unlock_extents = true;
7884         }
7885
7886         if (unlock_extents)
7887                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
7888                                      lockstart, lockend, &cached_state);
7889         else
7890                 free_extent_state(cached_state);
7891
7892         /*
7893          * Translate extent map information to iomap.
7894          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7895          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7896          */
7897         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7898             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7899                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7900                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7901         } else {
7902                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7903                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7904         }
7905         iomap->offset = start;
7906         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7907         iomap->length = len;
7908
7909         if (write && btrfs_use_zone_append(BTRFS_I(inode), em->block_start))
7910                 iomap->flags |= IOMAP_F_ZONE_APPEND;
7911
7912         free_extent_map(em);
7913
7914         return 0;
7915
7916 unlock_err:
7917         unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7918                              &cached_state);
7919 err:
7920         if (dio_data->data_space_reserved) {
7921                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7922                                                dio_data->data_reserved,
7923                                                start, data_alloc_len);
7924                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7925         }
7926
7927         return ret;
7928 }
7929
7930 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7931                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7932 {
7933         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7934         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7935         size_t submitted = dio_data->submitted;
7936         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7937         int ret = 0;
7938
7939         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7940                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7941                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1);
7942                 return 0;
7943         }
7944
7945         if (submitted < length) {
7946                 pos += submitted;
7947                 length -= submitted;
7948                 if (write)
7949                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), NULL,
7950                                                        pos, length, false);
7951                 else
7952                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7953                                       pos + length - 1);
7954                 ret = -ENOTBLK;
7955         }
7956
7957         if (write)
7958                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7959         return ret;
7960 }
7961
7962 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7963 {
7964         /*
7965          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7966          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7967          */
7968         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7969                 return;
7970
7971         if (btrfs_op(&dip->bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7972                 btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(dip->inode), NULL,
7973                                                dip->file_offset, dip->bytes,
7974                                                !dip->bio.bi_status);
7975         } else {
7976                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7977                               dip->file_offset,
7978                               dip->file_offset + dip->bytes - 1);
7979         }
7980
7981         kfree(dip->csums);
7982         bio_endio(&dip->bio);
7983 }
7984
7985 static void submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
7986                                   int mirror_num,
7987                                   enum btrfs_compression_type compress_type)
7988 {
7989         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7990         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7991
7992         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
7993
7994         refcount_inc(&dip->refs);
7995         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
7996 }
7997
7998 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct btrfs_dio_private *dip,
7999                                              struct btrfs_bio *bbio,
8000                                              const bool uptodate)
8001 {
8002         struct inode *inode = dip->inode;
8003         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
8004         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
8005         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8006         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
8007         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
8008         struct bvec_iter iter;
8009         struct bio_vec bv;
8010         u32 offset;
8011
8012         btrfs_bio_for_each_sector(fs_info, bv, bbio, iter, offset) {
8013                 u64 start = bbio->file_offset + offset;
8014
8015                 if (uptodate &&
8016                     (!csum || !btrfs_check_data_csum(inode, bbio, offset, bv.bv_page,
8017                                                bv.bv_offset))) {
8018                         clean_io_failure(fs_info, failure_tree, io_tree, start,
8019                                          bv.bv_page, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8020                                          bv.bv_offset);
8021                 } else {
8022                         int ret;
8023
8024                         ret = btrfs_repair_one_sector(inode, bbio, offset,
8025                                         bv.bv_page, bv.bv_offset,
8026                                         submit_dio_repair_bio);
8027                         if (ret)
8028                                 err = errno_to_blk_status(ret);
8029                 }
8030         }
8031
8032         return err;
8033 }
8034
8035 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(struct inode *inode,
8036                                                      struct bio *bio,
8037                                                      u64 dio_file_offset)
8038 {
8039         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, dio_file_offset, false);
8040 }
8041
8042 static void btrfs_end_dio_bio(struct bio *bio)
8043 {
8044         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
8045         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
8046         blk_status_t err = bio->bi_status;
8047
8048         if (err)
8049                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
8050                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
8051                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
8052                            bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
8053                            bio->bi_iter.bi_size, err);
8054
8055         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ)
8056                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip, bbio, !err);
8057
8058         if (err)
8059                 dip->bio.bi_status = err;
8060
8061         btrfs_record_physical_zoned(dip->inode, bbio->file_offset, bio);
8062
8063         bio_put(bio);
8064         btrfs_dio_private_put(dip);
8065 }
8066
8067 static void btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio, struct inode *inode,
8068                                  u64 file_offset, int async_submit)
8069 {
8070         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8071         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
8072         blk_status_t ret;
8073
8074         /* Save the original iter for read repair */
8075         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_READ)
8076                 btrfs_bio(bio)->iter = bio->bi_iter;
8077
8078         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
8079                 goto map;
8080
8081         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
8082                 /* Check btrfs_submit_data_write_bio() for async submit rules */
8083                 if (async_submit && !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers) &&
8084                     btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, 0, file_offset,
8085                                         btrfs_submit_bio_start_direct_io))
8086                         return;
8087
8088                 /*
8089                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
8090                  * bio now.
8091                  */
8092                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, false);
8093                 if (ret) {
8094                         bio->bi_status = ret;
8095                         bio_endio(bio);
8096                         return;
8097                 }
8098         } else {
8099                 btrfs_bio(bio)->csum = btrfs_csum_ptr(fs_info, dip->csums,
8100                                                       file_offset - dip->file_offset);
8101         }
8102 map:
8103         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, 0);
8104 }
8105
8106 static void btrfs_submit_direct(const struct iomap_iter *iter,
8107                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
8108 {
8109         struct btrfs_dio_private *dip =
8110                 container_of(dio_bio, struct btrfs_dio_private, bio);
8111         struct inode *inode = iter->inode;
8112         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
8113         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8114         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
8115                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
8116         struct bio *bio;
8117         u64 start_sector;
8118         int async_submit = 0;
8119         u64 submit_len;
8120         u64 clone_offset = 0;
8121         u64 clone_len;
8122         u64 logical;
8123         int ret;
8124         blk_status_t status;
8125         struct btrfs_io_geometry geom;
8126         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
8127         struct extent_map *em = NULL;
8128
8129         dip->inode = inode;
8130         dip->file_offset = file_offset;
8131         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8132         refcount_set(&dip->refs, 1);
8133         dip->csums = NULL;
8134
8135         if (!write && !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
8136                 unsigned int nr_sectors =
8137                         (dio_bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
8138
8139                 /*
8140                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
8141                  * contention when submitting bios.
8142                  */
8143                 status = BLK_STS_RESOURCE;
8144                 dip->csums = kcalloc(nr_sectors, fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
8145                 if (!dip)
8146                         goto out_err;
8147
8148                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, dip->csums);
8149                 if (status != BLK_STS_OK)
8150                         goto out_err;
8151         }
8152
8153         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
8154         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8155
8156         do {
8157                 logical = start_sector << 9;
8158                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, submit_len);
8159                 if (IS_ERR(em)) {
8160                         status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(em));
8161                         em = NULL;
8162                         goto out_err_em;
8163                 }
8164                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(dio_bio),
8165                                             logical, &geom);
8166                 if (ret) {
8167                         status = errno_to_blk_status(ret);
8168                         goto out_err_em;
8169                 }
8170
8171                 clone_len = min(submit_len, geom.len);
8172                 ASSERT(clone_len <= UINT_MAX);
8173
8174                 /*
8175                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
8176                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
8177                  */
8178                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len);
8179                 bio->bi_private = dip;
8180                 bio->bi_end_io = btrfs_end_dio_bio;
8181                 btrfs_bio(bio)->file_offset = file_offset;
8182
8183                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
8184                         status = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio,
8185                                                         file_offset);
8186                         if (status) {
8187                                 bio_put(bio);
8188                                 goto out_err;
8189                         }
8190                 }
8191
8192                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
8193                 submit_len -= clone_len;
8194
8195                 /*
8196                  * Increase the count before we submit the bio so we know
8197                  * the end IO handler won't happen before we increase the
8198                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
8199                  * done setting it up.
8200                  *
8201                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
8202                  * don't need to increment the reference count for the last one.
8203                  */
8204                 if (submit_len > 0) {
8205                         refcount_inc(&dip->refs);
8206                         /*
8207                          * If we are submitting more than one bio, submit them
8208                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
8209                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
8210                          * full stripe writes.
8211                          */
8212                         if (!raid56)
8213                                 async_submit = 1;
8214                 }
8215
8216                 btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset, async_submit);
8217
8218                 dio_data->submitted += clone_len;
8219                 clone_offset += clone_len;
8220                 start_sector += clone_len >> 9;
8221                 file_offset += clone_len;
8222
8223                 free_extent_map(em);
8224         } while (submit_len > 0);
8225         return;
8226
8227 out_err_em:
8228         free_extent_map(em);
8229 out_err:
8230         dio_bio->bi_status = status;
8231         btrfs_dio_private_put(dip);
8232 }
8233
8234 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8235         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8236         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8237 };
8238
8239 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8240         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8241         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
8242 };
8243
8244 ssize_t btrfs_dio_rw(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
8245 {
8246         struct btrfs_dio_data data;
8247
8248         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8249                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
8250 }
8251
8252 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8253                         u64 start, u64 len)
8254 {
8255         int     ret;
8256
8257         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8258         if (ret)
8259                 return ret;
8260
8261         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8262 }
8263
8264 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8265                             struct writeback_control *wbc)
8266 {
8267         return extent_writepages(mapping, wbc);
8268 }
8269
8270 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8271 {
8272         extent_readahead(rac);
8273 }
8274
8275 /*
8276  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
8277  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
8278  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
8279  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
8280  * spinlock.
