Merge tag 'fs.idmapped.fixes.v6.0-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "volumes.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58
59 struct btrfs_iget_args {
60         u64 ino;
61         struct btrfs_root *root;
62 };
63
64 struct btrfs_dio_data {
65         ssize_t submitted;
66         struct extent_changeset *data_reserved;
67         bool data_space_reserved;
68         bool nocow_done;
69 };
70
71 struct btrfs_dio_private {
72         struct inode *inode;
73
74         /*
75          * Since DIO can use anonymous page, we cannot use page_offset() to
76          * grab the file offset, thus need a dedicated member for file offset.
77          */
78         u64 file_offset;
79         /* Used for bio::bi_size */
80         u32 bytes;
81
82         /*
83          * References to this structure. There is one reference per in-flight
84          * bio plus one while we're still setting up.
85          */
86         refcount_t refs;
87
88         /* Array of checksums */
89         u8 *csums;
90
91         /* This must be last */
92         struct bio bio;
93 };
94
95 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
96
97 struct btrfs_rename_ctx {
98         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
99         u64 index;
100 };
101
102 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
103 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
104 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
105 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
106 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
107 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
108
109 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
110 struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;
111 struct kmem_cache *btrfs_path_cachep;
112 struct kmem_cache *btrfs_free_space_cachep;
113 struct kmem_cache *btrfs_free_space_bitmap_cachep;
114
115 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
116 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback);
117 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
118                                    struct page *locked_page,
119                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
120                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
121                                    u64 *done_offset);
122 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
123                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
124                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
125                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
126                                        int type);
127
128 /*
129  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
130  *
131  * ilock_flags can have the following bit set:
132  *
133  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
134  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
135  *                   return -EAGAIN
136  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
137  */
138 int btrfs_inode_lock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
139 {
140         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
141                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
142                         if (!inode_trylock_shared(inode))
143                                 return -EAGAIN;
144                         else
145                                 return 0;
146                 }
147                 inode_lock_shared(inode);
148         } else {
149                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
150                         if (!inode_trylock(inode))
151                                 return -EAGAIN;
152                         else
153                                 return 0;
154                 }
155                 inode_lock(inode);
156         }
157         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
158                 down_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
159         return 0;
160 }
161
162 /*
163  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
164  *
165  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
166  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
167  */
168 void btrfs_inode_unlock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
169 {
170         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
171                 up_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
172         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
173                 inode_unlock_shared(inode);
174         else
175                 inode_unlock(inode);
176 }
177
178 /*
179  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
180  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
181  *
182  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
183  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
184  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
185  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
186  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
187  */
188 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
189                                                  struct page *locked_page,
190                                                  u64 offset, u64 bytes)
191 {
192         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
193         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
194         u64 page_start, page_end;
195         struct page *page;
196
197         if (locked_page) {
198                 page_start = page_offset(locked_page);
199                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
200         }
201
202         while (index <= end_index) {
203                 /*
204                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
205                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
206                  * end_extent_writepage() function will call
207                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
208                  * run the ordered extent accounting.
209                  *
210                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
211                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
212                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
213                  */
214                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
215                         index++;
216                         continue;
217                 }
218                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
219                 index++;
220                 if (!page)
221                         continue;
222
223                 /*
224                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
225                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
226                  * the ordered extent accounting for the range.
227                  */
228                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
229                                                offset, bytes);
230                 put_page(page);
231         }
232
233         if (locked_page) {
234                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
235                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
236                         return;
237                 /*
238                  * In case this page belongs to the delalloc range being
239                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
240                  * going to be properly cleaned up by the caller of
241                  * run_delalloc_range
242                  */
243                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
244                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
245                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
246                 }
247         }
248
249         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
250 }
251
252 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode);
253
254 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
255                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
256 {
257         int err;
258
259         if (args->default_acl) {
260                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
261                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
262                 if (err)
263                         return err;
264         }
265         if (args->acl) {
266                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
267                 if (err)
268                         return err;
269         }
270         if (!args->default_acl && !args->acl)
271                 cache_no_acl(args->inode);
272         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
273                                          &args->dentry->d_name);
274 }
275
276 /*
277  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
278  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
279  * no overlapping inline items exist in the btree
280  */
281 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
282                                 struct btrfs_path *path,
283                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
284                                 size_t size, size_t compressed_size,
285                                 int compress_type,
286                                 struct page **compressed_pages,
287                                 bool update_i_size)
288 {
289         struct btrfs_root *root = inode->root;
290         struct extent_buffer *leaf;
291         struct page *page = NULL;
292         char *kaddr;
293         unsigned long ptr;
294         struct btrfs_file_extent_item *ei;
295         int ret;
296         size_t cur_size = size;
297         u64 i_size;
298
299         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
300                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
301
302         if (compressed_size && compressed_pages)
303                 cur_size = compressed_size;
304
305         if (!extent_inserted) {
306                 struct btrfs_key key;
307                 size_t datasize;
308
309                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
310                 key.offset = 0;
311                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
312
313                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
314                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
315                                               datasize);
316                 if (ret)
317                         goto fail;
318         }
319         leaf = path->nodes[0];
320         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
321                             struct btrfs_file_extent_item);
322         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
323         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
324         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
325         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
326         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
327         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
328
329         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
330                 struct page *cpage;
331                 int i = 0;
332                 while (compressed_size > 0) {
333                         cpage = compressed_pages[i];
334                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
335                                        PAGE_SIZE);
336
337                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
338                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
339                         kunmap_local(kaddr);
340
341                         i++;
342                         ptr += cur_size;
343                         compressed_size -= cur_size;
344                 }
345                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
346                                                   compress_type);
347         } else {
348                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
349                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
350                 kaddr = kmap_local_page(page);
351                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
352                 kunmap_local(kaddr);
353                 put_page(page);
354         }
355         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
356         btrfs_release_path(path);
357
358         /*
359          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
360          * sake.
361          */
362         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
363                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
364         if (ret)
365                 goto fail;
366
367         /*
368          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
369          * without locking a page we already have locked.
370          *
371          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
372          * Otherwise we could end up racing with unlink.
373          */
374         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
375         if (update_i_size && size > i_size) {
376                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
377                 i_size = size;
378         }
379         inode->disk_i_size = i_size;
380
381 fail:
382         return ret;
383 }
384
385
386 /*
387  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
388  * does the checks required to make sure the data is small enough
389  * to fit as an inline extent.
390  */
391 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
392                                           size_t compressed_size,
393                                           int compress_type,
394                                           struct page **compressed_pages,
395                                           bool update_i_size)
396 {
397         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
398         struct btrfs_root *root = inode->root;
399         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
400         struct btrfs_trans_handle *trans;
401         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
402         int ret;
403         struct btrfs_path *path;
404
405         /*
406          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
407          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
408          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
409          * size.
410          */
411         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
412             size > fs_info->sectorsize ||
413             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
414             data_len > fs_info->max_inline)
415                 return 1;
416
417         path = btrfs_alloc_path();
418         if (!path)
419                 return -ENOMEM;
420
421         trans = btrfs_join_transaction(root);
422         if (IS_ERR(trans)) {
423                 btrfs_free_path(path);
424                 return PTR_ERR(trans);
425         }
426         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
427
428         drop_args.path = path;
429         drop_args.start = 0;
430         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
431         drop_args.drop_cache = true;
432         drop_args.replace_extent = true;
433         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
434         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
435         if (ret) {
436                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
437                 goto out;
438         }
439
440         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
441                                    size, compressed_size, compress_type,
442                                    compressed_pages, update_i_size);
443         if (ret && ret != -ENOSPC) {
444                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
445                 goto out;
446         } else if (ret == -ENOSPC) {
447                 ret = 1;
448                 goto out;
449         }
450
451         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
452         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
453         if (ret && ret != -ENOSPC) {
454                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
455                 goto out;
456         } else if (ret == -ENOSPC) {
457                 ret = 1;
458                 goto out;
459         }
460
461         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
462 out:
463         /*
464          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
465          * it won't count as data extent, free them directly here.
466          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
467          * just free one page here.
468          */
469         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
470         btrfs_free_path(path);
471         btrfs_end_transaction(trans);
472         return ret;
473 }
474
475 struct async_extent {
476         u64 start;
477         u64 ram_size;
478         u64 compressed_size;
479         struct page **pages;
480         unsigned long nr_pages;
481         int compress_type;
482         struct list_head list;
483 };
484
485 struct async_chunk {
486         struct inode *inode;
487         struct page *locked_page;
488         u64 start;
489         u64 end;
490         blk_opf_t write_flags;
491         struct list_head extents;
492         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
493         struct btrfs_work work;
494         struct async_cow *async_cow;
495 };
496
497 struct async_cow {
498         atomic_t num_chunks;
499         struct async_chunk chunks[];
500 };
501
502 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
503                                      u64 start, u64 ram_size,
504                                      u64 compressed_size,
505                                      struct page **pages,
506                                      unsigned long nr_pages,
507                                      int compress_type)
508 {
509         struct async_extent *async_extent;
510
511         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
512         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
513         async_extent->start = start;
514         async_extent->ram_size = ram_size;
515         async_extent->compressed_size = compressed_size;
516         async_extent->pages = pages;
517         async_extent->nr_pages = nr_pages;
518         async_extent->compress_type = compress_type;
519         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
520         return 0;
521 }
522
523 /*
524  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
525  * options, defragmentation, properties or heuristics.
526  */
527 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
528                                       u64 end)
529 {
530         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
531
532         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
533                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
534                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
535                         btrfs_ino(inode));
536                 return 0;
537         }
538         /*
539          * Special check for subpage.
540          *
541          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
542          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
543          *
544          * 0            32K             64K
545          * |    |///////|       |///////|
546          *              \- A            \- B
547          *
548          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
549          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
550          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
551          *
552          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
553          * if the range is fully page aligned.
554          *
555          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
556          * the tailing partial page will be locked until the full compression
557          * finishes, delaying the write of other range.
558          *
559          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
560          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
561          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
562          * will unlock the full page.
563          */
564         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
565                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
566                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
567                         return 0;
568         }
569
570         /* force compress */
571         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
572                 return 1;
573         /* defrag ioctl */
574         if (inode->defrag_compress)
575                 return 1;
576         /* bad compression ratios */
577         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
578                 return 0;
579         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
580             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
581             inode->prop_compress)
582                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
583         return 0;
584 }
585
586 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
587                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
588 {
589         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
590         if (num_bytes < small_write &&
591             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
592                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
593 }
594
595 /*
596  * we create compressed extents in two phases.  The first
597  * phase compresses a range of pages that have already been
598  * locked (both pages and state bits are locked).
599  *
600  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
601  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
602  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
603  * happens in the same order things were put onto the queue by
604  * writepages and friends.
605  *
606  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
607  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
608  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
609  * are written in the same order that the flusher thread sent them
610  * down.
611  */
612 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
613 {
614         struct inode *inode = async_chunk->inode;
615         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
616         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
617         u64 start = async_chunk->start;
618         u64 end = async_chunk->end;
619         u64 actual_end;
620         u64 i_size;
621         int ret = 0;
622         struct page **pages = NULL;
623         unsigned long nr_pages;
624         unsigned long total_compressed = 0;
625         unsigned long total_in = 0;
626         int i;
627         int will_compress;
628         int compress_type = fs_info->compress_type;
629         int compressed_extents = 0;
630         int redirty = 0;
631
632         inode_should_defrag(BTRFS_I(inode), start, end, end - start + 1,
633                         SZ_16K);
634
635         /*
636          * We need to save i_size before now because it could change in between
637          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
638          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
639          * later on.
640          *
641          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
642          * does that for us.
643          */
644         barrier();
645         i_size = i_size_read(inode);
646         barrier();
647         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
648 again:
649         will_compress = 0;
650         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
651         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
652                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
653
654         /*
655          * we don't want to send crud past the end of i_size through
656          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
657          * end of the file is before the start of our current
658          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
659          * cleanup code that can deal with all of this.
660          *
661          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
662          * very uncommon corner.
663          */
664         if (actual_end <= start)
665                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
666
667         total_compressed = actual_end - start;
668
669         /*
670          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
671          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
672          */
673         if (total_compressed <= blocksize &&
674            (start > 0 || end + 1 < BTRFS_I(inode)->disk_i_size))
675                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
676
677         /*
678          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
679          * aligned range.
680          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
681          */
682         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
683                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
684                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
685                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
686         }
687
688         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
689                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
690         total_in = 0;
691         ret = 0;
692
693         /*
694          * we do compression for mount -o compress and when the
695          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
696          * change at any time if we discover bad compression ratios.
697          */
698         if (inode_need_compress(BTRFS_I(inode), start, end)) {
699                 WARN_ON(pages);
700                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
701                 if (!pages) {
702                         /* just bail out to the uncompressed code */
703                         nr_pages = 0;
704                         goto cont;
705                 }
706
707                 if (BTRFS_I(inode)->defrag_compress)
708                         compress_type = BTRFS_I(inode)->defrag_compress;
709                 else if (BTRFS_I(inode)->prop_compress)
710                         compress_type = BTRFS_I(inode)->prop_compress;
711
712                 /*
713                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
714                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
715                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
716                  * we are compressing them.
717                  *
718                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
719                  * dirty again later on.
720                  *
721                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
722                  * has moved, the end is the original one.
723                  */
724                 if (!redirty) {
725                         extent_range_clear_dirty_for_io(inode, start, end);
726                         redirty = 1;
727                 }
728
729                 /* Compression level is applied here and only here */
730                 ret = btrfs_compress_pages(
731                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
732                                            inode->i_mapping, start,
733                                            pages,
734                                            &nr_pages,
735                                            &total_in,
736                                            &total_compressed);
737
738                 if (!ret) {
739                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
740                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
741
742                         /* zero the tail end of the last page, we might be
743                          * sending it down to disk
744                          */
745                         if (offset)
746                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
747                         will_compress = 1;
748                 }
749         }
750 cont:
751         /*
752          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
753          * extent for subpage case.
754          */
755         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
756                 /* lets try to make an inline extent */
757                 if (ret || total_in < actual_end) {
758                         /* we didn't compress the entire range, try
759                          * to make an uncompressed inline extent.
760                          */
761                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
762                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
763                                                     NULL, false);
764                 } else {
765                         /* try making a compressed inline extent */
766                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
767                                                     total_compressed,
768                                                     compress_type, pages,
769                                                     false);
770                 }
771                 if (ret <= 0) {
772                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
773                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
774                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
775                         unsigned long page_error_op;
776
777                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
778
779                         /*
780                          * inline extent creation worked or returned error,
781                          * we don't need to create any more async work items.
782                          * Unlock and free up our temp pages.
783                          *
784                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
785                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
786                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
787                          * range.
788                          */
789                         extent_clear_unlock_delalloc(BTRFS_I(inode), start, end,
790                                                      NULL,
791                                                      clear_flags,
792                                                      PAGE_UNLOCK |
793                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
794                                                      page_error_op |
795                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
796
797                         /*
798                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
799                          * them allocated, as we can still reach here with
800                          * inode_need_compress() == false.
801                          */
802                         if (pages) {
803                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
804                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
805                                         put_page(pages[i]);
806                                 }
807                                 kfree(pages);
808                         }
809                         return 0;
810                 }
811         }
812
813         if (will_compress) {
814                 /*
815                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
816                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
817                  * things
818                  */
819                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
820
821                 /*
822                  * one last check to make sure the compression is really a
823                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
824                  * compression must free at least one sector size
825                  */
826                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
827                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
828                         compressed_extents++;
829
830                         /*
831                          * The async work queues will take care of doing actual
832                          * allocation on disk for these compressed pages, and
833                          * will submit them to the elevator.
834                          */
835                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
836                                         total_compressed, pages, nr_pages,
837                                         compress_type);
838
839                         if (start + total_in < end) {
840                                 start += total_in;
841                                 pages = NULL;
842                                 cond_resched();
843                                 goto again;
844                         }
845                         return compressed_extents;
846                 }
847         }
848         if (pages) {
849                 /*
850                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
851                  * free any pages it allocated and our page pointer array
852                  */
853                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
854                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
855                         put_page(pages[i]);
856                 }
857                 kfree(pages);
858                 pages = NULL;
859                 total_compressed = 0;
860                 nr_pages = 0;
861
862                 /* flag the file so we don't compress in the future */
863                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
864                     !(BTRFS_I(inode)->prop_compress)) {
865                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
866                 }
867         }
868 cleanup_and_bail_uncompressed:
869         /*
870          * No compression, but we still need to write the pages in the file
871          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
872          * to our extent and set things up for the async work queue to run
873          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
874          */
875         if (async_chunk->locked_page &&
876             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
877              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
878                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
879                 /* unlocked later on in the async handlers */
880         }
881
882         if (redirty)
883                 extent_range_redirty_for_io(inode, start, end);
884         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
885                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
886         compressed_extents++;
887
888         return compressed_extents;
889 }
890
891 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
892 {
893         int i;
894
895         if (!async_extent->pages)
896                 return;
897
898         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
899                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
900                 put_page(async_extent->pages[i]);
901         }
902         kfree(async_extent->pages);
903         async_extent->nr_pages = 0;
904         async_extent->pages = NULL;
905 }
906
907 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
908                                      struct async_extent *async_extent,
909                                      struct page *locked_page)
910 {
911         u64 start = async_extent->start;
912         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
913         unsigned long nr_written = 0;
914         int page_started = 0;
915         int ret;
916
917         /*
918          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
919          * won't go to NOCOW or async path again.
920          *
921          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
922          * can directly submit them without interruption.
923          */
924         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
925                              &nr_written, 0, NULL);
926         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
927         if (page_started) {
928                 ret = 0;
929                 goto out;
930         }
931         if (ret < 0) {
932                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
933                 if (locked_page) {
934                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
935                         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
936
937                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, locked_page,
938                                              page_start, PAGE_SIZE);
939                         set_page_writeback(locked_page);
940                         end_page_writeback(locked_page);
941                         end_extent_writepage(locked_page, ret, page_start, page_end);
942                         unlock_page(locked_page);
943                 }
944                 goto out;
945         }
946
947         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
948         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
949 out:
950         kfree(async_extent);
951         return ret;
952 }
953
954 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
955                                    struct async_chunk *async_chunk,
956                                    struct async_extent *async_extent,
957                                    u64 *alloc_hint)
958 {
959         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
960         struct btrfs_root *root = inode->root;
961         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
962         struct btrfs_key ins;
963         struct page *locked_page = NULL;
964         struct extent_map *em;
965         int ret = 0;
966         u64 start = async_extent->start;
967         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
968
969         /*
970          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
971          * handle it.
