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