8281  */
8282 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
8283 {
8284         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
8285         struct btrfs_subpage *subpage;
8286
8287         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
8288                 return;
8289
8290         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
8291         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
8292
8293         /*
8294          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
8295          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
8296          * still holding the subpage spinlock.
8297          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
8298          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
8299          * function to clear page writeback.
8300          *
8301          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
8302          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
8303          */
8304         spin_lock_irq(&subpage->lock);
8305         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
8306 }
8307
8308 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8309 {
8310         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
8311
8312         if (ret == 1) {
8313                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8314                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8315         }
8316         return ret;
8317 }
8318
8319 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8320 {
8321         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
8322                 return false;
8323         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
8324 }
8325
8326 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8327 static int btrfs_migratepage(struct address_space *mapping,
8328                              struct page *newpage, struct page *page,
8329                              enum migrate_mode mode)
8330 {
8331         int ret;
8332
8333         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
8334         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8335                 return ret;
8336
8337         if (page_has_private(page))
8338                 attach_page_private(newpage, detach_page_private(page));
8339
8340         if (PageOrdered(page)) {
8341                 ClearPageOrdered(page);
8342                 SetPageOrdered(newpage);
8343         }
8344
8345         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
8346                 migrate_page_copy(newpage, page);
8347         else
8348                 migrate_page_states(newpage, page);
8349         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8350 }
8351 #endif
8352
8353 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8354                                  size_t length)
8355 {
8356         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
8357         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8358         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8359         struct extent_state *cached_state = NULL;
8360         u64 page_start = folio_pos(folio);
8361         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8362         u64 cur;
8363         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8364
8365         /*
8366          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8367          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8368          *
8369          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8370          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8371          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8372          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8373          * on one folio.
8374          *
8375          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8376          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8377          */
8378         folio_wait_writeback(folio);
8379         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8380
8381         /*
8382          * For subpage case, we have call sites like
8383          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8384          * sectorsize.
8385          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8386          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8387          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8388          *
8389          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8390          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8391          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8392          */
8393         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8394                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8395                 return;
8396         }
8397
8398         if (!inode_evicting)
8399                 lock_extent_bits(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8400
8401         cur = page_start;
8402         while (cur < page_end) {
8403                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8404                 bool delete_states;
8405                 u64 range_end;
8406                 u32 range_len;
8407
8408                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8409                                                            page_end + 1 - cur);
8410                 if (!ordered) {
8411                         range_end = page_end;
8412                         /*
8413                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8414                          * to delete all extent states in the range.
8415                          */
8416                         delete_states = true;
8417                         goto next;
8418                 }
8419                 if (ordered->file_offset > cur) {
8420                         /*
8421                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8422                          * covered by any ordered extent.
8423                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8424                          * the ordered extent in the next iteration.
8425                          */
8426                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8427                         delete_states = true;
8428                         goto next;
8429                 }
8430
8431                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8432                                 page_end);
8433                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8434                 range_len = range_end + 1 - cur;
8435                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8436                         /*
8437                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8438                          * already been executed for the range.
8439                          * We can't delete the extent states as
8440                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8441                          */
8442                         delete_states = false;
8443                         goto next;
8444                 }
8445                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8446
8447                 /*
8448                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8449                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8450                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8451                  *
8452                  * This will also unlock the range for incoming
8453                  * btrfs_finish_ordered_io().
8454                  */
8455                 if (!inode_evicting)
8456                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8457                                          EXTENT_DELALLOC |
8458                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8459                                          EXTENT_DEFRAG, 1, 0, &cached_state);
8460
8461                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8462                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8463                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8464                                              cur - ordered->file_offset);
8465                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8466
8467                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8468                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8469                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8470                         /*
8471                          * The ordered extent has finished, now we're again
8472                          * safe to delete all extent states of the range.
8473                          */
8474                         delete_states = true;
8475                 } else {
8476                         /*
8477                          * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio
8478                          * of other pages, thus we can't delete extent states
8479                          * anymore
8480                          */
8481                         delete_states = false;
8482                 }
8483 next:
8484                 if (ordered)
8485                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8486                 /*
8487                  * Qgroup reserved space handler
8488                  * Sector(s) here will be either:
8489                  *
8490                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8491                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8492                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8493                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8494                  *
8495                  * 2) Not written to disk yet
8496                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8497                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8498                  *    reserved data space.
8499                  *    Since the IO will never happen for this page.
8500                  */
8501                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8502                 if (!inode_evicting) {
8503                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8504                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8505                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1,
8506                                  delete_states, &cached_state);
8507                 }
8508                 cur = range_end + 1;
8509         }
8510         /*
8511          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8512          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8513          * did something wrong.
8514          */
8515         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8516         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8517         if (!inode_evicting)
8518                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8519         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8520 }
8521
8522 /*
8523  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8524  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8525  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8526  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8527  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8528  * support these features.
8529  *
8530  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8531  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8532  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8533  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8534  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8535  * unlock the page.
8536  */
8537 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8538 {
8539         struct page *page = vmf->page;
8540         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8541         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8542         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8543         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8544         struct extent_state *cached_state = NULL;
8545         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8546         unsigned long zero_start;
8547         loff_t size;
8548         vm_fault_t ret;
8549         int ret2;
8550         int reserved = 0;
8551         u64 reserved_space;
8552         u64 page_start;
8553         u64 page_end;
8554         u64 end;
8555
8556         reserved_space = PAGE_SIZE;
8557
8558         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8559         page_start = page_offset(page);
8560         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8561         end = page_end;
8562
8563         /*
8564          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8565          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8566          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8567          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8568          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8569          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8570          */
8571         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8572                                             page_start, reserved_space);
8573         if (!ret2) {
8574                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8575                 reserved = 1;
8576         }
8577         if (ret2) {
8578                 ret = vmf_error(ret2);
8579                 if (reserved)
8580                         goto out;
8581                 goto out_noreserve;
8582         }
8583
8584         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8585 again:
8586         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8587         lock_page(page);
8588         size = i_size_read(inode);
8589
8590         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8591             (page_start >= size)) {
8592                 /* page got truncated out from underneath us */
8593                 goto out_unlock;
8594         }
8595         wait_on_page_writeback(page);
8596
8597         lock_extent_bits(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8598         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8599         if (ret2 < 0) {
8600                 ret = vmf_error(ret2);
8601                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8602                 goto out_unlock;
8603         }
8604
8605         /*
8606          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8607          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8608          */
8609         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8610                         PAGE_SIZE);
8611         if (ordered) {
8612                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8613                                      &cached_state);
8614                 unlock_page(page);
8615                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8616                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8617                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8618                 goto again;
8619         }
8620
8621         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8622                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8623                                           fs_info->sectorsize);
8624                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8625                         end = page_start + reserved_space - 1;
8626                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8627                                         data_reserved, page_start,
8628                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8629                 }
8630         }
8631
8632         /*
8633          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8634          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8635          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8636          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8637          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8638          */
8639         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8640                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8641                           EXTENT_DEFRAG, 0, 0, &cached_state);
8642
8643         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8644                                         &cached_state);
8645         if (ret2) {
8646                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8647                                      &cached_state);
8648                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8649                 goto out_unlock;
8650         }
8651
8652         /* page is wholly or partially inside EOF */
8653         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8654                 zero_start = offset_in_page(size);
8655         else
8656                 zero_start = PAGE_SIZE;
8657
8658         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8659                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8660
8661         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8662         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8663         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8664
8665         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8666
8667         unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8668         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8669
8670         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8671         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8672         extent_changeset_free(data_reserved);
8673         return VM_FAULT_LOCKED;
8674
8675 out_unlock:
8676         unlock_page(page);
8677         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8678 out:
8679         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8680         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8681                                      reserved_space, (ret != 0));
8682 out_noreserve:
8683         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8684         extent_changeset_free(data_reserved);
8685         return ret;
8686 }
8687
8688 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8689 {
8690         struct btrfs_truncate_control control = {
8691                 .inode = BTRFS_I(inode),
8692                 .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8693                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8694                 .clear_extent_range = true,
8695         };
8696         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8697         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8698         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8699         int ret;
8700         struct btrfs_trans_handle *trans;
8701         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8702         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8703
8704         if (!skip_writeback) {
8705                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8706                                                (u64)-1);
8707                 if (ret)
8708                         return ret;
8709         }
8710
8711         /*
8712          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8713          * things going on here:
8714          *
8715          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8716          *
8717          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8718          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8719          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8720          * very much snapshotting).
8721          *
8722          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8723          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8724          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8725          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8726          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8727          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8728          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8729          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8730          * done separately as well.
8731          *
8732          * So that leaves us with
8733          *
8734          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8735          * transaction reservation.
8736          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8737          * updating the inode.
8738          */
8739         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8740         if (!rsv)
8741                 return -ENOMEM;
8742         rsv->size = min_size;
8743         rsv->failfast = true;
8744
8745         /*
8746          * 1 for the truncate slack space
8747          * 1 for updating the inode.
8748          */
8749         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8750         if (IS_ERR(trans)) {
8751                 ret = PTR_ERR(trans);
8752                 goto out;
8753         }
8754
8755         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8756         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8757                                       min_size, false);
8758         BUG_ON(ret);
8759
8760         trans->block_rsv = rsv;
8761
8762         while (1) {
8763                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8764                 const u64 new_size = inode->i_size;
8765                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8766
8767                 control.new_size = new_size;
8768                 lock_extent_bits(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8769                                  &cached_state);
8770                 /*
8771                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8772                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8773                  * block of the extent just the way it is.