972          */
973         if (async_chunk->locked_page) {
974                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
975                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
976
977                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
978                         locked_page = async_chunk->locked_page;
979         }
980         lock_extent(io_tree, start, end);
981
982         /* We have fall back to uncompressed write */
983         if (!async_extent->pages)
984                 return submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
985
986         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
987                                    async_extent->compressed_size,
988                                    async_extent->compressed_size,
989                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
990         if (ret) {
991                 free_async_extent_pages(async_extent);
992                 /*
993                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
994                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
995                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
996                  * which requires larger size?  So here we directly go error
997                  * path.
998                  */
999                 goto out_free;
1000         }
1001
1002         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1003         em = create_io_em(inode, start,
1004                           async_extent->ram_size,       /* len */
1005                           start,                        /* orig_start */
1006                           ins.objectid,                 /* block_start */
1007                           ins.offset,                   /* block_len */
1008                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1009                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1010                           async_extent->compress_type,
1011                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1012         if (IS_ERR(em)) {
1013                 ret = PTR_ERR(em);
1014                 goto out_free_reserve;
1015         }
1016         free_extent_map(em);
1017
1018         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1019                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1020                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1021                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1022                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1023                                        0,                       /* offset */
1024                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1025                                        async_extent->compress_type);
1026         if (ret) {
1027                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
1028                 goto out_free_reserve;
1029         }
1030         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1031
1032         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1033         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1034                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1035                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1036         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, /* file_offset */
1037                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1038                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1039                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1040                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1041                             async_extent->nr_pages,
1042                             async_chunk->write_flags,
1043                             async_chunk->blkcg_css, true)) {
1044                 const u64 start = async_extent->start;
1045                 const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
1046
1047                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, NULL, start, end, 0);
1048
1049                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
1050                                              PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1051                 free_async_extent_pages(async_extent);
1052         }
1053         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1054         kfree(async_extent);
1055         return ret;
1056
1057 out_free_reserve:
1058         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1059         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1060 out_free:
1061         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1062                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1063                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1064                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1065                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1066                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1067         free_async_extent_pages(async_extent);
1068         kfree(async_extent);
1069         return ret;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1074  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1075  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1076  */
1077 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1078 {
1079         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(async_chunk->inode);
1080         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1081         struct async_extent *async_extent;
1082         u64 alloc_hint = 0;
1083         int ret = 0;
1084
1085         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1086                 u64 extent_start;
1087                 u64 ram_size;
1088
1089                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1090                                           struct async_extent, list);
1091                 list_del(&async_extent->list);
1092                 extent_start = async_extent->start;
1093                 ram_size = async_extent->ram_size;
1094
1095                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1096                                               &alloc_hint);
1097                 btrfs_debug(fs_info,
1098 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1099                             inode->root->root_key.objectid,
1100                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1101         }
1102 }
1103
1104 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1105                                       u64 num_bytes)
1106 {
1107         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1108         struct extent_map *em;
1109         u64 alloc_hint = 0;
1110
1111         read_lock(&em_tree->lock);
1112         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1113         if (em) {
1114                 /*
1115                  * if block start isn't an actual block number then find the
1116                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1117                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1118                  */
1119                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1120                         free_extent_map(em);
1121                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1122                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1123                                 alloc_hint = em->block_start;
1124                         if (em)
1125                                 free_extent_map(em);
1126                 } else {
1127                         alloc_hint = em->block_start;
1128                         free_extent_map(em);
1129                 }
1130         }
1131         read_unlock(&em_tree->lock);
1132
1133         return alloc_hint;
1134 }
1135
1136 /*
1137  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1138  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1139  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1140  * in ram to track those extents.
1141  *
1142  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1143  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1144  *
1145  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1146  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1147  * IO when we return.
1148  *
1149  * When unlock == 1, we unlock the pages in successfully allocated regions.
1150  * When unlock == 0, we leave them locked for writing them out.
1151  *
1152  * However, we unlock all the pages except @locked_page in case of failure.
1153  *
1154  * In summary, page locking state will be as follow:
1155  *
1156  * - page_started == 1 (return value)
1157  *     - All the pages are unlocked. IO is started.
1158  *     - Note that this can happen only on success
1159  * - unlock == 1
1160  *     - All the pages except @locked_page are unlocked in any case
1161  * - unlock == 0
1162  *     - On success, all the pages are locked for writing out them
1163  *     - On failure, all the pages except @locked_page are unlocked
1164  *
1165  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1166  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1167  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1168  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1169  * example.
1170  */
1171 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1172                                    struct page *locked_page,
1173                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1174                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
1175                                    u64 *done_offset)
1176 {
1177         struct btrfs_root *root = inode->root;
1178         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1179         u64 alloc_hint = 0;
1180         u64 orig_start = start;
1181         u64 num_bytes;
1182         unsigned long ram_size;
1183         u64 cur_alloc_size = 0;
1184         u64 min_alloc_size;
1185         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1186         struct btrfs_key ins;
1187         struct extent_map *em;
1188         unsigned clear_bits;
1189         unsigned long page_ops;
1190         bool extent_reserved = false;
1191         int ret = 0;
1192
1193         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1194                 ret = -EINVAL;
1195                 goto out_unlock;
1196         }
1197
1198         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1199         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1200         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1201
1202         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1203
1204         /*
1205          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1206          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1207          * is doing more writeback than what we want.
1208          *
1209          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1210          * where we only increase i_size after everything is done.
1211          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1212          * So here we skip inline extent creation completely.
1213          */
1214         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1215                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1216                                        end + 1);
1217
1218                 /* lets try to make an inline extent */
1219                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1220                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1221                 if (ret == 0) {
1222                         /*
1223                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1224                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1225                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1226                          * range.
1227                          */
1228                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1229                                      locked_page,
1230                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1231                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1232                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1233                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1234                         *nr_written = *nr_written +
1235                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1236                         *page_started = 1;
1237                         /*
1238                          * locked_page is locked by the caller of
1239                          * writepage_delalloc(), not locked by
1240                          * __process_pages_contig().
1241                          *
1242                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1243                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1244                          *
1245                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1246                          * can't use page_started to determine if it's an
1247                          * inline extent or a compressed extent.
1248                          */
1249                         unlock_page(locked_page);
1250                         goto out;
1251                 } else if (ret < 0) {
1252                         goto out_unlock;
1253                 }
1254         }
1255
1256         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1257         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + num_bytes - 1, 0);
1258
1259         /*
1260          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1261          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1262          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1263          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1264          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1265          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1266          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1267          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1268          * items.
1269          */
1270         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1271                 min_alloc_size = num_bytes;
1272         else
1273                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1274
1275         while (num_bytes > 0) {
1276                 cur_alloc_size = num_bytes;
1277                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1278                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1279                                            &ins, 1, 1);
1280                 if (ret < 0)
1281                         goto out_unlock;
1282                 cur_alloc_size = ins.offset;
1283                 extent_reserved = true;
1284
1285                 ram_size = ins.offset;
1286                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1287                                   start, /* orig_start */
1288                                   ins.objectid, /* block_start */
1289                                   ins.offset, /* block_len */
1290                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1291                                   ram_size, /* ram_bytes */
1292                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1293                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1294                 if (IS_ERR(em)) {
1295                         ret = PTR_ERR(em);
1296                         goto out_reserve;
1297                 }
1298                 free_extent_map(em);
1299
1300                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1301                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1302                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1303                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1304                 if (ret)
1305                         goto out_drop_extent_cache;
1306
1307                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1308                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1309                                                       cur_alloc_size);
1310                         /*
1311                          * Only drop cache here, and process as normal.
1312                          *
1313                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1314                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1315                          * extent, as its meta should be freed by
1316                          * btrfs_finish_ordered_io().
1317                          *
1318                          * So we must continue until @start is increased to
1319                          * skip current ordered extent.
1320                          */
1321                         if (ret)
1322                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start,
1323                                                 start + ram_size - 1, 0);
1324                 }
1325
1326                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1327
1328                 /*
1329                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1330                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1331                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1332                  *
1333                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1334                  * properly setup for writepage.
1335                  */
1336                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1337                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1338
1339                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1340                                              locked_page,
1341                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1342                                              page_ops);
1343                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1344                         num_bytes = 0;
1345                 else
1346                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1347                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1348                 start += cur_alloc_size;
1349                 extent_reserved = false;
1350
1351                 /*
1352                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1353                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1354                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1355                  */
1356                 if (ret)
1357                         goto out_unlock;
1358         }
1359 out:
1360         return ret;
1361
1362 out_drop_extent_cache:
1363         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + ram_size - 1, 0);
1364 out_reserve:
1365         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1366         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1367 out_unlock:
1368         /*
1369          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1370          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1371          */
1372         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1373                 if (orig_start < start)
1374                         *done_offset = start - 1;
1375                 else
1376                         *done_offset = start;
1377                 return ret;
1378         } else if (ret == -EAGAIN) {
1379                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1380                 ret = -ENOSPC;
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Now, we have three regions to clean up:
1385          *
1386          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1387          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1388          *
1389          * We process each region below.
1390          */
1391
1392         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1393                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1394         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1395
1396         /*
1397          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1398          * for this region. They are cleaned up by
1399          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1400          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1401          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1402          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1403          * function.
1404          *
1405          * However, in case of unlock == 0, we still need to unlock the pages
1406          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1407          */
1408         if (!unlock && orig_start < start) {
1409                 if (!locked_page)
1410                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1411                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1412                                              locked_page, 0, page_ops);
1413         }
1414
1415         /*
1416          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1417          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1418          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1419          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1420          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1421          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1422          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1423          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1424          */
1425         if (extent_reserved) {
1426                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1427                                              start + cur_alloc_size - 1,
1428                                              locked_page,
1429                                              clear_bits,
1430                                              page_ops);
1431                 start += cur_alloc_size;
1432                 if (start >= end)
1433                         return ret;
1434         }
1435
1436         /*
1437          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1438          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1439          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1440          * btrfs_check_data_free_space().
1441          */
1442         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1443                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1444                                      page_ops);
1445         return ret;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * work queue call back to started compression on a file and pages
1450  */
1451 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1452 {
1453         struct async_chunk *async_chunk;
1454         int compressed_extents;
1455
1456         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1457
1458         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1459         if (compressed_extents == 0) {
1460                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1461                 async_chunk->inode = NULL;
1462         }
1463 }
1464
1465 /*
1466  * work queue call back to submit previously compressed pages
1467  */
1468 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1469 {
1470         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1471                                                      work);
1472         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1473         unsigned long nr_pages;
1474
1475         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1476                 PAGE_SHIFT;
1477
1478         /*
1479          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1480          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1481          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1482          * happening in cow_file_range_async
1483          */
1484         if (async_chunk->inode)
1485                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1486
1487         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1488         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1489             5 * SZ_1M)
1490                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1491 }
1492
1493 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1494 {
1495         struct async_chunk *async_chunk;
1496         struct async_cow *async_cow;
1497
1498         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1499         if (async_chunk->inode)
1500                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1501         if (async_chunk->blkcg_css)
1502                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1503
1504         async_cow = async_chunk->async_cow;
1505         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1506                 kvfree(async_cow);
1507 }
1508
1509 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1510                                 struct writeback_control *wbc,
1511                                 struct page *locked_page,
1512                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1513                                 unsigned long *nr_written)
1514 {
1515         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1516         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1517         struct async_cow *ctx;
1518         struct async_chunk *async_chunk;
1519         unsigned long nr_pages;
1520         u64 cur_end;
1521         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1522         int i;
1523         bool should_compress;
1524         unsigned nofs_flag;
1525         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1526
1527         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end);
1528
1529         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1530             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1531                 num_chunks = 1;
1532                 should_compress = false;
1533         } else {
1534                 should_compress = true;
1535         }
1536
1537         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1538         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1539         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1540
1541         if (!ctx) {
1542                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1543                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1544                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1545                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1546                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1547
1548                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1549                                              clear_bits, page_ops);
1550                 return -ENOMEM;
1551         }
1552
1553         async_chunk = ctx->chunks;
1554         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1555
1556         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1557                 if (should_compress)
1558                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1559                 else
1560                         cur_end = end;
1561
1562                 /*
1563                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1564                  * lightweight reference for the callback lifetime
1565                  */
1566                 ihold(&inode->vfs_inode);
1567                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1568                 async_chunk[i].inode = &inode->vfs_inode;
1569                 async_chunk[i].start = start;
1570                 async_chunk[i].end = cur_end;
1571                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1572                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1573
1574                 /*
1575                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1576                  * the original page we were actually given.  As we spread
1577                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1578                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1579                  *
1580                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1581                  * to unlock it.
1582                  */
1583                 if (locked_page) {
1584                         /*
1585                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1586                          * might not go through async.  We want all of them to
1587                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1588                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1589                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1590                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1591                          * against the first page.
1592                          */
1593                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1594                                                  cur_end - start);
1595                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1596                         locked_page = NULL;
1597                 } else {
1598                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1599                 }
1600
1601                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1602                         css_get(blkcg_css);
1603                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1604                 } else {
1605                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1606                 }
1607
1608                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1609                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1610
1611                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1612                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1613
1614                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1615
1616                 *nr_written += nr_pages;
1617                 start = cur_end + 1;
1618         }
1619         *page_started = 1;
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1624                                        struct page *locked_page, u64 start,
1625                                        u64 end, int *page_started,
1626                                        unsigned long *nr_written)
1627 {
1628         u64 done_offset = end;
1629         int ret;
1630         bool locked_page_done = false;
1631
1632         while (start <= end) {
1633                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1634                                      nr_written, 0, &done_offset);
1635                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1636                         return ret;
1637
1638                 if (*page_started) {
1639                         ASSERT(ret == 0);
1640                         return 0;
1641                 }
1642
1643                 if (ret == 0)
1644                         done_offset = end;
1645
1646                 if (done_offset == start) {
1647                         struct btrfs_fs_info *info = inode->root->fs_info;
1648
1649                         wait_var_event(&info->zone_finish_wait,
1650                                        !test_bit(BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH, &info->flags));
1651                         continue;
1652                 }
1653
1654                 if (!locked_page_done) {
1655                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1656                         account_page_redirty(locked_page);
1657                 }
1658                 locked_page_done = true;
1659                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset);
1660
1661                 start = done_offset + 1;
1662         }
1663
1664         *page_started = 1;
1665
1666         return 0;
1667 }
1668
1669 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1670                                         u64 bytenr, u64 num_bytes)
1671 {
1672         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1673         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1674         int ret;
1675         LIST_HEAD(list);
1676
1677         ret = btrfs_lookup_csums_range(csum_root, bytenr,
1678                                        bytenr + num_bytes - 1, &list, 0);
1679         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1680                 return 0;
1681
1682         while (!list_empty(&list)) {
1683                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1684                 list_del(&sums->list);
1685                 kfree(sums);
1686         }
1687         if (ret < 0)
1688                 return ret;
1689         return 1;
1690 }
1691
1692 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1693                            const u64 start, const u64 end,
1694                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1695 {
1696         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1697         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1698         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1699         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1700         u64 range_start = start;
1701         u64 count;
1702
1703         /*
1704          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1705          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1706          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1707          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1708          * has the NOCOW bit set).
1709          *
1710          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1711          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1712          * scrub or relocation) we need to do the following:
1713          *
1714          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1715          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1716          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1717          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1718          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1719          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1720          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1721          *
1722          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1723          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1724          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1725          *    data space info, which we incremented in the step above.
1726          *
1727          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1728          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1729          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1730          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1731          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1732          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1733          * when starting writeback.
1734          */
1735         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1736                                  EXTENT_NORESERVE, 0);
1737         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1738                 u64 bytes = count;
1739                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1740                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1741
1742                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1743                         bytes = range_bytes;
1744
1745                 spin_lock(&sinfo->lock);
1746                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1747                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1748
1749                 if (count > 0)
1750                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1751                                          0, 0, NULL);
1752         }
1753
1754         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1755                               nr_written, 1, NULL);
1756 }
1757
1758 struct can_nocow_file_extent_args {
1759         /* Input fields. */
1760
1761         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1762         u64 start;
1763         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1764         u64 end;
1765         bool writeback_path;
1766         bool strict;
1767         /*
1768          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1769          * anymore.
1770          */
1771         bool free_path;
1772
1773         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1774
1775         u64 disk_bytenr;
1776         u64 disk_num_bytes;
1777         u64 extent_offset;
1778         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1779         u64 num_bytes;
1780 };
1781
1782 /*
1783  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1784  * This function may return with the path released, so the caller should check
1785  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1786  *
1787  * Returns: < 0 on error
1788  *            0 if we can not NOCOW
1789  *            1 if we can NOCOW
1790  */
1791 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1792                                  struct btrfs_key *key,
1793                                  struct btrfs_inode *inode,
1794                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1795 {
1796         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1797         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1798         struct btrfs_root *root = inode->root;
1799         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1800         u64 extent_end;
1801         u8 extent_type;
1802         int can_nocow = 0;
1803         int ret = 0;
1804
1805         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1806         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1807
1808         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1809                 goto out;
1810
1811         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1812         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1813         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1814         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1815
1816         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1817             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1818                 goto out;
1819
1820         /*
1821          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1822          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1823          * hence we must COW.
1824          */
1825         if (!args->strict &&
1826             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1827             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1828                 goto out;
1829
1830         /* An explicit hole, must COW. */
1831         if (args->disk_bytenr == 0)
1832                 goto out;
1833
1834         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1835         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1836             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1837             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1838                 goto out;
1839
1840         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1841
1842         /*
1843          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1844          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1845          * blocking other tasks for too long.
1846          */
1847         btrfs_release_path(path);
1848
1849         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1850                                     key->offset - args->extent_offset,
1851                                     args->disk_bytenr, false, path);
1852         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1853         if (ret != 0)
1854                 goto out;
1855
1856         if (args->free_path) {
1857                 /*
1858                  * We don't need the path anymore, plus through the
1859                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1860                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1861                  * memory usage.
1862                  */
1863                 btrfs_free_path(path);
1864                 path = NULL;
1865         }
1866
1867         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1868         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1869             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1870                 goto out;
1871
1872         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1873         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1874         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1875
1876         /*
1877          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1878          * given extent are either valid or do not exist.
1879          */
1880         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes);
1881         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1882         if (ret != 0)
1883                 goto out;
1884
1885         can_nocow = 1;
1886  out:
1887         if (args->free_path && path)
1888                 btrfs_free_path(path);
1889
1890         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1895  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1896  *
1897  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1898  * blocks on disk
1899  */
1900 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1901                                        struct page *locked_page,
1902                                        const u64 start, const u64 end,
1903                                        int *page_started,
1904                                        unsigned long *nr_written)
1905 {
1906         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1907         struct btrfs_root *root = inode->root;
1908         struct btrfs_path *path;
1909         u64 cow_start = (u64)-1;
1910         u64 cur_offset = start;
1911         int ret;
1912         bool check_prev = true;
1913         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1914         struct btrfs_block_group *bg;
1915         bool nocow = false;
1916         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1917
1918         path = btrfs_alloc_path();
1919         if (!path) {
1920                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1921                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1922                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1923                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1924                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1925                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1926                 return -ENOMEM;
1927         }
1928
1929         nocow_args.end = end;
1930         nocow_args.writeback_path = true;
1931
1932         while (1) {
1933                 struct btrfs_key found_key;
1934                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1935                 struct extent_buffer *leaf;
1936                 u64 extent_end;
1937                 u64 ram_bytes;
1938                 u64 nocow_end;
1939                 int extent_type;
1940
1941                 nocow = false;
1942
1943                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1944                                                cur_offset, 0);
1945                 if (ret < 0)
1946                         goto error;
1947
1948                 /*
1949                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1950                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1951                  * one containing the search offset
1952                  */
1953                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1954                         leaf = path->nodes[0];
1955                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1956                                               path->slots[0] - 1);
1957                         if (found_key.objectid == ino &&
1958                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1959                                 path->slots[0]--;
1960                 }
1961                 check_prev = false;
1962 next_slot:
1963                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1964                 leaf = path->nodes[0];
1965                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1966                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1967                         if (ret < 0) {
1968                                 if (cow_start != (u64)-1)
1969                                         cur_offset = cow_start;
1970                                 goto error;
1971                         }
1972                         if (ret > 0)
1973                                 break;
1974                         leaf = path->nodes[0];
1975                 }
1976
1977                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1978
1979                 /* Didn't find anything for our INO */
1980                 if (found_key.objectid > ino)
1981                         break;
1982                 /*
1983                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
1984                  * more extents for this inode
1985                  */
1986                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
1987                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
1988                         path->slots[0]++;
1989                         goto next_slot;
1990                 }
1991
1992                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
1993                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
1994                     found_key.offset > end)
1995                         break;
1996
1997                 /*
1998                  * If the found extent starts after requested offset, then
1999                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2000                  */
2001                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2002                         extent_end = found_key.offset;
2003                         extent_type = 0;
2004                         goto out_check;
2005                 }
2006
2007                 /*
2008                  * Found extent which begins before our range and potentially
2009                  * intersect it
2010                  */
2011                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2012                                     struct btrfs_file_extent_item);
2013                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2014                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2015                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2016                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2017                         ret = -EUCLEAN;
2018                         goto error;
2019                 }
2020                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2021                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2022
2023                 /*
2024                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2025                  * the next extent.
2026                  */
2027                 if (extent_end <= cur_offset) {
2028                         path->slots[0]++;
2029                         goto next_slot;
2030                 }
2031
2032                 nocow_args.start = cur_offset;
2033                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2034                 if (ret < 0) {
2035                         if (cow_start != (u64)-1)
2036                                 cur_offset = cow_start;
2037                         goto error;
2038                 } else if (ret == 0) {
2039                         goto out_check;
2040                 }
2041
2042                 ret = 0;
2043                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2044                 if (bg)
2045                         nocow = true;
2046 out_check:
2047                 /*
2048                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2049                  * that needs to be COWed
2050                  */
2051                 if (!nocow) {
2052                         if (cow_start == (u64)-1)
2053                                 cow_start = cur_offset;
2054                         cur_offset = extent_end;
2055                         if (cur_offset > end)
2056                                 break;
2057                         if (!path->nodes[0])
2058                                 continue;
2059                         path->slots[0]++;
2060                         goto next_slot;
2061                 }
2062
2063                 /*
2064                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2065                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2066                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2067                  */
2068                 if (cow_start != (u64)-1) {
2069                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2070                                               cow_start, found_key.offset - 1,
2071                                               page_started, nr_written);
2072                         if (ret)
2073                                 goto error;
2074                         cow_start = (u64)-1;
2075                 }
2076
2077                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2078
2079                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2080                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2081                         struct extent_map *em;
2082
2083                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2084                                           orig_start,
2085                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2086                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2087                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2088                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2089                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2090                         if (IS_ERR(em)) {
2091                                 ret = PTR_ERR(em);
2092                                 goto error;
2093                         }
2094                         free_extent_map(em);
2095                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
2096                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2097                                         nocow_args.num_bytes,
2098                                         nocow_args.disk_bytenr,
2099                                         nocow_args.num_bytes, 0,
2100                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
2101                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
2102                         if (ret) {
2103                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
2104                                                         nocow_end, 0);
2105                                 goto error;
2106                         }
2107                 } else {
2108                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
2109                                                        nocow_args.num_bytes,
2110                                                        nocow_args.num_bytes,
2111                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2112                                                        nocow_args.num_bytes,
2113                                                        0,
2114                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2115                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2116                         if (ret)
2117                                 goto error;
2118                 }
2119
2120                 if (nocow) {
2121                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2122                         nocow = false;
2123                 }
2124
2125                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2126                         /*
2127                          * Error handled later, as we must prevent
2128                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2129                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2130                          */
2131                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2132                                                       nocow_args.num_bytes);
2133
2134                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2135                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2136                                              EXTENT_DELALLOC |
2137                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2138                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2139
2140                 cur_offset = extent_end;
2141
2142                 /*
2143                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2144                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2145                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2146                  */
2147                 if (ret)
2148                         goto error;
2149                 if (cur_offset > end)
2150                         break;
2151         }
2152         btrfs_release_path(path);
2153
2154         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2155                 cow_start = cur_offset;
2156
2157         if (cow_start != (u64)-1) {
2158                 cur_offset = end;
2159                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2160                                       page_started, nr_written);
2161                 if (ret)
2162                         goto error;
2163         }
2164
2165 error:
2166         if (nocow)
2167                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2168
2169         if (ret && cur_offset < end)
2170                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2171                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2172                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2173                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2174                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2175                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2176         btrfs_free_path(path);
2177         return ret;
2178 }
2179
2180 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2181 {
2182         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2183                 if (inode->defrag_bytes &&
2184                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2185                                    0, NULL))
2186                         return false;
2187                 return true;
2188         }
2189         return false;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2194  * being touched for the first time.
2195  */
2196 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2197                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2198                 struct writeback_control *wbc)
2199 {
2200         int ret;
2201         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2202
2203         /*
2204          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2205          * @page_started can confuse the caller.
2206          */
2207         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2208                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2209
2210         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2211                 /*
2212                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2213                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2214                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2215                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2216                  * preallocated inodes.
2217                  */
2218                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2219                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2220                                          page_started, nr_written);
2221         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2222                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2223                 if (zoned)
2224                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2225                                                  page_started, nr_written);
2226                 else
2227                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2228                                              page_started, nr_written, 1, NULL);
2229         } else {
2230                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2231                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2232                                            page_started, nr_written);
2233         }
2234         ASSERT(ret <= 0);
2235         if (ret)
2236                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2237                                               end - start + 1);
2238         return ret;
2239 }
2240
2241 void btrfs_split_delalloc_extent(struct inode *inode,
2242                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2243 {
2244         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2245         u64 size;
2246
2247         /* not delalloc, ignore it */
2248         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2249                 return;
2250
2251         size = orig->end - orig->start + 1;
2252         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2253                 u32 num_extents;
2254                 u64 new_size;
2255
2256                 /*
2257                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2258                  * applies here, just in reverse.
2259                  */
2260                 new_size = orig->end - split + 1;
2261                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2262                 new_size = split - orig->start;
2263                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2264                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2265                         return;
2266         }
2267
2268         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2269         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), 1);
2270         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2275  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2276  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2277  */
2278 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *new,
2279                                  struct extent_state *other)
2280 {
2281         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2282         u64 new_size, old_size;
2283         u32 num_extents;
2284
2285         /* not delalloc, ignore it */
2286         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2287                 return;
2288
2289         if (new->start > other->start)
2290                 new_size = new->end - other->start + 1;
2291         else
2292                 new_size = other->end - new->start + 1;
2293
2294         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2295         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2296                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2297                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2298                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2299                 return;
2300         }
2301
2302         /*
2303          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2304          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2305          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2306          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2307          *
2308          * [ 4k][MAX_SIZE]
2309          *
2310          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2311          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2312          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2313          *
2314          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2315          *
2316          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2317          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2318          * this case.
2319          */
2320         old_size = other->end - other->start + 1;
2321         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2322         old_size = new->end - new->start + 1;
2323         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2324         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2325                 return;
2326
2327         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2328         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2329         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2330 }
2331
2332 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2333                                       struct inode *inode)
2334 {
2335         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2336
2337         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2338         if (list_empty(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes)) {
2339                 list_add_tail(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes,
2340                               &root->delalloc_inodes);
2341                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2342                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
2343                 root->nr_delalloc_inodes++;
2344                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2345                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2346                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2347                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2348                                       &fs_info->delalloc_roots);
2349                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2350                 }
2351         }
2352         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2353 }
2354
2355
2356 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2357                                 struct btrfs_inode *inode)
2358 {
2359         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2360
2361         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2362                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2363                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2364                           &inode->runtime_flags);
2365                 root->nr_delalloc_inodes--;
2366                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2367                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2368                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2369                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2370                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2371                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2372                 }
2373         }
2374 }
2375
2376 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2377                                      struct btrfs_inode *inode)
2378 {
2379         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2380         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2381         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2386  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2387  */
2388 void btrfs_set_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *state,
2389                                u32 bits)
2390 {
2391         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2392
2393         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2394                 WARN_ON(1);
2395         /*
2396          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2397          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2398          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2399          */
2400         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2401                 struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2402                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2403                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2404                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2405
2406                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2407                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), num_extents);
2408                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2409
2410                 /* For sanity tests */
2411                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2412                         return;
2413
2414                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2415                                          fs_info->delalloc_batch);
2416                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2417                 BTRFS_I(inode)->delalloc_bytes += len;
2418                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2419                         BTRFS_I(inode)->defrag_bytes += len;
2420                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2421                                          &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2422                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2423                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2424         }
2425
2426         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2427             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2428                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2429                 BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes += state->end + 1 -
2430                         state->start;
2431                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2432         }
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2437  * accounting happens.
2438  */
2439 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct inode *vfs_inode,
2440                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2441 {
2442         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
2443         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(vfs_inode->i_sb);
2444         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2445         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2446
2447         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2448                 spin_lock(&inode->lock);
2449                 inode->defrag_bytes -= len;
2450                 spin_unlock(&inode->lock);
2451         }
2452
2453         /*
2454          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2455          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2456          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2457          */
2458         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2459                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2460                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2461
2462                 spin_lock(&inode->lock);
2463                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2464                 spin_unlock(&inode->lock);
2465
2466                 /*
2467                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2468                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2469                  * error.
2470                  */
2471                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2472                     root != fs_info->tree_root)
2473                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2474
2475                 /* For sanity tests. */
2476                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2477                         return;
2478
2479                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2480                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2481                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2482                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2483
2484                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2485                                          fs_info->delalloc_batch);
2486                 spin_lock(&inode->lock);
2487                 inode->delalloc_bytes -= len;
2488                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2489                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2490                                         &inode->runtime_flags))
2491                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2492                 spin_unlock(&inode->lock);
2493         }
2494
2495         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2496             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2497                 spin_lock(&inode->lock);
2498                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2499                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2500                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2501                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2502                 spin_unlock(&inode->lock);
2503         }
2504 }
2505
2506 /*
2507  * in order to insert checksums into the metadata in large chunks,
2508  * we wait until bio submission time.   All the pages in the bio are
2509  * checksummed and sums are attached onto the ordered extent record.
2510  *
2511  * At IO completion time the cums attached on the ordered extent record
2512  * are inserted into the btree
2513  */
2514 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start(struct inode *inode, struct bio *bio,
2515                                            u64 dio_file_offset)
2516 {
2517         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, (u64)-1, false);
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Split an extent_map at [start, start + len]
2522  *
2523  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2524  */
2525 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2526                           u64 pre, u64 post)
2527 {
2528         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2529         struct extent_map *em;
2530         struct extent_map *split_pre = NULL;
2531         struct extent_map *split_mid = NULL;
2532         struct extent_map *split_post = NULL;
2533         int ret = 0;
2534         unsigned long flags;
2535
2536         /* Sanity check */
2537         if (pre == 0 && post == 0)
2538                 return 0;
2539
2540         split_pre = alloc_extent_map();
2541         if (pre)
2542                 split_mid = alloc_extent_map();
2543         if (post)
2544                 split_post = alloc_extent_map();
2545         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2546                 ret = -ENOMEM;
2547                 goto out;
2548         }
2549
2550         ASSERT(pre + post < len);
2551
2552         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2553         write_lock(&em_tree->lock);
2554         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2555         if (!em) {
2556                 ret = -EIO;
2557                 goto out_unlock;
2558         }
2559
2560         ASSERT(em->len == len);
2561         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2562         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2563         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2564         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2565         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2566
2567         flags = em->flags;
2568         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2569
2570         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2571         split_pre->start = em->start;
2572         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2573         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2574         split_pre->block_start = em->block_start;
2575         split_pre->block_len = split_pre->len;
2576         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2577         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2578         split_pre->flags = flags;
2579         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2580         split_pre->generation = em->generation;
2581
2582         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2583
2584         /*
2585          * Now we only have an extent_map at:
2586          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2587          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2588          */
2589
2590         if (pre) {
2591                 /* Insert the middle extent_map */
2592                 split_mid->start = em->start + pre;
2593                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2594                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2595                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2596                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2597                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2598                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2599                 split_mid->flags = flags;
2600                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2601                 split_mid->generation = em->generation;
2602                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2603         }
2604
2605         if (post) {
2606                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2607                 split_post->len = post;
2608                 split_post->orig_start = split_post->start;
2609                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2610                 split_post->block_len = split_post->len;
2611                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2612                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2613                 split_post->flags = flags;
2614                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2615                 split_post->generation = em->generation;
2616                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, 1);
2617         }
2618
2619         /* Once for us */
2620         free_extent_map(em);
2621         /* Once for the tree */
2622         free_extent_map(em);
2623
2624 out_unlock:
2625         write_unlock(&em_tree->lock);
2626         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2627 out:
2628         free_extent_map(split_pre);
2629         free_extent_map(split_mid);
2630         free_extent_map(split_post);
2631
2632         return ret;
2633 }
2634
2635 static blk_status_t extract_ordered_extent(struct btrfs_inode *inode,
2636                                            struct bio *bio, loff_t file_offset)
2637 {
2638         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2639         u64 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2640         u64 file_len;
2641         u64 len = bio->bi_iter.bi_size;
2642         u64 end = start + len;
2643         u64 ordered_end;
2644         u64 pre, post;
2645         int ret = 0;
2646
2647         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
2648         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2649                 return BLK_STS_IOERR;
2650
2651         /* No need to split */
2652         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2653                 goto out;
2654
2655         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2656         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2657                 ret = -EINVAL;
2658                 goto out;
2659         }
2660
2661         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2662         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2663                 ret = -EINVAL;
2664                 goto out;
2665         }
2666
2667         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2668         /* bio must be in one ordered extent */
2669         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2670                 ret = -EINVAL;
2671                 goto out;
2672         }
2673
2674         /* Checksum list should be empty */
2675         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2676                 ret = -EINVAL;
2677                 goto out;
2678         }
2679
2680         file_len = ordered->num_bytes;
2681         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2682         post = ordered_end - end;
2683
2684         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2685         if (ret)
2686                 goto out;
2687         ret = split_zoned_em(inode, file_offset, file_len, pre, post);
2688
2689 out:
2690         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2691
2692         return errno_to_blk_status(ret);
2693 }
2694
2695 void btrfs_submit_data_write_bio(struct inode *inode, struct bio *bio, int mirror_num)
2696 {
2697         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2698         struct btrfs_inode *bi = BTRFS_I(inode);
2699         blk_status_t ret;
2700
2701         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
2702                 ret = extract_ordered_extent(bi, bio,
2703                                 page_offset(bio_first_bvec_all(bio)->bv_page));
2704                 if (ret)
2705                         goto out;
2706         }
2707
2708         /*
2709          * If we need to checksum, and the I/O is not issued by fsync and
2710          * friends, that is ->sync_writers != 0, defer the submission to a
2711          * workqueue to parallelize it.
2712          *
2713          * Csum items for reloc roots have already been cloned at this point,
2714          * so they are handled as part of the no-checksum case.
2715          */
2716         if (!(bi->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) &&
2717             !test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state) &&
2718             !btrfs_is_data_reloc_root(bi->root)) {
2719                 if (!atomic_read(&bi->sync_writers) &&
2720                     btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, mirror_num, 0,
2721                                         btrfs_submit_bio_start))
2722                         return;
2723
2724                 ret = btrfs_csum_one_bio(bi, bio, (u64)-1, false);
2725                 if (ret)
2726                         goto out;
2727         }
2728         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2729         return;
2730 out:
2731         if (ret) {
2732                 bio->bi_status = ret;
2733                 bio_endio(bio);
2734         }
2735 }
2736
2737 void btrfs_submit_data_read_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
2738                         int mirror_num, enum btrfs_compression_type compress_type)
2739 {
2740         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2741         blk_status_t ret;
2742
2743         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
2744                 /*
2745                  * btrfs_submit_compressed_read will handle completing the bio
2746                  * if there were any errors, so just return here.
2747                  */
2748                 btrfs_submit_compressed_read(inode, bio, mirror_num);
2749                 return;
2750         }
2751
2752         /* Save the original iter for read repair */
2753         btrfs_bio(bio)->iter = bio->bi_iter;
2754
2755         /*
2756          * Lookup bio sums does extra checks around whether we need to csum or
2757          * not, which is why we ignore skip_sum here.
2758          */
2759         ret = btrfs_lookup_bio_sums(inode, bio, NULL);
2760         if (ret) {
2761                 bio->bi_status = ret;
2762                 bio_endio(bio);
2763                 return;
2764         }
2765
2766         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2767 }
2768
2769 /*
2770  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2771  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2772  */
2773 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2774                              struct list_head *list)
2775 {
2776         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2777         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2778         int ret;
2779
2780         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2781                 trans->adding_csums = true;
2782                 if (!csum_root)
2783                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2784                                                     sum->bytenr);
2785                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2786                 trans->adding_csums = false;
2787                 if (ret)
2788                         return ret;
2789         }
2790         return 0;
2791 }
2792
2793 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2794                                          const u64 start,
2795                                          const u64 len,
2796                                          struct extent_state **cached_state)
2797 {
2798         u64 search_start = start;
2799         const u64 end = start + len - 1;
2800
2801         while (search_start < end) {
2802                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2803                 struct extent_map *em;
2804                 u64 em_len;
2805                 int ret = 0;
2806
2807                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2808                 if (IS_ERR(em))
2809                         return PTR_ERR(em);
2810
2811                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2812                         goto next;
2813
2814                 em_len = em->len;
2815                 if (em->start < search_start)
2816                         em_len -= search_start - em->start;
2817                 if (em_len > search_len)
2818                         em_len = search_len;
2819
2820                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2821                                      search_start + em_len - 1,
2822                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, 0, NULL, cached_state,
2823                                      GFP_NOFS, NULL);
2824 next:
2825                 search_start = extent_map_end(em);
2826                 free_extent_map(em);
2827                 if (ret)
2828                         return ret;
2829         }
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2834                               unsigned int extra_bits,
2835                               struct extent_state **cached_state)
2836 {
2837         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2838
2839         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2840             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2841                 /*
2842                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2843                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2844                  */
2845                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2846         } else {
2847                 int ret;
2848
2849                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2850                                                     end + 1 - start,
2851                                                     cached_state);
2852                 if (ret)
2853                         return ret;
2854         }
2855
2856         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2857                                    cached_state);
2858 }
2859
2860 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2861 struct btrfs_writepage_fixup {
2862         struct page *page;
2863         struct inode *inode;
2864         struct btrfs_work work;
2865 };
2866
2867 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2868 {
2869         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2870         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2871         struct extent_state *cached_state = NULL;
2872         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2873         struct page *page;
2874         struct btrfs_inode *inode;
2875         u64 page_start;
2876         u64 page_end;
2877         int ret = 0;
2878         bool free_delalloc_space = true;
2879
2880         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2881         page = fixup->page;
2882         inode = BTRFS_I(fixup->inode);
2883         page_start = page_offset(page);
2884         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2885
2886         /*
2887          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2888          * we take the page lock.