8774                  */
8775                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode),
8776                                         ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8777                                         (u64)-1, 0);
8778
8779                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8780
8781                 inode_sub_bytes(inode, control.sub_bytes);
8782                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), control.last_size);
8783
8784                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start,
8785                                      (u64)-1, &cached_state);
8786
8787                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8788                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8789                         break;
8790
8791                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8792                 if (ret)
8793                         break;
8794
8795                 btrfs_end_transaction(trans);
8796                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8797
8798                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8799                 if (IS_ERR(trans)) {
8800                         ret = PTR_ERR(trans);
8801                         trans = NULL;
8802                         break;
8803                 }
8804
8805                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8806                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8807                                               rsv, min_size, false);
8808                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8809                 trans->block_rsv = rsv;
8810         }
8811
8812         /*
8813          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8814          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8815          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8816          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8817          */
8818         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8819                 btrfs_end_transaction(trans);
8820                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8821
8822                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
8823                 if (ret)
8824                         goto out;
8825                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8826                 if (IS_ERR(trans)) {
8827                         ret = PTR_ERR(trans);
8828                         goto out;
8829                 }
8830                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8831         }
8832
8833         if (trans) {
8834                 int ret2;
8835
8836                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8837                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8838                 if (ret2 && !ret)
8839                         ret = ret2;
8840
8841                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8842                 if (ret2 && !ret)
8843                         ret = ret2;
8844                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8845         }
8846 out:
8847         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8848         /*
8849          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8850          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8851          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8852          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8853          * safe.
8854          *
8855          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8856          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8857          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8858          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8859          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8860          * extents beyond i_size to drop.
8861          */
8862         if (control.extents_found > 0)
8863                 btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
8864
8865         return ret;
8866 }
8867
8868 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
8869                                      struct inode *dir)
8870 {
8871         struct inode *inode;
8872
8873         inode = new_inode(dir->i_sb);
8874         if (inode) {
8875                 /*
8876                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8877                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8878                  */
8879                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, NULL,
8880                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8881                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8882                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8883         }
8884         return inode;
8885 }
8886
8887 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8888 {
8889         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8890         struct btrfs_inode *ei;
8891         struct inode *inode;
8892
8893         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8894         if (!ei)
8895                 return NULL;
8896
8897         ei->root = NULL;
8898         ei->generation = 0;
8899         ei->last_trans = 0;
8900         ei->last_sub_trans = 0;
8901         ei->logged_trans = 0;
8902         ei->delalloc_bytes = 0;
8903         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8904         ei->defrag_bytes = 0;
8905         ei->disk_i_size = 0;
8906         ei->flags = 0;
8907         ei->ro_flags = 0;
8908         ei->csum_bytes = 0;
8909         ei->index_cnt = (u64)-1;
8910         ei->dir_index = 0;
8911         ei->last_unlink_trans = 0;
8912         ei->last_reflink_trans = 0;
8913         ei->last_log_commit = 0;
8914
8915         spin_lock_init(&ei->lock);
8916         ei->outstanding_extents = 0;
8917         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8918                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8919                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8920         ei->runtime_flags = 0;
8921         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8922         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8923
8924         ei->delayed_node = NULL;
8925
8926         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8927         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8928
8929         inode = &ei->vfs_inode;
8930         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8931         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
8932         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_failure_tree,
8933                             IO_TREE_INODE_IO_FAILURE, inode);
8934         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8935                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, inode);
8936         ei->io_tree.track_uptodate = true;
8937         ei->io_failure_tree.track_uptodate = true;
8938         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8939         mutex_init(&ei->log_mutex);
8940         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8941         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8942         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8943         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8944         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8945
8946         return inode;
8947 }
8948
8949 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8950 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8951 {
8952         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, 0);
8953         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8954 }
8955 #endif
8956
8957 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8958 {
8959         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8960 }
8961
8962 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8963 {
8964         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8965         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8966         struct btrfs_root *root = inode->root;
8967
8968         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8969         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8970         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8971         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8972         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8973         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8974                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8975                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8976         }
8977         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8978         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8979
8980         /*
8981          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8982          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8983          * created.
8984          */
8985         if (!root)
8986                 return;
8987
8988         while (1) {
8989                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8990                 if (!ordered)
8991                         break;
8992                 else {
8993                         btrfs_err(root->fs_info,
8994                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8995                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8996                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8997                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8998                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8999                 }
9000         }
9001         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
9002         inode_tree_del(inode);
9003         btrfs_drop_extent_cache(inode, 0, (u64)-1, 0);
9004         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
9005         btrfs_put_root(inode->root);
9006 }
9007
9008 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
9009 {
9010         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9011
9012         if (root == NULL)
9013                 return 1;
9014
9015         /* the snap/subvol tree is on deleting */
9016         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
9017                 return 1;
9018         else
9019                 return generic_drop_inode(inode);
9020 }
9021
9022 static void init_once(void *foo)
9023 {
9024         struct btrfs_inode *ei = foo;
9025
9026         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
9027 }
9028
9029 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
9030 {
9031         /*
9032          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
9033          * destroy cache.
9034          */
9035         rcu_barrier();
9036         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
9037         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
9038         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
9039         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
9040         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
9041         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
9042 }
9043
9044 int __init btrfs_init_cachep(void)
9045 {
9046         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
9047                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
9048                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
9049                         init_once);
9050         if (!btrfs_inode_cachep)
9051                 goto fail;
9052
9053         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
9054                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
9055                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9056         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
9057                 goto fail;
9058
9059         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
9060                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
9061                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9062         if (!btrfs_path_cachep)
9063                 goto fail;
9064
9065         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
9066                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
9067                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9068         if (!btrfs_free_space_cachep)
9069                 goto fail;
9070
9071         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
9072                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
9073                                                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9074         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
9075                 goto fail;
9076
9077         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
9078                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bio),
9079                         BIOSET_NEED_BVECS))
9080                 goto fail;
9081
9082         return 0;
9083 fail:
9084         btrfs_destroy_cachep();
9085         return -ENOMEM;
9086 }
9087
9088 static int btrfs_getattr(struct user_namespace *mnt_userns,
9089                          const struct path *path, struct kstat *stat,
9090                          u32 request_mask, unsigned int flags)
9091 {
9092         u64 delalloc_bytes;
9093         u64 inode_bytes;
9094         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
9095         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
9096         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
9097         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
9098
9099         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
9100         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
9101         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
9102         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
9103                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
9104         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
9105                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
9106         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
9107                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
9108         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
9109                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
9110         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
9111                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
9112
9113         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
9114                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
9115                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
9116                                   STATX_ATTR_NODUMP);
9117
9118         generic_fillattr(mnt_userns, inode, stat);
9119         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
9120
9121         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9122         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
9123         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
9124         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9125         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
9126                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
9127         return 0;
9128 }
9129
9130 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
9131                               struct dentry *old_dentry,
9132                               struct inode *new_dir,
9133                               struct dentry *new_dentry)
9134 {
9135         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9136         struct btrfs_trans_handle *trans;
9137         unsigned int trans_num_items;
9138         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9139         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9140         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
9141         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
9142         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
9143         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
9144         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
9145         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9146         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
9147         u64 old_idx = 0;
9148         u64 new_idx = 0;
9149         int ret;
9150         int ret2;
9151         bool need_abort = false;
9152
9153         /*
9154          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
9155          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
9156          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
9157          */
9158         if (root != dest &&
9159             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9160              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9161                 return -EXDEV;
9162
9163         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9164         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9165             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9166                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9167
9168         /*
9169          * For each inode:
9170          * 1 to remove old dir item
9171          * 1 to remove old dir index
9172          * 1 to add new dir item
9173          * 1 to add new dir index
9174          * 1 to update parent inode
9175          *
9176          * If the parents are the same, we only need to account for one
9177          */
9178         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
9179         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9180                 /*
9181                  * 1 to remove old root ref
9182                  * 1 to remove old root backref
9183                  * 1 to add new root ref
9184                  * 1 to add new root backref
9185                  */
9186                 trans_num_items += 4;
9187         } else {
9188                 /*
9189                  * 1 to update inode item
9190                  * 1 to remove old inode ref
9191                  * 1 to add new inode ref
9192                  */
9193                 trans_num_items += 3;
9194         }
9195         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9196                 trans_num_items += 4;
9197         else
9198                 trans_num_items += 3;
9199         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9200         if (IS_ERR(trans)) {
9201                 ret = PTR_ERR(trans);
9202                 goto out_notrans;
9203         }
9204
9205         if (dest != root) {
9206                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9207                 if (ret)
9208                         goto out_fail;
9209         }
9210
9211         /*
9212          * We need to find a free sequence number both in the source and
9213          * in the destination directory for the exchange.
9214          */
9215         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
9216         if (ret)
9217                 goto out_fail;
9218         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
9219         if (ret)
9220                 goto out_fail;
9221
9222         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9223         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
9224
9225         /* Reference for the source. */
9226         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9227                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9228                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9229         } else {
9230                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9231                                              new_dentry->d_name.name,
9232                                              new_dentry->d_name.len,
9233                                              old_ino,
9234                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9235                                              old_idx);
9236                 if (ret)
9237                         goto out_fail;
9238                 need_abort = true;
9239         }
9240
9241         /* And now for the dest. */
9242         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9243                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9244                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9245         } else {
9246                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
9247                                              old_dentry->d_name.name,
9248                                              old_dentry->d_name.len,
9249                                              new_ino,
9250                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
9251                                              new_idx);
9252                 if (ret) {
9253                         if (need_abort)
9254                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9255                         goto out_fail;
9256                 }
9257         }
9258
9259         /* Update inode version and ctime/mtime. */
9260         inode_inc_iversion(old_dir);
9261         inode_inc_iversion(new_dir);
9262         inode_inc_iversion(old_inode);
9263         inode_inc_iversion(new_inode);
9264         old_dir->i_mtime = ctime;
9265         old_dir->i_ctime = ctime;
9266         new_dir->i_mtime = ctime;
9267         new_dir->i_ctime = ctime;
9268         old_inode->i_ctime = ctime;
9269         new_inode->i_ctime = ctime;
9270
9271         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
9272                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9273                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9274                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
9275                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
9276         }
9277
9278         /* src is a subvolume */
9279         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9280                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9281         } else { /* src is an inode */
9282                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9283                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
9284                                            old_dentry->d_name.name,
9285                                            old_dentry->d_name.len,
9286                                            &old_rename_ctx);
9287                 if (!ret)
9288                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9289         }
9290         if (ret) {
9291                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9292                 goto out_fail;
9293         }
9294
9295         /* dest is a subvolume */
9296         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9297                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9298         } else { /* dest is an inode */
9299                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9300                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9301                                            new_dentry->d_name.name,
9302                                            new_dentry->d_name.len,
9303                                            &new_rename_ctx);
9304                 if (!ret)
9305                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9306         }
9307         if (ret) {
9308                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9309                 goto out_fail;
9310         }
9311
9312         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9313                              new_dentry->d_name.name,
9314                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9315         if (ret) {
9316                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9317                 goto out_fail;
9318         }
9319
9320         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9321                              old_dentry->d_name.name,
9322                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9323         if (ret) {
9324                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9325                 goto out_fail;
9326         }
9327
9328         if (old_inode->i_nlink == 1)
9329                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9330         if (new_inode->i_nlink == 1)
9331                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9332
9333         /*
9334          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9335          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9336          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9337          * are part of this rename operation were logged before.