2889          */
2890         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2891                                            PAGE_SIZE);
2892 again:
2893         lock_page(page);
2894
2895         /*
2896          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2897          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2898          * address space.
2899          */
2900         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2901                 /*
2902                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2903                  *
2904                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2905                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2906                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2907                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2908                  *    while waiting for the ordered extent.
2909                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2910                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2911                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2912                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2913                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2914                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2915                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2916                  *    when the page was already properly dealt with.
2917                  */
2918                 if (!ret) {
2919                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2920                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2921                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2922                                                      true);
2923                 }
2924                 ret = 0;
2925                 goto out_page;
2926         }
2927
2928         /*
2929          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2930          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2931          */
2932         if (ret)
2933                 goto out_page;
2934
2935         lock_extent_bits(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2936
2937         /* already ordered? We're done */
2938         if (PageOrdered(page))
2939                 goto out_reserved;
2940
2941         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2942         if (ordered) {
2943                 unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2944                                      &cached_state);
2945                 unlock_page(page);
2946                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
2947                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2948                 goto again;
2949         }
2950
2951         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2952                                         &cached_state);
2953         if (ret)
2954                 goto out_reserved;
2955
2956         /*
2957          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2958          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2959          * destination.
2960          *
2961          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2962          */
2963         BUG_ON(!PageDirty(page));
2964         free_delalloc_space = false;
2965 out_reserved:
2966         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2967         if (free_delalloc_space)
2968                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2969                                              PAGE_SIZE, true);
2970         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2971                              &cached_state);
2972 out_page:
2973         if (ret) {
2974                 /*
2975                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2976                  * to reflect the errors and clean the page.
2977                  */
2978                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2979                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2980                 clear_page_dirty_for_io(page);
2981                 SetPageError(page);
2982         }
2983         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2984         unlock_page(page);
2985         put_page(page);
2986         kfree(fixup);
2987         extent_changeset_free(data_reserved);
2988         /*
2989          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2990          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2991          * deadlock.
2992          */
2993         btrfs_add_delayed_iput(&inode->vfs_inode);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2998  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2999  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
3000  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
3001  *
3002  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
3003  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
3004  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
3005  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
3006  */
3007 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
3008 {
3009         struct inode *inode = page->mapping->host;
3010         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3011         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
3012
3013         /* This page has ordered extent covering it already */
3014         if (PageOrdered(page))
3015                 return 0;
3016
3017         /*
3018          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
3019          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
3020          *
3021          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
3022          * EAGAIN.
3023          */
3024         if (PageChecked(page))
3025                 return -EAGAIN;
3026
3027         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
3028         if (!fixup)
3029                 return -EAGAIN;
3030
3031         /*
3032          * We are already holding a reference to this inode from
3033          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
3034          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
3035          * page->mapping outside of the page lock.
3036          */
3037         ihold(inode);
3038         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
3039         get_page(page);
3040         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
3041         fixup->page = page;
3042         fixup->inode = inode;
3043         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
3044
3045         return -EAGAIN;
3046 }
3047
3048 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3049                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
3050                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
3051                                        const bool update_inode_bytes,
3052                                        u64 qgroup_reserved)
3053 {
3054         struct btrfs_root *root = inode->root;
3055         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3056         struct btrfs_path *path;
3057         struct extent_buffer *leaf;
3058         struct btrfs_key ins;
3059         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
3060         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
3061         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
3062         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
3063         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
3064         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
3065         int ret;
3066
3067         path = btrfs_alloc_path();
3068         if (!path)
3069                 return -ENOMEM;
3070
3071         /*
3072          * we may be replacing one extent in the tree with another.
3073          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
3074          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
3075          *
3076          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
3077          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
3078          * with the others.
3079          */
3080         drop_args.path = path;
3081         drop_args.start = file_pos;
3082         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
3083         drop_args.replace_extent = true;
3084         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
3085         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
3086         if (ret)
3087                 goto out;
3088
3089         if (!drop_args.extent_inserted) {
3090                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
3091                 ins.offset = file_pos;
3092                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3093
3094                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3095                                               sizeof(*stack_fi));
3096                 if (ret)
3097                         goto out;
3098         }
3099         leaf = path->nodes[0];
3100         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3101         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3102                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3103                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3104
3105         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3106         btrfs_release_path(path);
3107
3108         /*
3109          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3110          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3111          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3112          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3113          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3114          */
3115         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3116                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3117
3118                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3119                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3120                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3121                 num_bytes -= sectorsize;
3122         }
3123
3124         if (update_inode_bytes)
3125                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3126
3127         ins.objectid = disk_bytenr;
3128         ins.offset = disk_num_bytes;
3129         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3130
3131         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3132         if (ret)
3133                 goto out;
3134
3135         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3136                                                file_pos - offset,
3137                                                qgroup_reserved, &ins);
3138 out:
3139         btrfs_free_path(path);
3140
3141         return ret;
3142 }
3143
3144 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3145                                          u64 start, u64 len)
3146 {
3147         struct btrfs_block_group *cache;
3148
3149         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3150         ASSERT(cache);
3151
3152         spin_lock(&cache->lock);
3153         cache->delalloc_bytes -= len;
3154         spin_unlock(&cache->lock);
3155
3156         btrfs_put_block_group(cache);
3157 }
3158
3159 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3160                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3161 {
3162         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3163         bool update_inode_bytes;
3164         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3165         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3166
3167         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3168         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3169         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3170         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3171                                                    oe->disk_num_bytes);
3172         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3173         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3174                 num_bytes = oe->truncated_len;
3175                 ram_bytes = num_bytes;
3176         }
3177         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3178         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3179         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3180         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3181
3182         /*
3183          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3184          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3185          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3186          * except if the ordered extent was truncated.
3187          */
3188         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3189                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3190                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3191
3192         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3193                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3194                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3195 }
3196
3197 /*
3198  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3199  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3200  * fully written.
3201  */
3202 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3203 {
3204         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3205         struct btrfs_root *root = inode->root;
3206         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3207         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3208         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3209         struct extent_state *cached_state = NULL;
3210         u64 start, end;
3211         int compress_type = 0;
3212         int ret = 0;
3213         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3214         bool freespace_inode;
3215         bool truncated = false;
3216         bool clear_reserved_extent = true;
3217         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3218
3219         start = ordered_extent->file_offset;
3220         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3221
3222         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3223             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3224             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3225             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3226                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3227
3228         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3229
3230         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3231                 ret = -EIO;
3232                 goto out;
3233         }
3234
3235         /* A valid bdev implies a write on a sequential zone */
3236         if (ordered_extent->bdev) {
3237                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3238                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3239                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3240         }
3241
3242         btrfs_free_io_failure_record(inode, start, end);
3243
3244         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3245                 truncated = true;
3246                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3247                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3248                 if (!logical_len)
3249                         goto out;
3250         }
3251
3252         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3253                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3254
3255                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3256                 if (freespace_inode)
3257                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3258                 else
3259                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3260                 if (IS_ERR(trans)) {
3261                         ret = PTR_ERR(trans);
3262                         trans = NULL;
3263                         goto out;
3264                 }
3265                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3266                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3267                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3268                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3269                 goto out;
3270         }
3271
3272         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3273         lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
3274
3275         if (freespace_inode)
3276                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3277         else
3278                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3279         if (IS_ERR(trans)) {
3280                 ret = PTR_ERR(trans);
3281                 trans = NULL;
3282                 goto out;
3283         }
3284
3285         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3286
3287         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3288                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3289         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3290                 BUG_ON(compress_type);
3291                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3292                                                 ordered_extent->file_offset,
3293                                                 ordered_extent->file_offset +
3294                                                 logical_len);
3295                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3296                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3297         } else {
3298                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3299                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3300                 if (!ret) {
3301                         clear_reserved_extent = false;
3302                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3303                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3304                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3305                 }
3306         }
3307         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3308                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3309         if (ret < 0) {
3310                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3311                 goto out;
3312         }
3313
3314         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3315         if (ret) {
3316                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3317                 goto out;
3318         }
3319
3320         /*
3321          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3322          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3323          * before updating the inode item.
3324          */
3325         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3326             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3327                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3328                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3329                                  0, 0, &cached_state);
3330
3331         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3332         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3333         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3334                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3335                 goto out;
3336         }
3337         ret = 0;
3338 out:
3339         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3340                          (clear_bits & EXTENT_LOCKED) ? 1 : 0, 0,
3341                          &cached_state);
3342
3343         if (trans)
3344                 btrfs_end_transaction(trans);
3345
3346         if (ret || truncated) {
3347                 u64 unwritten_start = start;
3348
3349                 /*
3350                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3351                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3352                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3353                  * already set.  Any error during writeback would have already
3354                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3355                  * marking this ordered extent as failed.
3356                  */
3357                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3358                                              &ordered_extent->flags))
3359                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3360
3361                 if (truncated)
3362                         unwritten_start += logical_len;
3363                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3364
3365                 /* Drop the cache for the part of the extent we didn't write. */
3366                 btrfs_drop_extent_cache(inode, unwritten_start, end, 0);
3367
3368                 /*
3369                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3370                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3371                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3372                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3373                  *
3374                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3375                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3376                  * has already been done.
3377                  */
3378                 if ((ret || !logical_len) &&
3379                     clear_reserved_extent &&
3380                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3381                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3382                         /*
3383                          * Discard the range before returning it back to the
3384                          * free space pool
3385                          */
3386                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3387                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3388                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3389                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3390                                                 NULL);
3391                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3392                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3393                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3394                 }
3395         }
3396
3397         /*
3398          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3399          * updating everything for this ordered extent.
3400          */
3401         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3402
3403         /* once for us */
3404         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3405         /* once for the tree */
3406         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3407
3408         return ret;
3409 }
3410
3411 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3412                                           struct page *page, u64 start,
3413                                           u64 end, bool uptodate)
3414 {
3415         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3416
3417         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3418 }
3419
3420 /*
3421  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3422  * on the type of I/O.
3423  */
3424 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3425                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3426 {
3427         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3428         char *kaddr;
3429
3430         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3431
3432         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3433
3434         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3435         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3436         kunmap_local(kaddr);
3437
3438         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3439                 return -EIO;
3440         return 0;
3441 }
3442
3443 /*
3444  * check_data_csum - verify checksum of one sector of uncompressed data
3445  * @inode:      inode
3446  * @bbio:       btrfs_bio which contains the csum
3447  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3448  * @page:       page where is the data to be verified
3449  * @pgoff:      offset inside the page
3450  *
3451  * The length of such check is always one sector size.
3452  *
3453  * When csum mismatch is detected, we will also report the error and fill the
3454  * corrupted range with zero. (Thus it needs the extra parameters)
3455  */
3456 int btrfs_check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_bio *bbio,
3457                           u32 bio_offset, struct page *page, u32 pgoff)
3458 {
3459         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3460         u32 len = fs_info->sectorsize;
3461         u8 *csum_expected;
3462         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3463
3464         ASSERT(pgoff + len <= PAGE_SIZE);
3465
3466         csum_expected = btrfs_csum_ptr(fs_info, bbio->csum, bio_offset);
3467
3468         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, page, pgoff, csum, csum_expected))
3469                 goto zeroit;
3470         return 0;
3471
3472 zeroit:
3473         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode),
3474                                     bbio->file_offset + bio_offset,
3475                                     csum, csum_expected, bbio->mirror_num);
3476         if (bbio->device)
3477                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(bbio->device,
3478                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3479         memzero_page(page, pgoff, len);
3480         return -EIO;
3481 }
3482
3483 /*
3484  * When reads are done, we need to check csums to verify the data is correct.
3485  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
3486  * extent_io.c will try to find good copies for us.
3487  *
3488  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3489  * @start:      file offset of the range start
3490  * @end:        file offset of the range end (inclusive)
3491  *
3492  * Return a bitmap where bit set means a csum mismatch, and bit not set means
3493  * csum match.
3494  */
3495 unsigned int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_bio *bbio,
3496                                     u32 bio_offset, struct page *page,
3497                                     u64 start, u64 end)
3498 {
3499         struct inode *inode = page->mapping->host;
3500         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3501         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3502         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3503         const u32 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3504         u32 pg_off;
3505         unsigned int result = 0;
3506
3507         /*
3508          * This only happens for NODATASUM or compressed read.
3509          * Normally this should be covered by above check for compressed read
3510          * or the next check for NODATASUM.  Just do a quicker exit here.
3511          */
3512         if (bbio->csum == NULL)
3513                 return 0;
3514
3515         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
3516                 return 0;
3517
3518         if (unlikely(test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state)))
3519                 return 0;
3520
3521         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
3522                end <= page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1);
3523         for (pg_off = offset_in_page(start);
3524              pg_off < offset_in_page(end);
3525              pg_off += sectorsize, bio_offset += sectorsize) {
3526                 u64 file_offset = pg_off + page_offset(page);
3527                 int ret;
3528
3529                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
3530                     test_range_bit(io_tree, file_offset,
3531                                    file_offset + sectorsize - 1,
3532                                    EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
3533                         /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3534                         clear_extent_bits(io_tree, file_offset,
3535                                           file_offset + sectorsize - 1,
3536                                           EXTENT_NODATASUM);
3537                         continue;
3538                 }
3539                 ret = btrfs_check_data_csum(inode, bbio, bio_offset, page, pg_off);
3540                 if (ret < 0) {
3541                         const int nr_bit = (pg_off - offset_in_page(start)) >>
3542                                      root->fs_info->sectorsize_bits;
3543
3544                         result |= (1U << nr_bit);
3545                 }
3546         }
3547         return result;
3548 }
3549
3550 /*
3551  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3552  *
3553  * @inode: The inode we want to perform iput on
3554  *
3555  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3556  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3557  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3558  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3559  */
3560 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
3561 {
3562         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3563         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
3564
3565         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
3566                 return;
3567
3568         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3569         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3570         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
3571         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3572         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3573         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3574                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3575 }
3576
3577 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3578                                     struct btrfs_inode *inode)
3579 {
3580         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3581         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3582         iput(&inode->vfs_inode);
3583         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3584                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3585         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3586 }
3587
3588 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3589                                    struct btrfs_inode *inode)
3590 {
3591         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3592                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3593                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3594                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3595                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3596         }
3597 }
3598
3599 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3600 {
3601
3602         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3603         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3604                 struct btrfs_inode *inode;
3605
3606                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3607                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3608                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3609                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3610         }
3611         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3612 }
3613
3614 /**
3615  * Wait for flushing all delayed iputs
3616  *
3617  * @fs_info:  the filesystem
3618  *
3619  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3620  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3621  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3622  * that might get blocked on the iputs.
3623  *
3624  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3625  */
3626 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3627 {
3628         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3629                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3630         if (ret)
3631                 return -EINTR;
3632         return 0;
3633 }
3634
3635 /*
3636  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3637  * in the middle of an unlink.
3638  */
3639 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3640                      struct btrfs_inode *inode)
3641 {
3642         int ret;
3643
3644         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3645         if (ret && ret != -EEXIST) {
3646                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3647                 return ret;
3648         }
3649
3650         return 0;
3651 }
3652
3653 /*
3654  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3655  * this particular inode.
3656  */
3657 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3658                             struct btrfs_inode *inode)
3659 {
3660         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3661 }
3662
3663 /*
3664  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3665  * of this root.
3666  */
3667 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3668 {
3669         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3670         struct btrfs_path *path;
3671         struct extent_buffer *leaf;
3672         struct btrfs_key key, found_key;
3673         struct btrfs_trans_handle *trans;
3674         struct inode *inode;
3675         u64 last_objectid = 0;
3676         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3677
3678         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3679                 return 0;
3680
3681         path = btrfs_alloc_path();
3682         if (!path) {
3683                 ret = -ENOMEM;
3684                 goto out;
3685         }
3686         path->reada = READA_BACK;
3687
3688         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3689         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3690         key.offset = (u64)-1;
3691
3692         while (1) {
3693                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3694                 if (ret < 0)
3695                         goto out;
3696
3697                 /*
3698                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3699                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3700                  * find the key and see if we have stuff that matches
3701                  */
3702                 if (ret > 0) {
3703                         ret = 0;
3704                         if (path->slots[0] == 0)
3705                                 break;
3706                         path->slots[0]--;
3707                 }
3708
3709                 /* pull out the item */
3710                 leaf = path->nodes[0];
3711                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3712
3713                 /* make sure the item matches what we want */
3714                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3715                         break;
3716                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3717                         break;
3718
3719                 /* release the path since we're done with it */
3720                 btrfs_release_path(path);
3721
3722                 /*
3723                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3724                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3725                  * offset of the orphan item.
3726                  */
3727
3728                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3729                         btrfs_err(fs_info,
3730                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3731                         ret = -EINVAL;
3732                         goto out;
3733                 }
3734
3735                 last_objectid = found_key.offset;
3736
3737                 found_key.objectid = found_key.offset;
3738                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3739                 found_key.offset = 0;
3740                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3741                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3742                 if (ret && ret != -ENOENT)
3743                         goto out;
3744
3745                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3746                         struct btrfs_root *dead_root;
3747                         int is_dead_root = 0;
3748
3749                         /*
3750                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3751                          * could come from 2 sources:
3752                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3753                          *  b) a free space cache inode
3754                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3755                          * for a root must not get deleted before the deletion
3756                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3757                          *
3758                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3759                          * found all deleted roots and loaded them into
3760                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3761                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3762                          * up the root from that radix tree.
3763                          */
3764
3765                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3766                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3767                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3768                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3769                                 is_dead_root = 1;
3770                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3771
3772                         if (is_dead_root) {
3773                                 /* prevent this orphan from being found again */
3774                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3775                                 continue;
3776                         }
3777
3778                 }
3779
3780                 /*
3781                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3782                  * possibilities:
3783                  *
3784                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3785                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3786                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3787                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3788
3789                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3790                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3791                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3792                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3793                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3794                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3795                  *
3796                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3797                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3798                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3799                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3800                  * the orphan item.
3801                  *
3802                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3803                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3804                  * but either way, we can delete the orphan item.
3805                  */
3806                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3807                         if (!ret) {
3808                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3809                                 iput(inode);
3810                                 if (ret)
3811                                         goto out;
3812                         }
3813                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3814                         if (IS_ERR(trans)) {
3815                                 ret = PTR_ERR(trans);
3816                                 goto out;
3817                         }
3818                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3819                                     found_key.objectid);
3820                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3821                                                     found_key.objectid);
3822                         btrfs_end_transaction(trans);
3823                         if (ret)
3824                                 goto out;
3825                         continue;
3826                 }
3827
3828                 nr_unlink++;
3829
3830                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3831                 iput(inode);
3832         }
3833         /* release the path since we're done with it */
3834         btrfs_release_path(path);
3835
3836         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3837                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3838                 if (!IS_ERR(trans))
3839                         btrfs_end_transaction(trans);
3840         }
3841
3842         if (nr_unlink)
3843                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3844
3845 out:
3846         if (ret)
3847                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3848         btrfs_free_path(path);
3849         return ret;
3850 }
3851
3852 /*
3853  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3854  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3855  *
3856  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3857  */
3858 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3859                                           int slot, u64 objectid,
3860                                           int *first_xattr_slot)
3861 {
3862         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3863         struct btrfs_key found_key;
3864         static u64 xattr_access = 0;
3865         static u64 xattr_default = 0;
3866         int scanned = 0;
3867
3868         if (!xattr_access) {
3869                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3870                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3871                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3872                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3873         }
3874
3875         slot++;
3876         *first_xattr_slot = -1;
3877         while (slot < nritems) {
3878                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3879
3880                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3881                 if (found_key.objectid != objectid)
3882                         return 0;
3883
3884                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3885                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3886                         if (*first_xattr_slot == -1)
3887                                 *first_xattr_slot = slot;
3888                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3889                             found_key.offset == xattr_default)
3890                                 return 1;
3891                 }
3892
3893                 /*
3894                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3895                  * be any acls later on
3896                  */
3897                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3898                         return 0;
3899
3900                 slot++;
3901                 scanned++;
3902
3903                 /*
3904                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3905                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3906                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3907                  * this is just an optimization
3908                  */
3909                 if (scanned >= 8)
3910                         break;
3911         }
3912         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3913          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3914          * has acls
3915          */
3916         if (*first_xattr_slot == -1)
3917                 *first_xattr_slot = slot;
3918         return 1;
3919 }
3920
3921 /*
3922  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3923  */
3924 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3925                                    struct btrfs_path *in_path)
3926 {
3927         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3928         struct btrfs_path *path = in_path;
3929         struct extent_buffer *leaf;
3930         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3931         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3932         struct btrfs_key location;
3933         unsigned long ptr;
3934         int maybe_acls;
3935         u32 rdev;
3936         int ret;
3937         bool filled = false;
3938         int first_xattr_slot;
3939
3940         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3941         if (!ret)
3942                 filled = true;
3943
3944         if (!path) {
3945                 path = btrfs_alloc_path();
3946                 if (!path)
3947                         return -ENOMEM;
3948         }
3949
3950         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3951
3952         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3953         if (ret) {
3954                 if (path != in_path)
3955                         btrfs_free_path(path);
3956                 return ret;
3957         }
3958
3959         leaf = path->nodes[0];
3960
3961         if (filled)
3962                 goto cache_index;
3963
3964         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3965                                     struct btrfs_inode_item);
3966         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3967         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3968         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3969         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3970         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3971         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3972                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3973
3974         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3975         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3976
3977         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3978         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3979
3980         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3981         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3982
3983         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3984                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3985         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3986                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3987
3988         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3989         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3990         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3991
3992         inode_set_iversion_queried(inode,
3993                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3994         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3995         inode->i_rdev = 0;
3996         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3997
3998         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3999         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
4000                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4001
4002 cache_index:
4003         /*
4004          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
4005          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
4006          * idea about which extents were modified before we were evicted from
4007          * cache.
4008          *
4009          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
4010          * in delayed_nodes_tree.
4011          */
4012         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
4013                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
4014                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
4015
4016         /*
4017          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
4018          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
4019          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
4020          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
4021          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
4022          * replayed. For example, in the scenario:
4023          *
4024          * touch mydir/foo
4025          * ln mydir/foo mydir/bar
4026          * sync
4027          * unlink mydir/bar
4028          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
4029          * xfs_io -c fsync mydir/foo
4030          * <power failure>
4031          * mount fs, triggers fsync log replay
4032          *
4033          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
4034          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
4035          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
4036          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
4037          *
4038          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
4039          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
4040          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
4041          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
4042          */
4043         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4044
4045         /*
4046          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
4047          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
4048          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
4049          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
4050          */
4051         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
4052
4053         path->slots[0]++;
4054         if (inode->i_nlink != 1 ||
4055             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
4056                 goto cache_acl;
4057
4058         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
4059         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
4060                 goto cache_acl;
4061
4062         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
4063         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
4064                 struct btrfs_inode_ref *ref;
4065
4066                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
4067                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
4068         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
4069                 struct btrfs_inode_extref *extref;
4070
4071                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
4072                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
4073                                                                      extref);
4074         }
4075 cache_acl:
4076         /*
4077          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
4078          * any xattrs or acls
4079          */
4080         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
4081                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
4082         if (first_xattr_slot != -1) {
4083                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
4084                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
4085                 if (ret)
4086                         btrfs_err(fs_info,
4087                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
4088                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
4089                                   root->root_key.objectid, ret);
4090         }
4091         if (path != in_path)
4092                 btrfs_free_path(path);
4093
4094         if (!maybe_acls)
4095                 cache_no_acl(inode);
4096
4097         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
4098         case S_IFREG:
4099                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4100                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
4101                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
4102                 break;
4103         case S_IFDIR:
4104                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
4105                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
4106                 break;
4107         case S_IFLNK:
4108                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
4109                 inode_nohighmem(inode);
4110                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4111                 break;
4112         default:
4113                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
4114                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
4115                 break;
4116         }
4117
4118         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 /*
4123  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4124  */
4125 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4126                             struct extent_buffer *leaf,
4127                             struct btrfs_inode_item *item,
4128                             struct inode *inode)
4129 {
4130         struct btrfs_map_token token;
4131         u64 flags;
4132
4133         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4134
4135         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4136         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4137         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4138         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4139         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4140
4141         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4142                                      inode->i_atime.tv_sec);
4143         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4144                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4145
4146         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4147                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4148         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4149                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4150
4151         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4152                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4153         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4154                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4155
4156         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4157                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4158         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4159                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4160
4161         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4162         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4163                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4164         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4165         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4166         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4167         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4168                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4169         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4170         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4171 }
4172
4173 /*
4174  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4175  */
4176 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4177                                 struct btrfs_root *root,
4178                                 struct btrfs_inode *inode)
4179 {
4180         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4181         struct btrfs_path *path;
4182         struct extent_buffer *leaf;
4183         int ret;
4184
4185         path = btrfs_alloc_path();
4186         if (!path)
4187                 return -ENOMEM;
4188
4189         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4190         if (ret) {
4191                 if (ret > 0)
4192                         ret = -ENOENT;
4193                 goto failed;
4194         }
4195
4196         leaf = path->nodes[0];
4197         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4198                                     struct btrfs_inode_item);
4199
4200         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4201         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4202         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4203         ret = 0;
4204 failed:
4205         btrfs_free_path(path);
4206         return ret;
4207 }
4208
4209 /*
4210  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4211  */
4212 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4213                                 struct btrfs_root *root,
4214                                 struct btrfs_inode *inode)
4215 {
4216         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4217         int ret;
4218
4219         /*
4220          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4221          * if we put it into the delayed code.
4222          *
4223          * The data relocation inode should also be directly updated
4224          * without delay
4225          */
4226         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4227             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4228             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4229                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4230
4231                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4232                 if (!ret)
4233                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4234                 return ret;
4235         }
4236
4237         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4238 }
4239
4240 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4241                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4242 {
4243         int ret;
4244
4245         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4246         if (ret == -ENOSPC)
4247                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4248         return ret;
4249 }
4250
4251 /*
4252  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4253  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4254  * also drops the back refs in the inode to the directory
4255  */
4256 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4257                                 struct btrfs_inode *dir,
4258                                 struct btrfs_inode *inode,
4259                                 const char *name, int name_len,
4260                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4261 {
4262         struct btrfs_root *root = dir->root;
4263         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4264         struct btrfs_path *path;
4265         int ret = 0;
4266         struct btrfs_dir_item *di;
4267         u64 index;
4268         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4269         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4270
4271         path = btrfs_alloc_path();
4272         if (!path) {
4273                 ret = -ENOMEM;
4274                 goto out;
4275         }
4276
4277         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4278                                     name, name_len, -1);
4279         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4280                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4281                 goto err;
4282         }
4283         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4284         if (ret)
4285                 goto err;
4286         btrfs_release_path(path);
4287
4288         /*
4289          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4290          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4291          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4292          *
4293          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4294          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4295          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4296          * we update the inode item.
4297          */
4298         if (inode->dir_index) {
4299                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4300                 if (!ret) {
4301                         index = inode->dir_index;
4302                         goto skip_backref;
4303                 }
4304         }
4305
4306         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
4307                                   dir_ino, &index);
4308         if (ret) {
4309                 btrfs_info(fs_info,
4310                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4311                         name_len, name, ino, dir_ino);
4312                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4313                 goto err;
4314         }
4315 skip_backref:
4316         if (rename_ctx)
4317                 rename_ctx->index = index;
4318
4319         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4320         if (ret) {
4321                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4322                 goto err;
4323         }
4324
4325         /*
4326          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4327          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4328          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4329          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4330          */
4331         if (!rename_ctx) {
4332                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
4333                                            dir_ino);
4334                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
4335                                              index);
4336         }
4337
4338         /*
4339          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4340          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4341          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4342          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4343          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4344          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4345          * holding.
4346          */
4347         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4348 err:
4349         btrfs_free_path(path);
4350         if (ret)
4351                 goto out;
4352
4353         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
4354         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4355         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4356         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4357         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4358         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4359         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4360 out:
4361         return ret;
4362 }
4363
4364 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4365                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4366                        const char *name, int name_len)
4367 {
4368         int ret;
4369         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, name_len, NULL);
4370         if (!ret) {
4371                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4372                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4373         }
4374         return ret;
4375 }
4376
4377 /*
4378  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4379  *
4380  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4381  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4382  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4383  * allow the unlink to occur.
4384  */
4385 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
4386 {
4387         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4388
4389         /*
4390          * 1 for the possible orphan item
4391          * 1 for the dir item
4392          * 1 for the dir index
4393          * 1 for the inode ref
4394          * 1 for the inode
4395          * 1 for the parent inode
4396          */
4397         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4398 }
4399
4400 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4401 {
4402         struct btrfs_trans_handle *trans;
4403         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4404         int ret;
4405
4406         trans = __unlink_start_trans(dir);
4407         if (IS_ERR(trans))
4408                 return PTR_ERR(trans);
4409
4410         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4411                         0);
4412
4413         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4414                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4415                         dentry->d_name.len);
4416         if (ret)
4417                 goto out;
4418
4419         if (inode->i_nlink == 0) {
4420                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4421                 if (ret)
4422                         goto out;
4423         }
4424
4425 out:
4426         btrfs_end_transaction(trans);
4427         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4428         return ret;
4429 }
4430
4431 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4432                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4433 {
4434         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4435         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4436         struct btrfs_path *path;
4437         struct extent_buffer *leaf;
4438         struct btrfs_dir_item *di;
4439         struct btrfs_key key;
4440         const char *name = dentry->d_name.name;
4441         int name_len = dentry->d_name.len;
4442         u64 index;
4443         int ret;
4444         u64 objectid;
4445         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
4446
4447         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4448                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4449         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4450                 objectid = inode->location.objectid;
4451         } else {
4452                 WARN_ON(1);
4453                 return -EINVAL;
4454         }
4455
4456         path = btrfs_alloc_path();
4457         if (!path)
4458                 return -ENOMEM;
4459
4460         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4461                                    name, name_len, -1);
4462         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4463                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4464                 goto out;
4465         }
4466
4467         leaf = path->nodes[0];
4468         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4469         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4470         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4471         if (ret) {
4472                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4473                 goto out;
4474         }
4475         btrfs_release_path(path);
4476
4477         /*
4478          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4479          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4480          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4481          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4482          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4483          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4484          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4485          */
4486         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4487                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
4488                                                  name, name_len);
4489                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4490                         if (!di)
4491                                 ret = -ENOENT;
4492                         else
4493                                 ret = PTR_ERR(di);
4494                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4495                         goto out;
4496                 }
4497
4498                 leaf = path->nodes[0];
4499                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4500                 index = key.offset;
4501                 btrfs_release_path(path);
4502         } else {
4503                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4504                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4505                                          &index, name, name_len);
4506                 if (ret) {
4507                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4508                         goto out;
4509                 }
4510         }
4511
4512         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
4513         if (ret) {
4514                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4515                 goto out;
4516         }
4517
4518         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
4519         inode_inc_iversion(dir);
4520         dir->i_mtime = current_time(dir);
4521         dir->i_ctime = dir->i_mtime;
4522         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, BTRFS_I(dir));
4523         if (ret)
4524                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4525 out:
4526         btrfs_free_path(path);
4527         return ret;
4528 }
4529
4530 /*
4531  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4532  * default.
4533  */
4534 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4535 {
4536         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4537         struct btrfs_path *path;
4538         struct btrfs_dir_item *di;
4539         struct btrfs_key key;
4540         u64 dir_id;
4541         int ret;
4542
4543         path = btrfs_alloc_path();
4544         if (!path)
4545                 return -ENOMEM;
4546
4547         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4548         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4549         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4550                                    dir_id, "default", 7, 0);
4551         if (di && !IS_ERR(di)) {
4552                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4553                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4554                         ret = -EPERM;
4555                         btrfs_err(fs_info,
4556                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4557                                   key.objectid);
4558                         goto out;
4559                 }
4560                 btrfs_release_path(path);
4561         }
4562
4563         key.objectid = root->root_key.objectid;
4564         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4565         key.offset = (u64)-1;
4566
4567         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4568         if (ret < 0)
4569                 goto out;
4570         BUG_ON(ret == 0);
4571
4572         ret = 0;
4573         if (path->slots[0] > 0) {
4574                 path->slots[0]--;
4575                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4576                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4577                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4578                         ret = -ENOTEMPTY;
4579         }
4580 out:
4581         btrfs_free_path(path);
4582         return ret;
4583 }
4584
4585 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4586 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4587 {
4588         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4589         struct rb_node *node;
4590         struct rb_node *prev;
4591         struct btrfs_inode *entry;
4592         struct inode *inode;
4593         u64 objectid = 0;
4594
4595         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4596                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4597
4598         spin_lock(&root->inode_lock);
4599 again:
4600         node = root->inode_tree.rb_node;
4601         prev = NULL;
4602         while (node) {
4603                 prev = node;
4604                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4605
4606                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4607                         node = node->rb_left;
4608                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4609                         node = node->rb_right;
4610                 else
4611                         break;
4612         }
4613         if (!node) {
4614                 while (prev) {
4615                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4616                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4617                                 node = prev;
4618                                 break;
4619                         }
4620                         prev = rb_next(prev);
4621                 }
4622         }
4623         while (node) {
4624                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4625                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4626                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4627                 if (inode) {
4628                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4629                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4630                                 d_prune_aliases(inode);
4631                         /*
4632                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4633                          * cache when its usage count hits zero.
4634                          */
4635                         iput(inode);
4636                         cond_resched();
4637                         spin_lock(&root->inode_lock);
4638                         goto again;
4639                 }
4640
4641                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4642                         goto again;
4643
4644                 node = rb_next(node);
4645         }
4646         spin_unlock(&root->inode_lock);
4647 }
4648
4649 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4650 {
4651         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4652         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4653         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4654         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4655         struct btrfs_trans_handle *trans;
4656         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4657         u64 root_flags;
4658         int ret;
4659
4660         /*
4661          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4662          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4663          * again is not run concurrently.
4664          */
4665         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4666         if (dest->send_in_progress) {
4667                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4668                 btrfs_warn(fs_info,
4669                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4670                            dest->root_key.objectid);
4671                 return -EPERM;
4672         }
4673         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4674                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4675                 btrfs_warn(fs_info,
4676                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4677                            root->root_key.objectid);
4678                 return -EPERM;
4679         }
4680         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4681         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4682                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4683         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4684
4685         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4686
4687         ret = may_destroy_subvol(dest);
4688         if (ret)
4689                 goto out_up_write;
4690
4691         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4692         /*
4693          * One for dir inode,
4694          * two for dir entries,
4695          * two for root ref/backref.