9338          */
9339         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9340                 btrfs_pin_log_trans(root);
9341         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9342                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9343
9344         /* Do the log updates for all inodes. */
9345         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9346                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9347                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9348         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9349                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9350                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9351
9352         /* Now unpin the logs. */
9353         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9354                 btrfs_end_log_trans(root);
9355         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9356                 btrfs_end_log_trans(dest);
9357 out_fail:
9358         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9359         ret = ret ? ret : ret2;
9360 out_notrans:
9361         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9362             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9363                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9364
9365         return ret;
9366 }
9367
9368 static struct inode *new_whiteout_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
9369                                         struct inode *dir)
9370 {
9371         struct inode *inode;
9372
9373         inode = new_inode(dir->i_sb);
9374         if (inode) {
9375                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir,
9376                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9377                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9378                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9379         }
9380         return inode;
9381 }
9382
9383 static int btrfs_rename(struct user_namespace *mnt_userns,
9384                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9385                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9386                         unsigned int flags)
9387 {
9388         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9389         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9390                 .dir = old_dir,
9391                 .dentry = old_dentry,
9392         };
9393         struct btrfs_trans_handle *trans;
9394         unsigned int trans_num_items;
9395         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9396         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9397         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9398         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9399         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9400         u64 index = 0;
9401         int ret;
9402         int ret2;
9403         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9404
9405         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9406                 return -EPERM;
9407
9408         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9409         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9410                 return -EXDEV;
9411
9412         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9413             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9414                 return -ENOTEMPTY;
9415
9416         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9417             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9418                 return -ENOTEMPTY;
9419
9420
9421         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9422         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9423                              new_dentry->d_name.name,
9424                              new_dentry->d_name.len);
9425
9426         if (ret) {
9427                 if (ret == -EEXIST) {
9428                         /* we shouldn't get
9429                          * eexist without a new_inode */
9430                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9431                                 return ret;
9432                         }
9433                 } else {
9434                         /* maybe -EOVERFLOW */
9435                         return ret;
9436                 }
9437         }
9438         ret = 0;
9439
9440         /*
9441          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9442          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9443          */
9444         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9445                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9446
9447         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9448                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(mnt_userns, old_dir);
9449                 if (!whiteout_args.inode)
9450                         return -ENOMEM;
9451                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9452                 if (ret)
9453                         goto out_whiteout_inode;
9454         } else {
9455                 /* 1 to update the old parent inode. */
9456                 trans_num_items = 1;
9457         }
9458
9459         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9460                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9461                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9462                 /*
9463                  * 1 to remove old root ref
9464                  * 1 to remove old root backref
9465                  * 1 to add new root ref
9466                  * 1 to add new root backref
9467                  */
9468                 trans_num_items += 4;
9469         } else {
9470                 /*
9471                  * 1 to update inode
9472                  * 1 to remove old inode ref
9473                  * 1 to add new inode ref
9474                  */
9475                 trans_num_items += 3;
9476         }
9477         /*
9478          * 1 to remove old dir item
9479          * 1 to remove old dir index
9480          * 1 to add new dir item
9481          * 1 to add new dir index
9482          */
9483         trans_num_items += 4;
9484         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9485         if (new_dir != old_dir)
9486                 trans_num_items++;
9487         if (new_inode) {
9488                 /*
9489                  * 1 to update inode
9490                  * 1 to remove inode ref
9491                  * 1 to remove dir item
9492                  * 1 to remove dir index
9493                  * 1 to possibly add orphan item
9494                  */
9495                 trans_num_items += 5;
9496         }
9497         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9498         if (IS_ERR(trans)) {
9499                 ret = PTR_ERR(trans);
9500                 goto out_notrans;
9501         }
9502
9503         if (dest != root) {
9504                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9505                 if (ret)
9506                         goto out_fail;
9507         }
9508
9509         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9510         if (ret)
9511                 goto out_fail;
9512
9513         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9514         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9515                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9516                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9517         } else {
9518                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9519                                              new_dentry->d_name.name,
9520                                              new_dentry->d_name.len,
9521                                              old_ino,
9522                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9523                 if (ret)
9524                         goto out_fail;
9525         }
9526
9527         inode_inc_iversion(old_dir);
9528         inode_inc_iversion(new_dir);
9529         inode_inc_iversion(old_inode);
9530         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9531         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9532         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9533         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9534         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9535
9536         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9537                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9538                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9539
9540         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9541                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9542         } else {
9543                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9544                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9545                                         old_dentry->d_name.name,
9546                                         old_dentry->d_name.len,
9547                                         &rename_ctx);
9548                 if (!ret)
9549                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9550         }
9551         if (ret) {
9552                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9553                 goto out_fail;
9554         }
9555
9556         if (new_inode) {
9557                 inode_inc_iversion(new_inode);
9558                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9559                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9560                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9561                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9562                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9563                 } else {
9564                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9565                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9566                                                  new_dentry->d_name.name,
9567                                                  new_dentry->d_name.len);
9568                 }
9569                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9570                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9571                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9572                 if (ret) {
9573                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9574                         goto out_fail;
9575                 }
9576         }
9577
9578         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9579                              new_dentry->d_name.name,
9580                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9581         if (ret) {
9582                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9583                 goto out_fail;
9584         }
9585
9586         if (old_inode->i_nlink == 1)
9587                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9588
9589         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9590                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9591                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9592
9593         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9594                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9595                 if (ret) {
9596                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9597                         goto out_fail;
9598                 } else {
9599                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9600                         iput(whiteout_args.inode);
9601                         whiteout_args.inode = NULL;
9602                 }
9603         }
9604 out_fail:
9605         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9606         ret = ret ? ret : ret2;
9607 out_notrans:
9608         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9609                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9610         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9611                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9612 out_whiteout_inode:
9613         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9614                 iput(whiteout_args.inode);
9615         return ret;
9616 }
9617
9618 static int btrfs_rename2(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *old_dir,
9619                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9620                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9621 {
9622         int ret;
9623
9624         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9625                 return -EINVAL;
9626
9627         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9628                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9629                                             new_dentry);
9630         else
9631                 ret = btrfs_rename(mnt_userns, old_dir, old_dentry, new_dir,
9632                                    new_dentry, flags);
9633
9634         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9635
9636         return ret;
9637 }
9638
9639 struct btrfs_delalloc_work {
9640         struct inode *inode;
9641         struct completion completion;
9642         struct list_head list;
9643         struct btrfs_work work;
9644 };
9645
9646 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9647 {
9648         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9649         struct inode *inode;
9650
9651         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9652                                      work);
9653         inode = delalloc_work->inode;
9654         filemap_flush(inode->i_mapping);
9655         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9656                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9657                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9658
9659         iput(inode);
9660         complete(&delalloc_work->completion);
9661 }
9662
9663 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9664 {
9665         struct btrfs_delalloc_work *work;
9666
9667         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9668         if (!work)
9669                 return NULL;
9670
9671         init_completion(&work->completion);
9672         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9673         work->inode = inode;
9674         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9675
9676         return work;
9677 }
9678
9679 /*
9680  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9681  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9682  */
9683 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9684                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9685                                  bool in_reclaim_context)
9686 {
9687         struct btrfs_inode *binode;
9688         struct inode *inode;
9689         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9690         struct list_head works;
9691         struct list_head splice;
9692         int ret = 0;
9693         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9694
9695         INIT_LIST_HEAD(&works);
9696         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9697
9698         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9699         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9700         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9701         while (!list_empty(&splice)) {
9702                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9703                                     delalloc_inodes);
9704
9705                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9706                                &root->delalloc_inodes);
9707
9708                 if (in_reclaim_context &&
9709                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9710                         continue;
9711
9712                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9713                 if (!inode) {
9714                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9715                         continue;
9716                 }
9717                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9718
9719                 if (snapshot)
9720                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9721                                 &binode->runtime_flags);
9722                 if (full_flush) {
9723                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9724                         if (!work) {
9725                                 iput(inode);
9726                                 ret = -ENOMEM;
9727                                 goto out;
9728                         }
9729                         list_add_tail(&work->list, &works);
9730                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9731                                          &work->work);
9732                 } else {
9733                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9734                         btrfs_add_delayed_iput(inode);
9735                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9736                                 goto out;
9737                 }
9738                 cond_resched();
9739                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9740         }
9741         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9742
9743 out:
9744         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9745                 list_del_init(&work->list);
9746                 wait_for_completion(&work->completion);
9747                 kfree(work);
9748         }
9749
9750         if (!list_empty(&splice)) {
9751                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9752                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9753                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9754         }
9755         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9756         return ret;
9757 }
9758
9759 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9760 {
9761         struct writeback_control wbc = {
9762                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9763                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9764                 .range_start = 0,
9765                 .range_end = LLONG_MAX,
9766         };
9767         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9768
9769         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9770                 return -EROFS;
9771
9772         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9773 }
9774
9775 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9776                                bool in_reclaim_context)
9777 {
9778         struct writeback_control wbc = {
9779                 .nr_to_write = nr,
9780                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9781                 .range_start = 0,
9782                 .range_end = LLONG_MAX,
9783         };
9784         struct btrfs_root *root;
9785         struct list_head splice;
9786         int ret;
9787
9788         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9789                 return -EROFS;
9790
9791         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9792
9793         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9794         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9795         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9796         while (!list_empty(&splice)) {
9797                 /*
9798                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9799                  * flush.