4696          */
4697         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4698         if (ret)
4699                 goto out_up_write;
4700
4701         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4702         if (IS_ERR(trans)) {
4703                 ret = PTR_ERR(trans);
4704                 goto out_release;
4705         }
4706         trans->block_rsv = &block_rsv;
4707         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4708
4709         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4710
4711         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4712         if (ret) {
4713                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4714                 goto out_end_trans;
4715         }
4716
4717         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4718         if (ret) {
4719                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4720                 goto out_end_trans;
4721         }
4722
4723         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4724                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4725         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4726         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4727
4728         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4729                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4730                                         fs_info->tree_root,
4731                                         dest->root_key.objectid);
4732                 if (ret) {
4733                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4734                         goto out_end_trans;
4735                 }
4736         }
4737
4738         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4739                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4740                                   dest->root_key.objectid);
4741         if (ret && ret != -ENOENT) {
4742                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4743                 goto out_end_trans;
4744         }
4745         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4746                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4747                                           dest->root_item.received_uuid,
4748                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4749                                           dest->root_key.objectid);
4750                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4751                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4752                         goto out_end_trans;
4753                 }
4754         }
4755
4756         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4757         dest->anon_dev = 0;
4758 out_end_trans:
4759         trans->block_rsv = NULL;
4760         trans->bytes_reserved = 0;
4761         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4762         inode->i_flags |= S_DEAD;
4763 out_release:
4764         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4765 out_up_write:
4766         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4767         if (ret) {
4768                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4769                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4770                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4771                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4772                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4773         } else {
4774                 d_invalidate(dentry);
4775                 btrfs_prune_dentries(dest);
4776                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4777         }
4778
4779         return ret;
4780 }
4781
4782 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4783 {
4784         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4785         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4786         int err = 0;
4787         struct btrfs_trans_handle *trans;
4788         u64 last_unlink_trans;
4789
4790         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4791                 return -ENOTEMPTY;
4792         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4793                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4794                         btrfs_err(fs_info,
4795                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4796                         return -EOPNOTSUPP;
4797                 }
4798                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4799         }
4800
4801         trans = __unlink_start_trans(dir);
4802         if (IS_ERR(trans))
4803                 return PTR_ERR(trans);
4804
4805         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4806                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4807                 goto out;
4808         }
4809
4810         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4811         if (err)
4812                 goto out;
4813
4814         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4815
4816         /* now the directory is empty */
4817         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4818                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4819                         dentry->d_name.len);
4820         if (!err) {
4821                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4822                 /*
4823                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4824                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4825                  * log tree in the case we do something like this:
4826                  * 1) create dir foo
4827                  * 2) create snapshot under dir foo
4828                  * 3) delete the snapshot
4829                  * 4) rmdir foo
4830                  * 5) mkdir foo
4831                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4832                  */
4833                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4834                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4835         }
4836 out:
4837         btrfs_end_transaction(trans);
4838         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4839
4840         return err;
4841 }
4842
4843 /*
4844  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4845  * @inode - inode that we're zeroing
4846  * @from - the offset to start zeroing
4847  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4848  *      offset
4849  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4850  *
4851  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4852  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4853  */
4854 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4855                          int front)
4856 {
4857         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4858         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4859         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4860         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4861         struct extent_state *cached_state = NULL;
4862         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4863         bool only_release_metadata = false;
4864         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4865         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4866         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4867         struct page *page;
4868         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4869         size_t write_bytes = blocksize;
4870         int ret = 0;
4871         u64 block_start;
4872         u64 block_end;
4873
4874         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4875             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4876                 goto out;
4877
4878         block_start = round_down(from, blocksize);
4879         block_end = block_start + blocksize - 1;
4880
4881         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4882                                           blocksize);
4883         if (ret < 0) {
4884                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes) > 0) {
4885                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4886                         only_release_metadata = true;
4887                 } else {
4888                         goto out;
4889                 }
4890         }
4891         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4892         if (ret < 0) {
4893                 if (!only_release_metadata)
4894                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4895                                                        block_start, blocksize);
4896                 goto out;
4897         }
4898 again:
4899         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4900         if (!page) {
4901                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4902                                              blocksize, true);
4903                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4904                 ret = -ENOMEM;
4905                 goto out;
4906         }
4907         ret = set_page_extent_mapped(page);
4908         if (ret < 0)
4909                 goto out_unlock;
4910
4911         if (!PageUptodate(page)) {
4912                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4913                 lock_page(page);
4914                 if (page->mapping != mapping) {
4915                         unlock_page(page);
4916                         put_page(page);
4917                         goto again;
4918                 }
4919                 if (!PageUptodate(page)) {
4920                         ret = -EIO;
4921                         goto out_unlock;
4922                 }
4923         }
4924         wait_on_page_writeback(page);
4925
4926         lock_extent_bits(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4927
4928         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4929         if (ordered) {
4930                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4931                                      &cached_state);
4932                 unlock_page(page);
4933                 put_page(page);
4934                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
4935                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4936                 goto again;
4937         }
4938
4939         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4940                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4941                          0, 0, &cached_state);
4942
4943         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4944                                         &cached_state);
4945         if (ret) {
4946                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4947                                      &cached_state);
4948                 goto out_unlock;
4949         }
4950
4951         if (offset != blocksize) {
4952                 if (!len)
4953                         len = blocksize - offset;
4954                 if (front)
4955                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4956                                      offset);
4957                 else
4958                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4959                                      len);
4960         }
4961         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4962                                  block_end + 1 - block_start);
4963         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4964         unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4965
4966         if (only_release_metadata)
4967                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4968                                EXTENT_NORESERVE, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS, NULL);
4969
4970 out_unlock:
4971         if (ret) {
4972                 if (only_release_metadata)
4973                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4974                 else
4975                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4976                                         block_start, blocksize, true);
4977         }
4978         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4979         unlock_page(page);
4980         put_page(page);
4981 out:
4982         if (only_release_metadata)
4983                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4984         extent_changeset_free(data_reserved);
4985         return ret;
4986 }
4987
4988 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4989                              u64 offset, u64 len)
4990 {
4991         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4992         struct btrfs_trans_handle *trans;
4993         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4994         int ret;
4995
4996         /*
4997          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4998          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4999          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
5000          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
5001          */
5002         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
5003                 return 0;
5004
5005         /*
5006          * 1 - for the one we're dropping
5007          * 1 - for the one we're adding
5008          * 1 - for updating the inode.
5009          */
5010         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
5011         if (IS_ERR(trans))
5012                 return PTR_ERR(trans);
5013
5014         drop_args.start = offset;
5015         drop_args.end = offset + len;
5016         drop_args.drop_cache = true;
5017
5018         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
5019         if (ret) {
5020                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5021                 btrfs_end_transaction(trans);
5022                 return ret;
5023         }
5024
5025         ret = btrfs_insert_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
5026                         offset, 0, 0, len, 0, len, 0, 0, 0);
5027         if (ret) {
5028                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5029         } else {
5030                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
5031                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5032         }
5033         btrfs_end_transaction(trans);
5034         return ret;
5035 }
5036
5037 /*
5038  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
5039  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
5040  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
5041  * the range between oldsize and size
5042  */
5043 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
5044 {
5045         struct btrfs_root *root = inode->root;
5046         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5047         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
5048         struct extent_map *em = NULL;
5049         struct extent_state *cached_state = NULL;
5050         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
5051         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
5052         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
5053         u64 last_byte;
5054         u64 cur_offset;
5055         u64 hole_size;
5056         int err = 0;
5057
5058         /*
5059          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
5060          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
5061          * expose stale data.
5062          */
5063         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
5064         if (err)
5065                 return err;
5066
5067         if (size <= hole_start)
5068                 return 0;
5069
5070         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
5071                                            &cached_state);
5072         cur_offset = hole_start;
5073         while (1) {
5074                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
5075                                       block_end - cur_offset);
5076                 if (IS_ERR(em)) {
5077                         err = PTR_ERR(em);
5078                         em = NULL;
5079                         break;
5080                 }
5081                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
5082                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
5083                 hole_size = last_byte - cur_offset;
5084
5085                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
5086                         struct extent_map *hole_em;
5087
5088                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
5089                                                 hole_size);
5090                         if (err)
5091                                 break;
5092
5093                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5094                                                         cur_offset, hole_size);
5095                         if (err)
5096                                 break;
5097
5098                         btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5099                                                 cur_offset + hole_size - 1, 0);
5100                         hole_em = alloc_extent_map();
5101                         if (!hole_em) {
5102                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5103                                 goto next;
5104                         }
5105                         hole_em->start = cur_offset;
5106                         hole_em->len = hole_size;
5107                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5108
5109                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5110                         hole_em->block_len = 0;
5111                         hole_em->orig_block_len = 0;
5112                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5113                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5114                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5115
5116                         while (1) {
5117                                 write_lock(&em_tree->lock);
5118                                 err = add_extent_mapping(em_tree, hole_em, 1);
5119                                 write_unlock(&em_tree->lock);
5120                                 if (err != -EEXIST)
5121                                         break;
5122                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5123                                                         cur_offset +
5124                                                         hole_size - 1, 0);
5125                         }
5126                         free_extent_map(hole_em);
5127                 } else {
5128                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5129                                                         cur_offset, hole_size);
5130                         if (err)
5131                                 break;
5132                 }
5133 next:
5134                 free_extent_map(em);
5135                 em = NULL;
5136                 cur_offset = last_byte;
5137                 if (cur_offset >= block_end)
5138                         break;
5139         }
5140         free_extent_map(em);
5141         unlock_extent_cached(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5142         return err;
5143 }
5144
5145 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5146 {
5147         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5148         struct btrfs_trans_handle *trans;
5149         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5150         loff_t newsize = attr->ia_size;
5151         int mask = attr->ia_valid;
5152         int ret;
5153
5154         /*
5155          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5156          * special case where we need to update the times despite not having
5157          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5158          * explicitly if it wants a timestamp update.
5159          */
5160         if (newsize != oldsize) {
5161                 inode_inc_iversion(inode);
5162                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5163                         inode->i_mtime = current_time(inode);
5164                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5165                 }
5166         }
5167
5168         if (newsize > oldsize) {
5169                 /*
5170                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5171                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5172                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5173                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5174                  * this truncation.
5175                  */
5176                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5177                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5178                 if (ret) {
5179                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5180                         return ret;
5181                 }
5182
5183                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5184                 if (IS_ERR(trans)) {
5185                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5186                         return PTR_ERR(trans);
5187                 }
5188
5189                 i_size_write(inode, newsize);
5190                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5191                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5192                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5193                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5194                 btrfs_end_transaction(trans);
5195         } else {
5196                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5197
5198                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5199                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5200                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5201                                         (u64)-1);
5202                         if (ret)
5203                                 return ret;
5204                 }
5205
5206                 /*
5207                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5208                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5209                  * on close.
5210                  */
5211                 if (newsize == 0)
5212                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5213                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5214
5215                 truncate_setsize(inode, newsize);
5216
5217                 inode_dio_wait(inode);
5218
5219                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
5220                 if (ret && inode->i_nlink) {
5221                         int err;
5222
5223                         /*
5224                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5225                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5226                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5227                          * in-memory size to match.
5228                          */
5229                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5230                         if (err)
5231                                 return err;
5232                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5233                 }
5234         }
5235
5236         return ret;
5237 }
5238
5239 static int btrfs_setattr(struct user_namespace *mnt_userns, struct dentry *dentry,
5240                          struct iattr *attr)
5241 {
5242         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5243         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5244         int err;
5245
5246         if (btrfs_root_readonly(root))
5247                 return -EROFS;
5248
5249         err = setattr_prepare(mnt_userns, dentry, attr);
5250         if (err)
5251                 return err;
5252
5253         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5254                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5255                 if (err)
5256                         return err;
5257         }
5258
5259         if (attr->ia_valid) {
5260                 setattr_copy(mnt_userns, inode, attr);
5261                 inode_inc_iversion(inode);
5262                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
5263
5264                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5265                         err = posix_acl_chmod(mnt_userns, inode, inode->i_mode);
5266         }
5267
5268         return err;
5269 }
5270
5271 /*
5272  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5273  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5274  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5275  * huge amount of calls to lock_extent_bits() and clear_extent_bit(),
5276  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5277  * wasting lots of time.
5278  *
5279  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5280  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5281  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5282  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5283  */
5284 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5285 {
5286         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5287         struct extent_map_tree *map_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
5288         struct rb_node *node;
5289
5290         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5291         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5292
5293         write_lock(&map_tree->lock);
5294         while (!RB_EMPTY_ROOT(&map_tree->map.rb_root)) {
5295                 struct extent_map *em;
5296
5297                 node = rb_first_cached(&map_tree->map);
5298                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
5299                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
5300                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
5301                 remove_extent_mapping(map_tree, em);
5302                 free_extent_map(em);
5303                 if (need_resched()) {
5304                         write_unlock(&map_tree->lock);
5305                         cond_resched();
5306                         write_lock(&map_tree->lock);
5307                 }
5308         }
5309         write_unlock(&map_tree->lock);
5310
5311         /*
5312          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5313          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5314          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5315          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5316          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5317          * ranges can still be locked and eviction started because before
5318          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5319          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5320          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5321          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5322          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5323          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5324          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5325          * use-after-free issue.
5326          */
5327         spin_lock(&io_tree->lock);
5328         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5329                 struct extent_state *state;
5330                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5331                 u64 start;
5332                 u64 end;
5333                 unsigned state_flags;
5334
5335                 node = rb_first(&io_tree->state);
5336                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5337                 start = state->start;
5338                 end = state->end;
5339                 state_flags = state->state;
5340                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5341
5342                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
5343
5344                 /*
5345                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5346                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5347                  * So we need to free its reserved space here.
5348                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5349                  *
5350                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5351                  */
5352                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5353                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5354                                                end - start + 1);
5355
5356                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5357                                  EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
5358                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1, 1,
5359                                  &cached_state);
5360
5361                 cond_resched();
5362                 spin_lock(&io_tree->lock);
5363         }
5364         spin_unlock(&io_tree->lock);
5365 }
5366
5367 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5368                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5369 {
5370         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5371         struct btrfs_trans_handle *trans;
5372         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5373         int ret;
5374
5375         /*
5376          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5377          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5378          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5379          *
5380          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5381          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5382          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5383          * delayed refs activity by truncating.
5384          *
5385          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5386          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5387          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5388          */
5389         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5390                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5391         if (ret) {
5392                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5393                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5394                 if (ret) {
5395                         btrfs_warn(fs_info,
5396                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5397                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5398                 }
5399                 delayed_refs_extra = 0;
5400         }
5401
5402         trans = btrfs_join_transaction(root);
5403         if (IS_ERR(trans))
5404                 return trans;
5405
5406         if (delayed_refs_extra) {
5407                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5408                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5409                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5410                                         delayed_refs_extra, 1);
5411         }
5412         return trans;
5413 }
5414
5415 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5416 {
5417         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5418         struct btrfs_trans_handle *trans;
5419         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5420         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5421         int ret;
5422
5423         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5424
5425         if (!root) {
5426                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5427                 clear_inode(inode);
5428                 return;
5429         }
5430
5431         evict_inode_truncate_pages(inode);
5432
5433         if (inode->i_nlink &&
5434             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5435               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5436              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5437                 goto no_delete;
5438
5439         if (is_bad_inode(inode))
5440                 goto no_delete;
5441
5442         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5443
5444         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5445                 goto no_delete;
5446
5447         if (inode->i_nlink > 0) {
5448                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5449                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5450                 goto no_delete;
5451         }
5452
5453         /*
5454          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5455          * the inode update is released.
5456          */
5457         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5458         if (ret)
5459                 goto no_delete;
5460
5461         /*
5462          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5463          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5464          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5465          * the truncate.
5466          */
5467         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5468
5469         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5470         if (!rsv)
5471                 goto no_delete;
5472         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5473         rsv->failfast = true;
5474
5475         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5476
5477         while (1) {
5478                 struct btrfs_truncate_control control = {
5479                         .inode = BTRFS_I(inode),
5480                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5481                         .new_size = 0,
5482                         .min_type = 0,
5483                 };
5484
5485                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5486                 if (IS_ERR(trans))
5487                         goto free_rsv;
5488
5489                 trans->block_rsv = rsv;
5490
5491                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5492                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5493                 btrfs_end_transaction(trans);
5494                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5495                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5496                         goto free_rsv;
5497                 else if (!ret)
5498                         break;
5499         }
5500
5501         /*
5502          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5503          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5504          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5505          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5506          *
5507          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5508          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5509          */
5510         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5511         if (!IS_ERR(trans)) {
5512                 trans->block_rsv = rsv;
5513                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5514                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5515                 btrfs_end_transaction(trans);
5516         }
5517
5518 free_rsv:
5519         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5520 no_delete:
5521         /*
5522          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5523          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5524          * to retry these periodically in the future.
5525          */
5526         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5527         fsverity_cleanup_inode(inode);
5528         clear_inode(inode);
5529 }
5530
5531 /*
5532  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5533  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5534  *
5535  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5536  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5537  */
5538 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5539                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5540 {
5541         const char *name = dentry->d_name.name;
5542         int namelen = dentry->d_name.len;
5543         struct btrfs_dir_item *di;
5544         struct btrfs_path *path;
5545         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5546         int ret = 0;
5547
5548         path = btrfs_alloc_path();
5549         if (!path)
5550                 return -ENOMEM;
5551
5552         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5553                         name, namelen, 0);
5554         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5555                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5556                 goto out;
5557         }
5558
5559         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5560         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5561             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5562                 ret = -EUCLEAN;
5563                 btrfs_warn(root->fs_info,
5564 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5565                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5566                            location->objectid, location->type, location->offset);
5567         }
5568         if (!ret)
5569                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5570 out:
5571         btrfs_free_path(path);
5572         return ret;
5573 }
5574
5575 /*
5576  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5577  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5578  * is kind of like crossing a mount point.
5579  */
5580 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5581                                     struct inode *dir,
5582                                     struct dentry *dentry,
5583                                     struct btrfs_key *location,
5584                                     struct btrfs_root **sub_root)
5585 {
5586         struct btrfs_path *path;
5587         struct btrfs_root *new_root;
5588         struct btrfs_root_ref *ref;
5589         struct extent_buffer *leaf;
5590         struct btrfs_key key;
5591         int ret;
5592         int err = 0;
5593
5594         path = btrfs_alloc_path();
5595         if (!path) {
5596                 err = -ENOMEM;
5597                 goto out;
5598         }
5599
5600         err = -ENOENT;
5601         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5602         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5603         key.offset = location->objectid;
5604
5605         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5606         if (ret) {
5607                 if (ret < 0)
5608                         err = ret;
5609                 goto out;
5610         }
5611
5612         leaf = path->nodes[0];
5613         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5614         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5615             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5616                 goto out;
5617
5618         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5619                                    (unsigned long)(ref + 1),
5620                                    dentry->d_name.len);
5621         if (ret)
5622                 goto out;
5623
5624         btrfs_release_path(path);
5625
5626         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5627         if (IS_ERR(new_root)) {
5628                 err = PTR_ERR(new_root);
5629                 goto out;
5630         }
5631
5632         *sub_root = new_root;
5633         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5634         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5635         location->offset = 0;
5636         err = 0;
5637 out:
5638         btrfs_free_path(path);
5639         return err;
5640 }
5641
5642 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5643 {
5644         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5645         struct btrfs_inode *entry;
5646         struct rb_node **p;
5647         struct rb_node *parent;
5648         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5649         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5650
5651         if (inode_unhashed(inode))
5652                 return;
5653         parent = NULL;
5654         spin_lock(&root->inode_lock);
5655         p = &root->inode_tree.rb_node;
5656         while (*p) {
5657                 parent = *p;
5658                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5659
5660                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5661                         p = &parent->rb_left;
5662                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5663                         p = &parent->rb_right;
5664                 else {
5665                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5666                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5667                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5668                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5669                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5670                         return;
5671                 }
5672         }
5673         rb_link_node(new, parent, p);
5674         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5675         spin_unlock(&root->inode_lock);
5676 }
5677
5678 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5679 {
5680         struct btrfs_root *root = inode->root;
5681         int empty = 0;
5682
5683         spin_lock(&root->inode_lock);
5684         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5685                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5686                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5687                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5688         }
5689         spin_unlock(&root->inode_lock);
5690
5691         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5692                 spin_lock(&root->inode_lock);
5693                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5694                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5695                 if (empty)
5696                         btrfs_add_dead_root(root);
5697         }
5698 }
5699
5700
5701 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5702 {
5703         struct btrfs_iget_args *args = p;
5704
5705         inode->i_ino = args->ino;
5706         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5707         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5708         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5709         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5710         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5711         return 0;
5712 }
5713
5714 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5715 {
5716         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5717
5718         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5719                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5720 }
5721
5722 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5723                                        struct btrfs_root *root)
5724 {
5725         struct inode *inode;
5726         struct btrfs_iget_args args;
5727         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5728
5729         args.ino = ino;
5730         args.root = root;
5731
5732         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5733                              btrfs_init_locked_inode,
5734                              (void *)&args);
5735         return inode;
5736 }
5737
5738 /*
5739  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5740  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5741  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5742  * later.
5743  */
5744 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5745                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5746 {
5747         struct inode *inode;
5748
5749         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5750         if (!inode)
5751                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5752
5753         if (inode->i_state & I_NEW) {
5754                 int ret;
5755
5756                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5757                 if (!ret) {
5758                         inode_tree_add(inode);
5759                         unlock_new_inode(inode);
5760                 } else {
5761                         iget_failed(inode);
5762                         /*
5763                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5764                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5765                          * was not found.
5766                          */
5767                         if (ret > 0)
5768                                 ret = -ENOENT;
5769                         inode = ERR_PTR(ret);
5770                 }
5771         }
5772
5773         return inode;
5774 }
5775
5776 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5777 {
5778         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5779 }
5780
5781 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5782                                     struct btrfs_key *key,
5783                                     struct btrfs_root *root)
5784 {
5785         struct inode *inode = new_inode(s);
5786
5787         if (!inode)
5788                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5789
5790         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5791         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5792         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5793
5794         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5795         /*
5796          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5797          * associated with the dentry
5798          */
5799         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5800         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5801         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5802         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5803         inode->i_mtime = current_time(inode);
5804         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5805         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5806         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5807
5808         return inode;
5809 }
5810
5811 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5812 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5813 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5814 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5815 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5816 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5817 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5818 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5819
5820 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5821 {
5822         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5823 }
5824
5825 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5826 {
5827         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5828         struct inode *inode;
5829         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5830         struct btrfs_root *sub_root = root;
5831         struct btrfs_key location;
5832         u8 di_type = 0;
5833         int ret = 0;
5834
5835         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5836                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5837
5838         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5839         if (ret < 0)
5840                 return ERR_PTR(ret);
5841
5842         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5843                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5844                 if (IS_ERR(inode))
5845                         return inode;
5846
5847                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5848                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5849                         btrfs_crit(fs_info,
5850 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5851                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5852                                   di_type);
5853                         iput(inode);
5854                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5855                 }
5856                 return inode;
5857         }
5858
5859         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5860                                        &location, &sub_root);
5861         if (ret < 0) {
5862                 if (ret != -ENOENT)
5863                         inode = ERR_PTR(ret);
5864                 else
5865                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5866         } else {
5867                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5868                 btrfs_put_root(sub_root);
5869
5870                 if (IS_ERR(inode))
5871                         return inode;
5872
5873                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5874                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5875                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5876                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5877                 if (ret) {
5878                         iput(inode);
5879                         inode = ERR_PTR(ret);
5880                 }
5881         }
5882
5883         return inode;
5884 }
5885
5886 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5887 {
5888         struct btrfs_root *root;
5889         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5890
5891         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5892                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5893
5894         if (inode) {
5895                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5896                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5897                         return 1;
5898
5899                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5900                         return 1;
5901         }
5902         return 0;
5903 }
5904
5905 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5906                                    unsigned int flags)
5907 {
5908         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5909
5910         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5911                 inode = NULL;
5912         return d_splice_alias(inode, dentry);
5913 }
5914
5915 /*
5916  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5917  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5918  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5919  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5920  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5921  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5922  * tree lock.
5923  */
5924 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5925 {
5926         struct btrfs_file_private *private;
5927
5928         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5929         if (!private)
5930                 return -ENOMEM;
5931         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5932         if (!private->filldir_buf) {
5933                 kfree(private);
5934                 return -ENOMEM;
5935         }
5936         file->private_data = private;
5937         return 0;
5938 }
5939
5940 struct dir_entry {
5941         u64 ino;
5942         u64 offset;
5943         unsigned type;
5944         int name_len;
5945 };
5946
5947 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5948 {
5949         while (entries--) {
5950                 struct dir_entry *entry = addr;
5951                 char *name = (char *)(entry + 1);
5952
5953                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5954                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5955                                          get_unaligned(&entry->ino),
5956                                          get_unaligned(&entry->type)))
5957                         return 1;
5958                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5959                         get_unaligned(&entry->name_len);
5960                 ctx->pos++;
5961         }
5962         return 0;
5963 }
5964
5965 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5966 {
5967         struct inode *inode = file_inode(file);
5968         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5969         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5970         struct btrfs_dir_item *di;
5971         struct btrfs_key key;
5972         struct btrfs_key found_key;
5973         struct btrfs_path *path;
5974         void *addr;
5975         struct list_head ins_list;
5976         struct list_head del_list;
5977         int ret;
5978         char *name_ptr;
5979         int name_len;
5980         int entries = 0;
5981         int total_len = 0;
5982         bool put = false;
5983         struct btrfs_key location;
5984
5985         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5986                 return 0;
5987
5988         path = btrfs_alloc_path();
5989         if (!path)
5990                 return -ENOMEM;
5991
5992         addr = private->filldir_buf;
5993         path->reada = READA_FORWARD;
5994
5995         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5996         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5997         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5998
5999 again:
6000         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6001         key.offset = ctx->pos;
6002         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
6003
6004         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
6005                 struct dir_entry *entry;
6006                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6007
6008                 if (found_key.objectid != key.objectid)
6009                         break;
6010                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
6011                         break;
6012                 if (found_key.offset < ctx->pos)
6013                         continue;
6014                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
6015                         continue;
6016                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
6017                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
6018                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
6019                     PAGE_SIZE) {
6020                         btrfs_release_path(path);
6021                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6022                         if (ret)
6023                                 goto nopos;
6024                         addr = private->filldir_buf;
6025                         entries = 0;
6026                         total_len = 0;
6027                         goto again;
6028                 }
6029
6030                 entry = addr;
6031                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6032                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6033                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
6034                                    name_len);
6035                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
6036                                 &entry->type);
6037                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6038                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6039                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6040                 entries++;
6041                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6042                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6043         }
6044         /* Catch error encountered during iteration */
6045         if (ret < 0)
6046                 goto err;
6047
6048         btrfs_release_path(path);
6049
6050         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6051         if (ret)
6052                 goto nopos;
6053
6054         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6055         if (ret)
6056                 goto nopos;
6057
6058         /*
6059          * Stop new entries from being returned after we return the last
6060          * entry.
6061          *
6062          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6063          * offset.  This means that new entries created during readdir
6064          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6065          * This has broken buggy programs which operate on names as
6066          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6067          * we have this hack to stop new entries from being returned
6068          * under the assumption that they'll never reach this huge
6069          * offset.
6070          *
6071          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6072          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6073          * in the past.
6074          */
6075         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6076                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6077         else
6078                 ctx->pos = INT_MAX;
6079 nopos:
6080         ret = 0;
6081 err:
6082         if (put)
6083                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6084         btrfs_free_path(path);
6085         return ret;
6086 }
6087
6088 /*
6089  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6090  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6091  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6092  * to keep or drop this code.
6093  */
6094 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
6095 {
6096         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6097         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6098         struct btrfs_trans_handle *trans;
6099         int ret;
6100
6101         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
6102                 return 0;
6103
6104         trans = btrfs_join_transaction(root);
6105         if (IS_ERR(trans))
6106                 return PTR_ERR(trans);
6107
6108         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6109         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6110                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6111                 btrfs_end_transaction(trans);
6112                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6113                 if (IS_ERR(trans))
6114                         return PTR_ERR(trans);
6115
6116                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6117         }
6118         btrfs_end_transaction(trans);
6119         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
6120                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6121
6122         return ret;
6123 }
6124
6125 /*
6126  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6127  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6128  */
6129 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6130                              int flags)
6131 {
6132         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6133         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6134
6135         if (btrfs_root_readonly(root))
6136                 return -EROFS;
6137
6138         if (flags & S_VERSION)
6139                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6140         if (flags & S_CTIME)
6141                 inode->i_ctime = *now;
6142         if (flags & S_MTIME)
6143                 inode->i_mtime = *now;
6144         if (flags & S_ATIME)
6145                 inode->i_atime = *now;
6146         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
6147 }
6148
6149 /*
6150  * find the highest existing sequence number in a directory
6151  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6152  * free sequence numbers
6153  */
6154 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6155 {
6156         struct btrfs_root *root = inode->root;
6157         struct btrfs_key key, found_key;
6158         struct btrfs_path *path;
6159         struct extent_buffer *leaf;
6160         int ret;
6161
6162         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6163         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6164         key.offset = (u64)-1;
6165
6166         path = btrfs_alloc_path();
6167         if (!path)
6168                 return -ENOMEM;
6169
6170         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6171         if (ret < 0)
6172                 goto out;
6173         /* FIXME: we should be able to handle this */
6174         if (ret == 0)
6175                 goto out;
6176         ret = 0;
6177
6178         if (path->slots[0] == 0) {
6179                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6180                 goto out;
6181         }
6182
6183         path->slots[0]--;
6184
6185         leaf = path->nodes[0];
6186         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6187
6188         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6189             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6190                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6191                 goto out;
6192         }
6193
6194         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6195 out:
6196         btrfs_free_path(path);
6197         return ret;
6198 }
6199
6200 /*
6201  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6202  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6203  */
6204 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6205 {
6206         int ret = 0;
6207
6208         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6209                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6210                 if (ret) {
6211                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6212                         if (ret)
6213                                 return ret;
6214                 }
6215         }
6216
6217         *index = dir->index_cnt;
6218         dir->index_cnt++;
6219
6220         return ret;
6221 }
6222
6223 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6224 {
6225         struct btrfs_iget_args args;
6226
6227         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6228         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6229
6230         return insert_inode_locked4(inode,
6231                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6232                    btrfs_find_actor, &args);
6233 }
6234
6235 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6236                             unsigned int *trans_num_items)
6237 {
6238         struct inode *dir = args->dir;
6239         struct inode *inode = args->inode;
6240         int ret;
6241
6242         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6243         if (ret)
6244                 return ret;
6245
6246         /* 1 to add inode item */
6247         *trans_num_items = 1;
6248         /* 1 to add compression property */
6249         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6250                 (*trans_num_items)++;
6251         /* 1 to add default ACL xattr */
6252         if (args->default_acl)
6253                 (*trans_num_items)++;
6254         /* 1 to add access ACL xattr */
6255         if (args->acl)
6256                 (*trans_num_items)++;
6257 #ifdef CONFIG_SECURITY
6258         /* 1 to add LSM xattr */
6259         if (dir->i_security)
6260                 (*trans_num_items)++;
6261 #endif
6262         if (args->orphan) {
6263                 /* 1 to add orphan item */
6264                 (*trans_num_items)++;
6265         } else {
6266                 /*
6267                  * 1 to add dir item
6268                  * 1 to add dir index
6269                  * 1 to update parent inode item
6270                  *
6271                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6272                  * inserted in a batch together with the inode item at
6273                  * btrfs_create_new_inode().
6274                  */
6275                 *trans_num_items += 3;
6276         }
6277         return 0;
6278 }
6279
6280 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6281 {
6282         posix_acl_release(args->acl);
6283         posix_acl_release(args->default_acl);
6284 }
6285
6286 /*
6287  * Inherit flags from the parent inode.
6288  *
6289  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6290  */
6291 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
6292 {
6293         unsigned int flags;
6294
6295         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
6296
6297         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6298                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6299                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6300         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6301                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6302                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6303         }
6304
6305         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6306                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6307                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
6308                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6309         }
6310
6311         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
6312 }
6313
6314 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6315                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6316 {
6317         struct inode *dir = args->dir;
6318         struct inode *inode = args->inode;
6319         const char *name = args->orphan ? NULL : args->dentry->d_name.name;
6320         int name_len = args->orphan ? 0 : args->dentry->d_name.len;
6321         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6322         struct btrfs_root *root;
6323         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6324         struct btrfs_key *location;
6325         struct btrfs_path *path;
6326         u64 objectid;
6327         struct btrfs_inode_ref *ref;
6328         struct btrfs_key key[2];
6329         u32 sizes[2];
6330         struct btrfs_item_batch batch;
6331         unsigned long ptr;
6332         int ret;
6333
6334         path = btrfs_alloc_path();
6335         if (!path)
6336                 return -ENOMEM;
6337
6338         if (!args->subvol)
6339                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6340         root = BTRFS_I(inode)->root;
6341
6342         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6343         if (ret)
6344                 goto out;
6345         inode->i_ino = objectid;
6346
6347         if (args->orphan) {
6348                 /*
6349                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6350                  * fill in an inode item with the correct link count.
6351                  */
6352                 set_nlink(inode, 0);
6353         } else {
6354                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6355
6356                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6357                 if (ret)
6358                         goto out;
6359         }
6360         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6361         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6362         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6363         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6364
6365         /*
6366          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6367          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6368          * change it now without compatibility issues.
6369          */
6370         if (!args->subvol)
6371                 btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6372
6373         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6374                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6375                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6376                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6377                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6378                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6379         }
6380
6381         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6382         location->objectid = objectid;
6383         location->offset = 0;
6384         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6385
6386         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6387         if (ret < 0) {
6388                 if (!args->orphan)
6389                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6390                 goto out;
6391         }
6392
6393         /*
6394          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6395          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6396          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6397          * old info in the log.
6398          */
6399         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6400
6401         key[0].objectid = objectid;
6402         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6403         key[0].offset = 0;
6404
6405         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6406
6407         if (!args->orphan) {
6408                 /*
6409                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6410                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6411                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6412                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6413                  */
6414                 key[1].objectid = objectid;
6415                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6416                 if (args->subvol) {
6417                         key[1].offset = objectid;
6418                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6419                 } else {
6420                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6421                         sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6422                 }
6423         }
6424
6425         batch.keys = &key[0];
6426         batch.data_sizes = &sizes[0];
6427         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6428         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6429         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6430         if (ret != 0) {
6431                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6432                 goto discard;
6433         }
6434
6435         inode->i_mtime = current_time(inode);
6436         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6437         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6438         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6439
6440         /*
6441          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6442          * must be fully initialized.
6443          */
6444
6445         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6446                                   struct btrfs_inode_item);
6447         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6448                              sizeof(*inode_item));
6449         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6450
6451         if (!args->orphan) {
6452                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6453                                      struct btrfs_inode_ref);
6454                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6455                 if (args->subvol) {
6456                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6457                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6458                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6459                 } else {
6460                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6461                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6462                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6463                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6464                 }
6465         }
6466
6467         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6468         /*
6469          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6470          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6471          * allocating yet another path. So just free our path.
6472          */
6473         btrfs_free_path(path);
6474         path = NULL;
6475
6476         if (args->subvol) {
6477                 struct inode *parent;
6478
6479                 /*
6480                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6481                  * not the directory they were created in.
6482                  */
6483                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6484                                     BTRFS_I(dir)->root);
6485                 if (IS_ERR(parent)) {
6486                         ret = PTR_ERR(parent);
6487                 } else {
6488                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6489                         iput(parent);
6490                 }
6491         } else {
6492                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6493         }
6494         if (ret) {
6495                 btrfs_err(fs_info,
6496                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6497                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6498                           ret);
6499         }
6500
6501         /*
6502          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6503          * probably a bug.
6504          */
6505         if (!args->subvol) {
6506                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6507                 if (ret) {
6508                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6509                         goto discard;
6510                 }
6511         }
6512
6513         inode_tree_add(inode);
6514
6515         trace_btrfs_inode_new(inode);
6516         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6517
6518         btrfs_update_root_times(trans, root);
6519
6520         if (args->orphan) {
6521                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6522         } else {
6523                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6524                                      name_len, 0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6525         }
6526         if (ret) {
6527                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6528                 goto discard;
6529         }
6530
6531         return 0;
6532
6533 discard:
6534         /*
6535          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6536          * to the inode.
6537          */
6538         ihold(inode);
6539         discard_new_inode(inode);
6540 out:
6541         btrfs_free_path(path);
6542         return ret;
6543 }
6544
6545 /*
6546  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6547  * a give name and a given sequence number.
6548  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6549  * inode to the parent directory.
6550  */
6551 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6552                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6553                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6554 {
6555         int ret = 0;
6556         struct btrfs_key key;
6557         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6558         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6559         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6560
6561         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6562                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6563         } else {
6564                 key.objectid = ino;
6565                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6566                 key.offset = 0;
6567         }
6568
6569         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6570                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6571                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6572                                          index, name, name_len);
6573         } else if (add_backref) {
6574                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6575                                              parent_ino, index);
6576         }
6577
6578         /* Nothing to clean up yet */
6579         if (ret)
6580                 return ret;
6581
6582         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6583                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6584         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6585                 goto fail_dir_item;
6586         else if (ret) {
6587                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6588                 return ret;
6589         }
6590
6591         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6592                            name_len * 2);
6593         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6594         /*
6595          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6596          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6597          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6598          * values (the ones it had when the fsync was done).