9800                  */
9801                 if (nr == LONG_MAX)
9802                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9803
9804                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9805                                         delalloc_root);
9806                 root = btrfs_grab_root(root);
9807                 BUG_ON(!root);
9808                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9809                                &fs_info->delalloc_roots);
9810                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9811
9812                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9813                 btrfs_put_root(root);
9814                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9815                         goto out;
9816                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9817         }
9818         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9819
9820         ret = 0;
9821 out:
9822         if (!list_empty(&splice)) {
9823                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9824                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9825                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9826         }
9827         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9828         return ret;
9829 }
9830
9831 static int btrfs_symlink(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
9832                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9833 {
9834         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9835         struct btrfs_trans_handle *trans;
9836         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9837         struct btrfs_path *path;
9838         struct btrfs_key key;
9839         struct inode *inode;
9840         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9841                 .dir = dir,
9842                 .dentry = dentry,
9843         };
9844         unsigned int trans_num_items;
9845         int err;
9846         int name_len;
9847         int datasize;
9848         unsigned long ptr;
9849         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9850         struct extent_buffer *leaf;
9851
9852         name_len = strlen(symname);
9853         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9854                 return -ENAMETOOLONG;
9855
9856         inode = new_inode(dir->i_sb);
9857         if (!inode)
9858                 return -ENOMEM;
9859         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9860         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9861         inode_nohighmem(inode);
9862         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9863         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9864         inode_set_bytes(inode, name_len);
9865
9866         new_inode_args.inode = inode;
9867         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9868         if (err)
9869                 goto out_inode;
9870         /* 1 additional item for the inline extent */
9871         trans_num_items++;
9872
9873         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9874         if (IS_ERR(trans)) {
9875                 err = PTR_ERR(trans);
9876                 goto out_new_inode_args;
9877         }
9878
9879         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9880         if (err)
9881                 goto out;
9882
9883         path = btrfs_alloc_path();
9884         if (!path) {
9885                 err = -ENOMEM;
9886                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9887                 discard_new_inode(inode);
9888                 inode = NULL;
9889                 goto out;
9890         }
9891         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9892         key.offset = 0;
9893         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9894         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9895         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9896                                       datasize);
9897         if (err) {
9898                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9899                 btrfs_free_path(path);
9900                 discard_new_inode(inode);
9901                 inode = NULL;
9902                 goto out;
9903         }
9904         leaf = path->nodes[0];
9905         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9906                             struct btrfs_file_extent_item);
9907         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9908         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9909                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9910         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9911         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9912         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9913         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9914
9915         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9916         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9917         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9918         btrfs_free_path(path);
9919
9920         d_instantiate_new(dentry, inode);
9921         err = 0;
9922 out:
9923         btrfs_end_transaction(trans);
9924         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9925 out_new_inode_args:
9926         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9927 out_inode:
9928         if (err)
9929                 iput(inode);
9930         return err;
9931 }
9932
9933 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9934                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9935                                        struct btrfs_inode *inode,
9936                                        struct btrfs_key *ins,
9937                                        u64 file_offset)
9938 {
9939         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9940         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9941         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9942         struct btrfs_path *path;
9943         u64 start = ins->objectid;
9944         u64 len = ins->offset;
9945         int qgroup_released;
9946         int ret;
9947
9948         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9949
9950         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9951         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9952         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9953         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9954         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9955         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9956         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9957
9958         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9959         if (qgroup_released < 0)
9960                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9961
9962         if (trans) {
9963                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9964                                                   file_offset, &stack_fi,
9965                                                   true, qgroup_released);
9966                 if (ret)
9967                         goto free_qgroup;
9968                 return trans;
9969         }
9970
9971         extent_info.disk_offset = start;
9972         extent_info.disk_len = len;
9973         extent_info.data_offset = 0;
9974         extent_info.data_len = len;
9975         extent_info.file_offset = file_offset;
9976         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9977         extent_info.is_new_extent = true;
9978         extent_info.update_times = true;
9979         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9980         extent_info.insertions = 0;
9981
9982         path = btrfs_alloc_path();
9983         if (!path) {
9984                 ret = -ENOMEM;
9985                 goto free_qgroup;
9986         }
9987
9988         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9989                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9990                                      &trans);
9991         btrfs_free_path(path);
9992         if (ret)
9993                 goto free_qgroup;
9994         return trans;
9995
9996 free_qgroup:
9997         /*
9998          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9999          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
10000          * transaction.
10001          * But if we error out early, we have to free what we have released
10002          * or we leak qgroup data reservation.
10003          */
10004         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
10005                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
10006                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
10007         return ERR_PTR(ret);
10008 }
10009
10010 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
10011                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10012                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
10013                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
10014 {
10015         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
10016         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
10017         struct extent_map *em;
10018         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10019         struct btrfs_key ins;
10020         u64 cur_offset = start;
10021         u64 clear_offset = start;
10022         u64 i_size;
10023         u64 cur_bytes;
10024         u64 last_alloc = (u64)-1;
10025         int ret = 0;
10026         bool own_trans = true;
10027         u64 end = start + num_bytes - 1;
10028
10029         if (trans)
10030                 own_trans = false;
10031         while (num_bytes > 0) {
10032                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
10033                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
10034                 /*
10035                  * If we are severely fragmented we could end up with really
10036                  * small allocations, so if the allocator is returning small
10037                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
10038                  * sized chunks.
10039                  */
10040                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
10041                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
10042                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
10043                 if (ret)
10044                         break;
10045
10046                 /*
10047                  * We've reserved this space, and thus converted it from
10048                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
10049                  * from here on out we will only need to clear our reservation
10050                  * for the remaining unreserved area, so advance our
10051                  * clear_offset by our extent size.
10052                  */
10053                 clear_offset += ins.offset;
10054
10055                 last_alloc = ins.offset;
10056                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
10057                                                     &ins, cur_offset);
10058                 /*
10059                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
10060                  * decrement the number of reservations in the block group.
10061                  * If we did it before, we could race with relocation and have
10062                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
10063                  */
10064                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10065                 if (IS_ERR(trans)) {
10066                         ret = PTR_ERR(trans);
10067                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
10068                                                    ins.offset, 0);
10069                         break;
10070                 }
10071
10072                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10073                                         cur_offset + ins.offset -1, 0);
10074
10075                 em = alloc_extent_map();
10076                 if (!em) {
10077                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
10078                         goto next;
10079                 }
10080
10081                 em->start = cur_offset;
10082                 em->orig_start = cur_offset;
10083                 em->len = ins.offset;
10084                 em->block_start = ins.objectid;
10085                 em->block_len = ins.offset;
10086                 em->orig_block_len = ins.offset;
10087                 em->ram_bytes = ins.offset;
10088                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
10089                 em->generation = trans->transid;
10090
10091                 while (1) {
10092                         write_lock(&em_tree->lock);
10093                         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
10094                         write_unlock(&em_tree->lock);
10095                         if (ret != -EEXIST)
10096                                 break;
10097                         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10098                                                 cur_offset + ins.offset - 1,
10099                                                 0);
10100                 }
10101                 free_extent_map(em);
10102 next:
10103                 num_bytes -= ins.offset;
10104                 cur_offset += ins.offset;
10105                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
10106
10107                 inode_inc_iversion(inode);
10108                 inode->i_ctime = current_time(inode);
10109                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
10110                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
10111                     (actual_len > inode->i_size) &&
10112                     (cur_offset > inode->i_size)) {
10113                         if (cur_offset > actual_len)
10114                                 i_size = actual_len;
10115                         else
10116                                 i_size = cur_offset;
10117                         i_size_write(inode, i_size);
10118                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
10119                 }
10120
10121                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
10122
10123                 if (ret) {
10124                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
10125                         if (own_trans)
10126                                 btrfs_end_transaction(trans);
10127                         break;
10128                 }
10129
10130                 if (own_trans) {
10131                         btrfs_end_transaction(trans);
10132                         trans = NULL;
10133                 }
10134         }
10135         if (clear_offset < end)
10136                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
10137                         end - clear_offset + 1);
10138         return ret;
10139 }
10140
10141 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
10142                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10143                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10144 {
10145         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10146                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
10147                                            NULL);
10148 }
10149
10150 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
10151                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
10152                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10153                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10154 {
10155         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10156                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
10157 }
10158
10159 static int btrfs_permission(struct user_namespace *mnt_userns,
10160                             struct inode *inode, int mask)
10161 {
10162         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10163         umode_t mode = inode->i_mode;
10164
10165         if (mask & MAY_WRITE &&
10166             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
10167                 if (btrfs_root_readonly(root))
10168                         return -EROFS;
10169                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
10170                         return -EACCES;
10171         }
10172         return generic_permission(mnt_userns, inode, mask);
10173 }
10174
10175 static int btrfs_tmpfile(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
10176                          struct dentry *dentry, umode_t mode)
10177 {
10178         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
10179         struct btrfs_trans_handle *trans;
10180         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
10181         struct inode *inode;
10182         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
10183                 .dir = dir,
10184                 .dentry = dentry,
10185                 .orphan = true,
10186         };
10187         unsigned int trans_num_items;
10188         int ret;
10189
10190         inode = new_inode(dir->i_sb);
10191         if (!inode)
10192                 return -ENOMEM;
10193         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
10194         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
10195         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
10196         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
10197
10198         new_inode_args.inode = inode;
10199         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
10200         if (ret)
10201                 goto out_inode;
10202
10203         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
10204         if (IS_ERR(trans)) {
10205                 ret = PTR_ERR(trans);
10206                 goto out_new_inode_args;
10207         }
10208
10209         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
10210
10211         /*
10212          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
10213          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
10214          * 0, through:
10215          *
10216          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
10217          */
10218         set_nlink(inode, 1);
10219
10220         if (!ret) {
10221                 d_tmpfile(dentry, inode);
10222                 unlock_new_inode(inode);
10223                 mark_inode_dirty(inode);
10224         }
10225
10226         btrfs_end_transaction(trans);
10227         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10228 out_new_inode_args:
10229         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
10230 out_inode:
10231         if (ret)
10232                 iput(inode);
10233         return ret;
10234 }
10235
10236 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10237 {
10238         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10239         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
10240         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
10241         struct page *page;
10242         u32 len;
10243
10244         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
10245         len = end + 1 - start;
10246         while (index <= end_index) {
10247                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
10248                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
10249
10250                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
10251                 put_page(page);
10252                 index++;
10253         }
10254 }
10255
10256 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
10257                                              int compress_type)
10258 {
10259         switch (compress_type) {
10260         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
10261                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
10262         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
10263                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
10264         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
10265                 /*
10266                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
10267                  * sector size that we support.
10268                  */
10269                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
10270                         return -EINVAL;
10271                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
10272                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
10273         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
10274                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
10275         default:
10276                 return -EUCLEAN;
10277         }
10278 }
10279
10280 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
10281                                 struct kiocb *iocb,
10282                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
10283                                 u64 lockend,
10284                                 struct extent_state **cached_state,
10285                                 u64 extent_start, size_t count,
10286                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
10287                                 bool *unlocked)
10288 {
10289         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10290         struct btrfs_root *root = inode->root;
10291         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10292         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10293         struct btrfs_path *path;
10294         struct extent_buffer *leaf;
10295         struct btrfs_file_extent_item *item;
10296         u64 ram_bytes;
10297         unsigned long ptr;
10298         void *tmp;
10299         ssize_t ret;
10300
10301         path = btrfs_alloc_path();
10302         if (!path) {
10303                 ret = -ENOMEM;
10304                 goto out;
10305         }
10306         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
10307                                        extent_start, 0);
10308         if (ret) {
10309                 if (ret > 0) {
10310                         /* The extent item disappeared? */
10311                         ret = -EIO;
10312                 }
10313                 goto out;
10314         }
10315         leaf = path->nodes[0];
10316         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
10317
10318         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
10319         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
10320
10321         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
10322                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10323         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10324                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
10325         if (ret < 0)
10326                 goto out;
10327         encoded->compression = ret;
10328         if (encoded->compression) {
10329                 size_t inline_size;
10330
10331                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
10332                                                                 path->slots[0]);
10333                 if (inline_size > count) {
10334                         ret = -ENOBUFS;
10335                         goto out;
10336                 }
10337                 count = inline_size;
10338                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
10339                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
10340         } else {
10341                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10342                 encoded->len = count;
10343                 encoded->unencoded_len = count;
10344                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10345         }
10346
10347         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10348         if (!tmp) {
10349                 ret = -ENOMEM;
10350                 goto out;
10351         }
10352         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10353         btrfs_release_path(path);
10354         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10355         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10356         *unlocked = true;
10357
10358         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10359         if (ret != count)
10360                 ret = -EFAULT;
10361         kfree(tmp);
10362 out:
10363         btrfs_free_path(path);
10364         return ret;
10365 }
10366
10367 struct btrfs_encoded_read_private {
10368         struct btrfs_inode *inode;
10369         u64 file_offset;
10370         wait_queue_head_t wait;
10371         atomic_t pending;
10372         blk_status_t status;
10373         bool skip_csum;
10374 };
10375
10376 static blk_status_t submit_encoded_read_bio(struct btrfs_inode *inode,
10377                                             struct bio *bio, int mirror_num)
10378 {
10379         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10380         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10381         blk_status_t ret;
10382
10383         if (!priv->skip_csum) {
10384                 ret = btrfs_lookup_bio_sums(&inode->vfs_inode, bio, NULL);
10385                 if (ret)
10386                         return ret;
10387         }
10388
10389         atomic_inc(&priv->pending);
10390         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
10391         return BLK_STS_OK;
10392 }
10393
10394 static blk_status_t btrfs_encoded_read_verify_csum(struct btrfs_bio *bbio)
10395 {
10396         const bool uptodate = (bbio->bio.bi_status == BLK_STS_OK);
10397         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->bio.bi_private;
10398         struct btrfs_inode *inode = priv->inode;
10399         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10400         u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
10401         struct bio_vec *bvec;
10402         struct bvec_iter_all iter_all;
10403         u32 bio_offset = 0;
10404
10405         if (priv->skip_csum || !uptodate)
10406                 return bbio->bio.bi_status;
10407
10408         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
10409                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
10410
10411                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec->bv_len);
10412                 pgoff = bvec->bv_offset;
10413                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
10414                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
10415                         if (btrfs_check_data_csum(&inode->vfs_inode, bbio, bio_offset,
10416                                             bvec->bv_page, pgoff))
10417                                 return BLK_STS_IOERR;
10418                         bio_offset += sectorsize;
10419                         pgoff += sectorsize;
10420                 }
10421         }
10422         return BLK_STS_OK;
10423 }
10424
10425 static void btrfs_encoded_read_endio(struct bio *bio)
10426 {
10427         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10428         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
10429         blk_status_t status;
10430
10431         status = btrfs_encoded_read_verify_csum(bbio);
10432         if (status) {
10433                 /*
10434                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10435                  * pairs with the memory barrier implied by the
10436                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10437                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10438                  * write is observed before the load of status in
10439                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10440                  */
10441                 WRITE_ONCE(priv->status, status);
10442         }
10443         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10444                 wake_up(&priv->wait);
10445         btrfs_bio_free_csum(bbio);
10446         bio_put(bio);
10447 }
10448
10449 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10450                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
10451                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
10452 {
10453         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10454         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10455                 .inode = inode,
10456                 .file_offset = file_offset,
10457                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10458                 .skip_csum = (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM),
10459         };
10460         unsigned long i = 0;
10461         u64 cur = 0;
10462         int ret;
10463
10464         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10465         /*
10466          * Submit bios for the extent, splitting due to bio or stripe limits as
10467          * necessary.
10468          */
10469         while (cur < disk_io_size) {
10470                 struct extent_map *em;
10471                 struct btrfs_io_geometry geom;
10472                 struct bio *bio = NULL;
10473                 u64 remaining;
10474
10475                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, disk_bytenr + cur,
10476                                          disk_io_size - cur);
10477                 if (IS_ERR(em)) {
10478                         ret = PTR_ERR(em);
10479                 } else {
10480                         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, BTRFS_MAP_READ,
10481                                                     disk_bytenr + cur, &geom);
10482                         free_extent_map(em);
10483                 }
10484                 if (ret) {
10485                         WRITE_ONCE(priv.status, errno_to_blk_status(ret));
10486                         break;
10487                 }
10488                 remaining = min(geom.len, disk_io_size - cur);
10489                 while (bio || remaining) {
10490                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
10491
10492                         if (!bio) {
10493                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS);
10494                                 bio->bi_iter.bi_sector =
10495                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
10496                                 bio->bi_end_io = btrfs_encoded_read_endio;
10497                                 bio->bi_private = &priv;
10498                                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
10499                         }
10500
10501                         if (!bytes ||
10502                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10503                                 blk_status_t status;
10504
10505                                 status = submit_encoded_read_bio(inode, bio, 0);
10506                                 if (status) {
10507                                         WRITE_ONCE(priv.status, status);
10508                                         bio_put(bio);
10509                                         goto out;
10510                                 }
10511                                 bio = NULL;
10512                                 continue;
10513                         }
10514
10515                         i++;
10516                         cur += bytes;
10517                         remaining -= bytes;
10518                 }
10519         }
10520
10521 out:
10522         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10523                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10524         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10525         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10526 }
10527
10528 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10529                                           struct iov_iter *iter,
10530                                           u64 start, u64 lockend,
10531                                           struct extent_state **cached_state,
10532                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10533                                           size_t count, bool compressed,
10534                                           bool *unlocked)
10535 {
10536         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10537         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10538         struct page **pages;
10539         unsigned long nr_pages, i;
10540         u64 cur;
10541         size_t page_offset;
10542         ssize_t ret;
10543
10544         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10545         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10546         if (!pages)
10547                 return -ENOMEM;
10548         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10549         if (ret) {
10550                 ret = -ENOMEM;
10551                 goto out;
10552                 }
10553
10554         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10555                                                     disk_io_size, pages);
10556         if (ret)
10557                 goto out;
10558
10559         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10560         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10561         *unlocked = true;
10562
10563         if (compressed) {
10564                 i = 0;
10565                 page_offset = 0;
10566         } else {
10567                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10568                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10569         }
10570         cur = 0;
10571         while (cur < count) {
10572                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10573                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10574
10575                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10576                                       iter) != bytes) {
10577                         ret = -EFAULT;
10578                         goto out;
10579                 }
10580                 i++;
10581                 cur += bytes;
10582                 page_offset = 0;
10583         }
10584         ret = count;
10585 out:
10586         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10587                 if (pages[i])
10588                         __free_page(pages[i]);
10589         }
10590         kfree(pages);
10591         return ret;
10592 }
10593
10594 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10595                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10596 {
10597         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10598         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10599         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10600         ssize_t ret;
10601         size_t count = iov_iter_count(iter);
10602         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10603         struct extent_state *cached_state = NULL;
10604         struct extent_map *em;
10605         bool unlocked = false;
10606
10607         file_accessed(iocb->ki_filp);
10608
10609         btrfs_inode_lock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10610
10611         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10612                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10613                 return 0;
10614         }
10615         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10616         /*
10617          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10618          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10619          */
10620         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10621
10622         for (;;) {
10623                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10624
10625                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10626                                                lockend - start + 1);
10627                 if (ret)
10628                         goto out_unlock_inode;
10629                 lock_extent_bits(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10630                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10631                                                      lockend - start + 1);
10632                 if (!ordered)
10633                         break;
10634                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10635                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10636                 cond_resched();
10637         }
10638
10639         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10640         if (IS_ERR(em)) {
10641                 ret = PTR_ERR(em);
10642                 goto out_unlock_extent;
10643         }
10644
10645         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10646                 u64 extent_start = em->start;
10647
10648                 /*
10649                  * For inline extents we get everything we need out of the
10650                  * extent item.
10651                  */
10652                 free_extent_map(em);
10653                 em = NULL;
10654                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10655                                                 &cached_state, extent_start,
10656                                                 count, encoded, &unlocked);
10657                 goto out;
10658         }
10659
10660         /*
10661          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10662          * that.
10663          */
10664         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10665                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10666         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10667             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10668                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10669                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10670                 encoded->len = count;
10671                 encoded->unencoded_len = count;
10672         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10673                 disk_bytenr = em->block_start;
10674                 /*
10675                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10676                  * compressed extent.
10677                  */
10678                 if (em->block_len > count) {
10679                         ret = -ENOBUFS;
10680                         goto out_em;
10681                 }
10682                 disk_io_size = em->block_len;
10683                 count = em->block_len;
10684                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10685                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10686                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10687                                                              em->compress_type);
10688                 if (ret < 0)
10689                         goto out_em;
10690                 encoded->compression = ret;
10691         } else {
10692                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10693                 if (encoded->len > count)
10694                         encoded->len = count;
10695                 /*
10696                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10697                  * allocations that we'll do.
10698                  */
10699                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10700                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10701                 encoded->len = count;
10702                 encoded->unencoded_len = count;
10703                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10704         }
10705         free_extent_map(em);
10706         em = NULL;
10707
10708         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10709                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10710                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10711                 unlocked = true;
10712                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10713                 if (ret != count)
10714                         ret = -EFAULT;
10715         } else {
10716                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10717                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10718                                                  disk_io_size, count,
10719                                                  encoded->compression,
10720                                                  &unlocked);
10721         }
10722
10723 out:
10724         if (ret >= 0)
10725                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10726 out_em:
10727         free_extent_map(em);
10728 out_unlock_extent:
10729         if (!unlocked)
10730                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10731 out_unlock_inode:
10732         if (!unlocked)
10733                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10734         return ret;
10735 }
10736
10737 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10738                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10739 {
10740         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10741         struct btrfs_root *root = inode->root;
10742         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10743         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10744         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10745         struct extent_state *cached_state = NULL;
10746         int compression;
10747         size_t orig_count;
10748         u64 start, end;
10749         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10750         unsigned long nr_pages, i;
10751         struct page **pages;
10752         struct btrfs_key ins;
10753         bool extent_reserved = false;
10754         struct extent_map *em;
10755         ssize_t ret;
10756
10757         switch (encoded->compression) {
10758         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10759                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10760                 break;
10761         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10762                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10763                 break;
10764         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10765         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10766         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10767         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10768         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10769                 /* The sector size must match for LZO. */
10770                 if (encoded->compression -
10771                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10772                     fs_info->sectorsize_bits)
10773                         return -EINVAL;
10774                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10775                 break;
10776         default:
10777                 return -EINVAL;
10778         }
10779         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10780                 return -EINVAL;
10781
10782         orig_count = iov_iter_count(from);
10783
10784         /* The extent size must be sane. */
10785         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10786             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10787                 return -EINVAL;
10788
10789         /*
10790          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10791          *
10792          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10793          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10794          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10795          * extents.
10796          *
10797          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10798          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10799          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10800          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10801          */
10802         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10803                 return -EINVAL;
10804
10805         /* The extent must start on a sector boundary. */
10806         start = iocb->ki_pos;
10807         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10808                 return -EINVAL;
10809
10810         /*
10811          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10812          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10813          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10814          */
10815         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10816             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10817                 return -EINVAL;
10818
10819         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10820         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10821                 return -EINVAL;
10822
10823         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10824         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10825         end = start + num_bytes - 1;
10826
10827         /*
10828          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10829          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10830          * isn't.
10831          */
10832         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10833         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10834         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10835         if (!pages)
10836                 return -ENOMEM;
10837         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10838                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10839                 char *kaddr;
10840
10841                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10842                 if (!pages[i]) {
10843                         ret = -ENOMEM;
10844                         goto out_pages;
10845                 }
10846                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10847                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10848                         kunmap_local(kaddr);
10849                         ret = -EFAULT;
10850                         goto out_pages;
10851                 }
10852                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10853                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10854                 kunmap_local(kaddr);
10855         }
10856
10857         for (;;) {
10858                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10859
10860                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10861                 if (ret)
10862                         goto out_pages;
10863                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10864                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10865                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10866                 if (ret)
10867                         goto out_pages;
10868                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
10869                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10870                 if (!ordered &&
10871                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10872                         break;
10873                 if (ordered)
10874                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10875                 unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10876                 cond_resched();
10877         }
10878
10879         /*
10880          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10881          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10882          */
10883         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10884         if (ret)
10885                 goto out_unlock;
10886         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10887         if (ret)
10888                 goto out_free_data_space;
10889         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10890                                               false);
10891         if (ret)
10892                 goto out_qgroup_free_data;
10893
10894         /* Try an inline extent first. */
10895         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10896             encoded->unencoded_offset == 0) {
10897                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10898                                             compression, pages, true);
10899                 if (ret <= 0) {
10900                         if (ret == 0)
10901                                 ret = orig_count;
10902                         goto out_delalloc_release;
10903                 }
10904         }
10905
10906         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10907                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10908         if (ret)
10909                 goto out_delalloc_release;
10910         extent_reserved = true;
10911
10912         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10913                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10914                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10915                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10916         if (IS_ERR(em)) {
10917                 ret = PTR_ERR(em);
10918                 goto out_free_reserved;
10919         }
10920         free_extent_map(em);
10921
10922         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10923                                        ins.objectid, ins.offset,
10924                                        encoded->unencoded_offset,
10925                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10926                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10927                                        compression);
10928         if (ret) {
10929                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
10930                 goto out_free_reserved;
10931         }
10932         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10933
10934         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10935                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10936
10937         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10938
10939         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10940
10941         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10942                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10943                                           false)) {
10944                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10945                 ret = -EIO;
10946                 goto out_pages;
10947         }
10948         ret = orig_count;
10949         goto out;
10950
10951 out_free_reserved:
10952         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10953         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10954 out_delalloc_release:
10955         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10956         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10957 out_qgroup_free_data:
10958         if (ret < 0)
10959                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10960 out_free_data_space:
10961         /*
10962          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10963          * bytes_may_use.
10964          */
10965         if (!extent_reserved)
10966                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10967 out_unlock:
10968         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10969 out_pages:
10970         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10971                 if (pages[i])
10972                         __free_page(pages[i]);
10973         }
10974         kvfree(pages);
10975 out:
10976         if (ret >= 0)
10977                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10978         return ret;
10979 }
10980
10981 #ifdef CONFIG_SWAP
10982 /*
10983  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10984  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10985  * negative errno on failure.
10986  */
10987 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10988                                   bool is_block_group)
10989 {
10990         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10991         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10992         struct rb_node **p;
10993         struct rb_node *parent = NULL;
10994
10995         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10996         if (!sp)
10997                 return -ENOMEM;
10998         sp->ptr = ptr;
10999         sp->inode = inode;
11000         sp->is_block_group = is_block_group;
11001         sp->bg_extent_count = 1;
11002
11003         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11004         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
11005         while (*p) {
11006                 parent = *p;
11007                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
11008                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
11009                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
11010                         p = &(*p)->rb_left;
11011                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
11012                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
11013                         p = &(*p)->rb_right;
11014                 } else {
11015                         if (is_block_group)
11016                                 entry->bg_extent_count++;
11017                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11018                         kfree(sp);
11019                         return 1;
11020                 }
11021         }
11022         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
11023         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
11024         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11025         return 0;
11026 }
11027
11028 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
11029 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
11030 {
11031         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
11032         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
11033         struct rb_node *node, *next;
11034
11035         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11036         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
11037         while (node) {
11038                 next = rb_next(node);
11039                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
11040                 if (sp->inode == inode) {
11041                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
11042                         if (sp->is_block_group) {
11043                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
11044                                                            sp->bg_extent_count);
11045                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
11046                         }
11047                         kfree(sp);
11048                 }
11049                 node = next;
11050         }
11051         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11052 }
11053
11054 struct btrfs_swap_info {
11055         u64 start;
11056         u64 block_start;
11057         u64 block_len;
11058         u64 lowest_ppage;
11059         u64 highest_ppage;
11060         unsigned long nr_pages;
11061         int nr_extents;
11062 };
11063
11064 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
11065                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
11066 {
11067         unsigned long nr_pages;
11068         unsigned long max_pages;
11069         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
11070         int ret;
11071
11072         /*
11073          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
11074          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
11075          * the max size set in the swap header.
11076          */
11077         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
11078                 return 0;
11079
11080         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
11081         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11082         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
11083                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11084
11085         if (first_ppage >= next_ppage)
11086                 return 0;
11087         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
11088         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
11089
11090         first_ppage_reported = first_ppage;
11091         if (bsi->start == 0)
11092                 first_ppage_reported++;
11093         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
11094                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
11095         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
11096                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
11097
11098         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
11099         if (ret < 0)
11100                 return ret;
11101         bsi->nr_extents += ret;
11102         bsi->nr_pages += nr_pages;
11103         return 0;
11104 }
11105
11106 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11107 {
11108         struct inode *inode = file_inode(file);
11109
11110         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
11111         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
11112 }
11113
11114 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11115                                sector_t *span)
11116 {
11117         struct inode *inode = file_inode(file);
11118         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
11119         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
11120         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
11121         struct extent_state *cached_state = NULL;
11122         struct extent_map *em = NULL;
11123         struct btrfs_device *device = NULL;
11124         struct btrfs_swap_info bsi = {
11125                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
11126         };
11127         int ret = 0;
11128         u64 isize;
11129         u64 start;
11130
11131         /*
11132          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
11133          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
11134          * we don't really care.
11135          */
11136         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
11137         if (ret)
11138                 return ret;
11139
11140         /*
11141          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
11142          */
11143         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
11144                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11145                 return -EINVAL;
11146         }
11147         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
11148                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
11149                 return -EINVAL;
11150         }
11151         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
11152                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
11153                 return -EINVAL;
11154         }
11155
11156         /*
11157          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
11158          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
11159          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
11160          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
11161          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
11162          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
11163          * really worth the trouble to allow it.
11164          */
11165         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
11166                 btrfs_warn(fs_info,
11167            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
11168                 return -EBUSY;
11169         }
11170
11171         /*
11172          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
11173          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
11174          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
11175          * completes before the first write into the swap file after it is
11176          * activated, than that write would fallback to COW.
11177          */
11178         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
11179                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11180                 btrfs_warn(fs_info,
11181            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
11182                 return -EINVAL;
11183         }
11184         /*
11185          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
11186          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
11187          * before walking the extents because we don't want a concurrent
11188          * snapshot to run after we've already checked the extents.
11189          *
11190          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
11191          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
11192          * activating the swapfile.
11193          */
11194         spin_lock(&root->root_item_lock);
11195         if (btrfs_root_dead(root)) {
11196                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
11197
11198                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11199                 btrfs_warn(fs_info,
11200                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
11201                         root->root_key.objectid);
11202                 return -EPERM;
11203         }
11204         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
11205         spin_unlock(&root->root_item_lock);
11206
11207         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
11208
11209         lock_extent_bits(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11210         start = 0;
11211         while (start < isize) {
11212                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
11213                 struct btrfs_block_group *bg;
11214                 u64 len = isize - start;
11215
11216                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
11217                 if (IS_ERR(em)) {
11218                         ret = PTR_ERR(em);
11219                         goto out;
11220                 }
11221
11222                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
11223                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
11224                         ret = -EINVAL;
11225                         goto out;
11226                 }
11227                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
11228                         /*
11229                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
11230                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
11231                          * big enough to store more than the swap header, but in
11232                          * case something changes in the future, let's catch it
11233                          * here rather than later.
11234                          */
11235                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
11236                         ret = -EINVAL;
11237                         goto out;
11238                 }
11239                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
11240                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11241                         ret = -EINVAL;
11242                         goto out;
11243                 }
11244
11245                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
11246                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
11247                 free_extent_map(em);
11248                 em = NULL;
11249
11250                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, true);
11251                 if (ret < 0) {
11252                         goto out;
11253                 } else if (ret) {
11254                         ret = 0;
11255                 } else {
11256                         btrfs_warn(fs_info,
11257                                    "swapfile must not be copy-on-write");
11258                         ret = -EINVAL;
11259                         goto out;
11260                 }
11261
11262                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
11263                 if (IS_ERR(em)) {
11264                         ret = PTR_ERR(em);
11265                         goto out;
11266                 }
11267
11268                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
11269                         btrfs_warn(fs_info,
11270                                    "swapfile must have single data profile");
11271                         ret = -EINVAL;
11272                         goto out;
11273                 }
11274
11275                 if (device == NULL) {
11276                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
11277                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
11278                         if (ret == 1)
11279                                 ret = 0;
11280                         else if (ret)
11281                                 goto out;
11282                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
11283                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
11284                         ret = -EINVAL;
11285                         goto out;
11286                 }
11287
11288                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
11289                                         (logical_block_start - em->start));
11290                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
11291                 free_extent_map(em);
11292                 em = NULL;
11293
11294                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
11295                 if (!bg) {
11296                         btrfs_warn(fs_info,
11297                            "could not find block group containing swapfile");
11298                         ret = -EINVAL;
11299                         goto out;
11300                 }
11301
11302                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
11303                         btrfs_warn(fs_info,
11304                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
11305                            bg->start,
11306                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
11307                                        " (scrub running)" : "");
11308                         btrfs_put_block_group(bg);
11309                         ret = -EINVAL;
11310                         goto out;
11311                 }
11312
11313                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
11314                 if (ret) {
11315                         btrfs_put_block_group(bg);
11316                         if (ret == 1)
11317                                 ret = 0;
11318                         else
11319                                 goto out;
11320                 }
11321
11322                 if (bsi.block_len &&
11323                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
11324                         bsi.block_len += len;
11325                 } else {
11326                         if (bsi.block_len) {
11327                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11328                                 if (ret)
11329                                         goto out;
11330                         }
11331                         bsi.start = start;
11332                         bsi.block_start = physical_block_start;
11333                         bsi.block_len = len;
11334                 }
11335
11336                 start += len;
11337         }
11338
11339         if (bsi.block_len)
11340                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11341
11342 out:
11343         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
11344                 free_extent_map(em);
11345
11346         unlock_extent_cached(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11347
11348         if (ret)
11349                 btrfs_swap_deactivate(file);
11350
11351         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
11352
11353         btrfs_exclop_finish(fs_info);
11354
11355         if (ret)
11356                 return ret;
11357
11358         if (device)
11359                 sis->bdev = device->bdev;
11360         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
11361         sis->max = bsi.nr_pages;
11362         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
11363         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
11364         return bsi.nr_extents;
11365 }
11366 #else
11367 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11368 {
11369 }
11370
11371 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11372                                sector_t *span)
11373 {
11374         return -EOPNOTSUPP;
11375 }
11376 #endif
11377
11378 /*
11379  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
11380  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
11381  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
11382  * always get a correct value.
11383  */
11384 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
11385                               const u64 add_bytes,
11386                               const u64 del_bytes)
11387 {
11388         if (add_bytes == del_bytes)
11389                 return;
11390
11391         spin_lock(&inode->lock);
11392         if (del_bytes > 0)
11393                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
11394         if (add_bytes > 0)
11395                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
11396         spin_unlock(&inode->lock);
11397 }
11398
11399 /**
11400  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
11401  *
11402  * @inode:   The target inode.
11403  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
11404  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
11405  *           sector size aligned.
11406  *
11407  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
11408  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
11409  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
11410  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
11411  * the inode's io_tree.
11412  */
11413 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
11414 {
11415         struct btrfs_root *root = inode->root;
11416         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
11417
11418         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
11419                 return;
11420
11421         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
11422         if (ordered) {
11423                 btrfs_err(root->fs_info,
11424 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
11425                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11426                           ordered->file_offset,
11427                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11428                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11429         }
11430
11431         ASSERT(ordered == NULL);
11432 }
11433
11434 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11435         .getattr        = btrfs_getattr,
11436         .lookup         = btrfs_lookup,
11437         .create         = btrfs_create,
11438         .unlink         = btrfs_unlink,
11439         .link           = btrfs_link,
11440         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11441         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11442         .rename         = btrfs_rename2,
11443         .symlink        = btrfs_symlink,
11444         .setattr        = btrfs_setattr,
11445         .mknod          = btrfs_mknod,
11446         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11447         .permission     = btrfs_permission,
11448         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11449         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11450         .update_time    = btrfs_update_time,
11451         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11452         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11453         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11454 };
11455
11456 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11457         .llseek         = generic_file_llseek,
11458         .read           = generic_read_dir,
11459         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11460         .open           = btrfs_opendir,
11461         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11462 #ifdef CONFIG_COMPAT
11463         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11464 #endif
11465         .release        = btrfs_release_file,
11466         .fsync          = btrfs_sync_file,
11467 };
11468
11469 /*
11470  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11471  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11472  * these extents won't change over the life of the file and they
11473  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11474  *
11475  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11476  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11477  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11478  *
11479  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11480  */
11481 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11482         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11483         .writepages     = btrfs_writepages,
11484         .readahead      = btrfs_readahead,
11485         .direct_IO      = noop_direct_IO,
11486         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11487         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11488 #ifdef CONFIG_MIGRATION
11489         .migratepage    = btrfs_migratepage,
11490 #endif
11491         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11492         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
11493         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11494         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11495 };
11496
11497 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11498         .getattr        = btrfs_getattr,
11499         .setattr        = btrfs_setattr,
11500         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11501         .permission     = btrfs_permission,
11502         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11503         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11504         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11505         .update_time    = btrfs_update_time,
11506         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11507         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11508 };
11509 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11510         .getattr        = btrfs_getattr,
11511         .setattr        = btrfs_setattr,
11512         .permission     = btrfs_permission,
11513         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11514         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11515         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11516         .update_time    = btrfs_update_time,
11517 };
11518 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11519         .get_link       = page_get_link,
11520         .getattr        = btrfs_getattr,
11521         .setattr        = btrfs_setattr,
11522         .permission     = btrfs_permission,
11523         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11524         .update_time    = btrfs_update_time,
11525 };
11526
11527 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11528         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11529 };