6599          */
6600         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6601                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6602
6603                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6604                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6605         }
6606         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6607         if (ret)
6608                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6609         return ret;
6610
6611 fail_dir_item:
6612         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6613                 u64 local_index;
6614                 int err;
6615                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6616                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6617                                          &local_index, name, name_len);
6618                 if (err)
6619                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6620         } else if (add_backref) {
6621                 u64 local_index;
6622                 int err;
6623
6624                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6625                                           ino, parent_ino, &local_index);
6626                 if (err)
6627                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6628         }
6629
6630         /* Return the original error code */
6631         return ret;
6632 }
6633
6634 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6635                                struct inode *inode)
6636 {
6637         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6638         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6639         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6640                 .dir = dir,
6641                 .dentry = dentry,
6642                 .inode = inode,
6643         };
6644         unsigned int trans_num_items;
6645         struct btrfs_trans_handle *trans;
6646         int err;
6647
6648         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6649         if (err)
6650                 goto out_inode;
6651
6652         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6653         if (IS_ERR(trans)) {
6654                 err = PTR_ERR(trans);
6655                 goto out_new_inode_args;
6656         }
6657
6658         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6659         if (!err)
6660                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6661
6662         btrfs_end_transaction(trans);
6663         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6664 out_new_inode_args:
6665         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6666 out_inode:
6667         if (err)
6668                 iput(inode);
6669         return err;
6670 }
6671
6672 static int btrfs_mknod(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6673                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6674 {
6675         struct inode *inode;
6676
6677         inode = new_inode(dir->i_sb);
6678         if (!inode)
6679                 return -ENOMEM;
6680         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6681         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6682         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6683         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6684 }
6685
6686 static int btrfs_create(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6687                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6688 {
6689         struct inode *inode;
6690
6691         inode = new_inode(dir->i_sb);
6692         if (!inode)
6693                 return -ENOMEM;
6694         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6695         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6696         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6697         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6698         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6699 }
6700
6701 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6702                       struct dentry *dentry)
6703 {
6704         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6705         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6706         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6707         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6708         u64 index;
6709         int err;
6710         int drop_inode = 0;
6711
6712         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6713         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6714                 return -EXDEV;
6715
6716         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6717                 return -EMLINK;
6718
6719         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6720         if (err)
6721                 goto fail;
6722
6723         /*
6724          * 2 items for inode and inode ref
6725          * 2 items for dir items
6726          * 1 item for parent inode
6727          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6728          */
6729         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6730         if (IS_ERR(trans)) {
6731                 err = PTR_ERR(trans);
6732                 trans = NULL;
6733                 goto fail;
6734         }
6735
6736         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6737         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6738         inc_nlink(inode);
6739         inode_inc_iversion(inode);
6740         inode->i_ctime = current_time(inode);
6741         ihold(inode);
6742         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6743
6744         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6745                              dentry->d_name.name, dentry->d_name.len, 1, index);
6746
6747         if (err) {
6748                 drop_inode = 1;
6749         } else {
6750                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6751
6752                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6753                 if (err)
6754                         goto fail;
6755                 if (inode->i_nlink == 1) {
6756                         /*
6757                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6758                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6759                          */
6760                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6761                         if (err)
6762                                 goto fail;
6763                 }
6764                 d_instantiate(dentry, inode);
6765                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6766         }
6767
6768 fail:
6769         if (trans)
6770                 btrfs_end_transaction(trans);
6771         if (drop_inode) {
6772                 inode_dec_link_count(inode);
6773                 iput(inode);
6774         }
6775         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6776         return err;
6777 }
6778
6779 static int btrfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6780                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6781 {
6782         struct inode *inode;
6783
6784         inode = new_inode(dir->i_sb);
6785         if (!inode)
6786                 return -ENOMEM;
6787         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6788         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6789         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6790         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6791 }
6792
6793 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6794                                       struct page *page,
6795                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6796                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6797 {
6798         int ret;
6799         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6800         char *tmp;
6801         size_t max_size;
6802         unsigned long inline_size;
6803         unsigned long ptr;
6804         int compress_type;
6805
6806         WARN_ON(pg_offset != 0);
6807         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6808         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6809         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6810         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6811         if (!tmp)
6812                 return -ENOMEM;
6813         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6814
6815         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6816
6817         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6818         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6819                                extent_offset, inline_size, max_size);
6820
6821         /*
6822          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6823          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6824          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6825          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6826          * cover that region here.
6827          */
6828
6829         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE)
6830                 memzero_page(page,  pg_offset + max_size,
6831                              PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6832         kfree(tmp);
6833         return ret;
6834 }
6835
6836 /**
6837  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6838  * @inode:      file to search in
6839  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6840  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6841  * @start:      file offset
6842  * @len:        length of range starting at @start
6843  *
6844  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6845  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6846  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6847  * extent_map.
6848  *
6849  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6850  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6851  *
6852  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6853  */
6854 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6855                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6856                                     u64 start, u64 len)
6857 {
6858         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6859         int ret = 0;
6860         u64 extent_start = 0;
6861         u64 extent_end = 0;
6862         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6863         int extent_type = -1;
6864         struct btrfs_path *path = NULL;
6865         struct btrfs_root *root = inode->root;
6866         struct btrfs_file_extent_item *item;
6867         struct extent_buffer *leaf;
6868         struct btrfs_key found_key;
6869         struct extent_map *em = NULL;
6870         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6871         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
6872
6873         read_lock(&em_tree->lock);
6874         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6875         read_unlock(&em_tree->lock);
6876
6877         if (em) {
6878                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6879                         free_extent_map(em);
6880                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6881                         free_extent_map(em);
6882                 else
6883                         goto out;
6884         }
6885         em = alloc_extent_map();
6886         if (!em) {
6887                 ret = -ENOMEM;
6888                 goto out;
6889         }
6890         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6891         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6892         em->len = (u64)-1;
6893         em->block_len = (u64)-1;
6894
6895         path = btrfs_alloc_path();
6896         if (!path) {
6897                 ret = -ENOMEM;
6898                 goto out;
6899         }
6900
6901         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6902         path->reada = READA_FORWARD;
6903
6904         /*
6905          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6906          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6907          * point the commit_root has everything we need.
6908          */
6909         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6910                 path->search_commit_root = 1;
6911                 path->skip_locking = 1;
6912         }
6913
6914         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6915         if (ret < 0) {
6916                 goto out;
6917         } else if (ret > 0) {
6918                 if (path->slots[0] == 0)
6919                         goto not_found;
6920                 path->slots[0]--;
6921                 ret = 0;
6922         }
6923
6924         leaf = path->nodes[0];
6925         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6926                               struct btrfs_file_extent_item);
6927         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6928         if (found_key.objectid != objectid ||
6929             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6930                 /*
6931                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6932                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6933                  * say there is a hole for our whole search range which can
6934                  * cause problems.
6935                  */
6936                 extent_end = start;
6937                 goto next;
6938         }
6939
6940         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6941         extent_start = found_key.offset;
6942         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6943         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6944             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6945                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6946                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6947                         ret = -EUCLEAN;
6948                         btrfs_crit(fs_info,
6949                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6950                                    btrfs_ino(inode));
6951                         goto out;
6952                 }
6953                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6954                                                        extent_start);
6955         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6956                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6957                                                       path->slots[0],
6958                                                       extent_start);
6959         }
6960 next:
6961         if (start >= extent_end) {
6962                 path->slots[0]++;
6963                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6964                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6965                         if (ret < 0)
6966                                 goto out;
6967                         else if (ret > 0)
6968                                 goto not_found;
6969
6970                         leaf = path->nodes[0];
6971                 }
6972                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6973                 if (found_key.objectid != objectid ||
6974                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6975                         goto not_found;
6976                 if (start + len <= found_key.offset)
6977                         goto not_found;
6978                 if (start > found_key.offset)
6979                         goto next;
6980
6981                 /* New extent overlaps with existing one */
6982                 em->start = start;
6983                 em->orig_start = start;
6984                 em->len = found_key.offset - start;
6985                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6986                 goto insert;
6987         }
6988
6989         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
6990
6991         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6992             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6993                 goto insert;
6994         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6995                 unsigned long ptr;
6996                 char *map;
6997                 size_t size;
6998                 size_t extent_offset;
6999                 size_t copy_size;
7000
7001                 if (!page)
7002                         goto out;
7003
7004                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
7005                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
7006                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
7007                                   size - extent_offset);
7008                 em->start = extent_start + extent_offset;
7009                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
7010                 em->orig_block_len = em->len;
7011                 em->orig_start = em->start;
7012                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
7013
7014                 if (!PageUptodate(page)) {
7015                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
7016                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
7017                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
7018                                                         extent_offset, item);
7019                                 if (ret)
7020                                         goto out;
7021                         } else {
7022                                 map = kmap_local_page(page);
7023                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
7024                                                    copy_size);
7025                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
7026                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
7027                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
7028                                                copy_size);
7029                                 }
7030                                 kunmap_local(map);
7031                         }
7032                         flush_dcache_page(page);
7033                 }
7034                 set_extent_uptodate(io_tree, em->start,
7035                                     extent_map_end(em) - 1, NULL, GFP_NOFS);
7036                 goto insert;
7037         }
7038 not_found:
7039         em->start = start;
7040         em->orig_start = start;
7041         em->len = len;
7042         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7043 insert:
7044         ret = 0;
7045         btrfs_release_path(path);
7046         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
7047                 btrfs_err(fs_info,
7048                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
7049                           em->start, em->len, start, len);
7050                 ret = -EIO;
7051                 goto out;
7052         }
7053
7054         write_lock(&em_tree->lock);
7055         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
7056         write_unlock(&em_tree->lock);
7057 out:
7058         btrfs_free_path(path);
7059
7060         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
7061
7062         if (ret) {
7063                 free_extent_map(em);
7064                 return ERR_PTR(ret);
7065         }
7066         return em;
7067 }
7068
7069 struct extent_map *btrfs_get_extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode,
7070                                            u64 start, u64 len)
7071 {
7072         struct extent_map *em;
7073         struct extent_map *hole_em = NULL;
7074         u64 delalloc_start = start;
7075         u64 end;
7076         u64 delalloc_len;
7077         u64 delalloc_end;
7078         int err = 0;
7079
7080         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, len);
7081         if (IS_ERR(em))
7082                 return em;
7083         /*
7084          * If our em maps to:
7085          * - a hole or
7086          * - a pre-alloc extent,
7087          * there might actually be delalloc bytes behind it.
7088          */
7089         if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE &&
7090             !test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7091                 return em;
7092         else
7093                 hole_em = em;
7094
7095         /* check to see if we've wrapped (len == -1 or similar) */
7096         end = start + len;
7097         if (end < start)
7098                 end = (u64)-1;
7099         else
7100                 end -= 1;
7101
7102         em = NULL;
7103
7104         /* ok, we didn't find anything, lets look for delalloc */
7105         delalloc_len = count_range_bits(&inode->io_tree, &delalloc_start,
7106                                  end, len, EXTENT_DELALLOC, 1);
7107         delalloc_end = delalloc_start + delalloc_len;
7108         if (delalloc_end < delalloc_start)
7109                 delalloc_end = (u64)-1;
7110
7111         /*
7112          * We didn't find anything useful, return the original results from
7113          * get_extent()
7114          */
7115         if (delalloc_start > end || delalloc_end <= start) {
7116                 em = hole_em;
7117                 hole_em = NULL;
7118                 goto out;
7119         }
7120
7121         /*
7122          * Adjust the delalloc_start to make sure it doesn't go backwards from
7123          * the start they passed in
7124          */
7125         delalloc_start = max(start, delalloc_start);
7126         delalloc_len = delalloc_end - delalloc_start;
7127
7128         if (delalloc_len > 0) {
7129                 u64 hole_start;
7130                 u64 hole_len;
7131                 const u64 hole_end = extent_map_end(hole_em);
7132
7133                 em = alloc_extent_map();
7134                 if (!em) {
7135                         err = -ENOMEM;
7136                         goto out;
7137                 }
7138
7139                 ASSERT(hole_em);
7140                 /*
7141                  * When btrfs_get_extent can't find anything it returns one
7142                  * huge hole
7143                  *
7144                  * Make sure what it found really fits our range, and adjust to
7145                  * make sure it is based on the start from the caller
7146                  */
7147                 if (hole_end <= start || hole_em->start > end) {
7148                        free_extent_map(hole_em);
7149                        hole_em = NULL;
7150                 } else {
7151                        hole_start = max(hole_em->start, start);
7152                        hole_len = hole_end - hole_start;
7153                 }
7154
7155                 if (hole_em && delalloc_start > hole_start) {
7156                         /*
7157                          * Our hole starts before our delalloc, so we have to
7158                          * return just the parts of the hole that go until the
7159                          * delalloc starts
7160                          */
7161                         em->len = min(hole_len, delalloc_start - hole_start);
7162                         em->start = hole_start;
7163                         em->orig_start = hole_start;
7164                         /*
7165                          * Don't adjust block start at all, it is fixed at
7166                          * EXTENT_MAP_HOLE
7167                          */
7168                         em->block_start = hole_em->block_start;
7169                         em->block_len = hole_len;
7170                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &hole_em->flags))
7171                                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
7172                 } else {
7173                         /*
7174                          * Hole is out of passed range or it starts after
7175                          * delalloc range
7176                          */
7177                         em->start = delalloc_start;
7178                         em->len = delalloc_len;
7179                         em->orig_start = delalloc_start;
7180                         em->block_start = EXTENT_MAP_DELALLOC;
7181                         em->block_len = delalloc_len;
7182                 }
7183         } else {
7184                 return hole_em;
7185         }
7186 out:
7187
7188         free_extent_map(hole_em);
7189         if (err) {
7190                 free_extent_map(em);
7191                 return ERR_PTR(err);
7192         }
7193         return em;
7194 }
7195
7196 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7197                                                   const u64 start,
7198                                                   const u64 len,
7199                                                   const u64 orig_start,
7200                                                   const u64 block_start,
7201                                                   const u64 block_len,
7202                                                   const u64 orig_block_len,
7203                                                   const u64 ram_bytes,
7204                                                   const int type)
7205 {
7206         struct extent_map *em = NULL;
7207         int ret;
7208
7209         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7210                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7211                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7212                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7213                                   type);
7214                 if (IS_ERR(em))
7215                         goto out;
7216         }
7217         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7218                                        block_len, 0,
7219                                        (1 << type) |
7220                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7221                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7222         if (ret) {
7223                 if (em) {
7224                         free_extent_map(em);
7225                         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + len - 1, 0);
7226                 }
7227                 em = ERR_PTR(ret);
7228         }
7229  out:
7230
7231         return em;
7232 }
7233
7234 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7235                                                   u64 start, u64 len)
7236 {
7237         struct btrfs_root *root = inode->root;
7238         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7239         struct extent_map *em;
7240         struct btrfs_key ins;
7241         u64 alloc_hint;
7242         int ret;
7243
7244         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7245         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7246                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7247         if (ret)
7248                 return ERR_PTR(ret);
7249
7250         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7251                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7252                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7253         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7254         if (IS_ERR(em))
7255                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7256                                            1);
7257
7258         return em;
7259 }
7260
7261 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7262 {
7263         struct btrfs_block_group *block_group;
7264         bool readonly = false;
7265
7266         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7267         if (!block_group || block_group->ro)
7268                 readonly = true;
7269         if (block_group)
7270                 btrfs_put_block_group(block_group);
7271         return readonly;
7272 }
7273
7274 /*
7275  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7276  *
7277  * @offset:     File offset
7278  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7279  *              range
7280  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7281  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7282  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7283  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7284  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7285  *
7286  * Return:
7287  * >0   and update @len if we can do nocow write
7288  *  0   if we can't do nocow write
7289  * <0   if error happened
7290  *
7291  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7292  *       any ordered extents.
7293  */
7294 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7295                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7296                               u64 *ram_bytes, bool strict)
7297 {
7298         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7299         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7300         struct btrfs_path *path;
7301         int ret;
7302         struct extent_buffer *leaf;
7303         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7304         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7305         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7306         struct btrfs_key key;
7307         int found_type;
7308
7309         path = btrfs_alloc_path();
7310         if (!path)
7311                 return -ENOMEM;
7312
7313         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7314                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7315         if (ret < 0)
7316                 goto out;
7317
7318         if (ret == 1) {
7319                 if (path->slots[0] == 0) {
7320                         /* can't find the item, must cow */
7321                         ret = 0;
7322                         goto out;
7323                 }
7324                 path->slots[0]--;
7325         }
7326         ret = 0;
7327         leaf = path->nodes[0];
7328         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7329         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7330             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7331                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7332                 goto out;
7333         }
7334
7335         if (key.offset > offset) {
7336                 /* Wrong offset, must cow */
7337                 goto out;
7338         }
7339
7340         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7341                 goto out;
7342
7343         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7344         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7345         if (ram_bytes)
7346                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7347
7348         nocow_args.start = offset;
7349         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7350         nocow_args.strict = strict;
7351         nocow_args.free_path = true;
7352
7353         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7354         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7355         path = NULL;
7356
7357         if (ret != 1) {
7358                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7359                 ret = 0;
7360                 goto out;
7361         }
7362
7363         ret = 0;
7364         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7365                 goto out;
7366
7367         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7368             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7369                 u64 range_end;
7370
7371                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7372                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7373                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7374                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7375                 if (ret) {
7376                         ret = -EAGAIN;
7377                         goto out;
7378                 }
7379         }
7380
7381         if (orig_start)
7382                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7383         if (orig_block_len)
7384                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7385
7386         *len = nocow_args.num_bytes;
7387         ret = 1;
7388 out:
7389         btrfs_free_path(path);
7390         return ret;
7391 }
7392
7393 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7394                               struct extent_state **cached_state,
7395                               unsigned int iomap_flags)
7396 {
7397         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7398         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7399         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7400         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7401         int ret = 0;
7402
7403         while (1) {
7404                 if (nowait) {
7405                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend))
7406                                 return -EAGAIN;
7407                 } else {
7408                         lock_extent_bits(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7409                 }
7410                 /*
7411                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7412                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7413                  * extents in this range.
7414                  */
7415                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7416                                                      lockend - lockstart + 1);
7417
7418                 /*
7419                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7420                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7421                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7422                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7423                  * get stale data.
7424                  */
7425                 if (!ordered &&
7426                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7427                                                          lockstart, lockend)))
7428                         break;
7429
7430                 unlock_extent_cached(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7431
7432                 if (ordered) {
7433                         if (nowait) {
7434                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7435                                 ret = -EAGAIN;
7436                                 break;
7437                         }
7438                         /*
7439                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7440                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7441                          * to complete and retry, because if we do so we can
7442                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7443                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7444                          * than one extent map, if at this point has already
7445                          * created an ordered extent for a previous extent map
7446                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7447                          * concurrent write against that previous extent map's
7448                          * range and this range started (we unlock the ranges
7449                          * in the io tree only when the bios complete and
7450                          * buffered writes always lock pages before attempting
7451                          * to lock range in the io tree).
7452                          */
7453                         if (writing ||
7454                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7455                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7456                         else
7457                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7458                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7459                 } else {
7460                         /*
7461                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7462                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7463                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7464                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7465                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7466                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7467                          * ordered dio extent we created before but did not have
7468                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7469                          * complete), which makes readahead wait for that
7470                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7471                          * that page.
7472                          */
7473                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7474                 }
7475
7476                 if (ret)
7477                         break;
7478
7479                 cond_resched();
7480         }
7481
7482         return ret;
7483 }
7484
7485 /* The callers of this must take lock_extent() */
7486 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7487                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7488                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7489                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7490                                        int type)
7491 {
7492         struct extent_map_tree *em_tree;
7493         struct extent_map *em;
7494         int ret;
7495
7496         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7497                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7498                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7499                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7500
7501         em_tree = &inode->extent_tree;
7502         em = alloc_extent_map();
7503         if (!em)
7504                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7505
7506         em->start = start;
7507         em->orig_start = orig_start;
7508         em->len = len;
7509         em->block_len = block_len;
7510         em->block_start = block_start;
7511         em->orig_block_len = orig_block_len;
7512         em->ram_bytes = ram_bytes;
7513         em->generation = -1;
7514         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7515         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7516                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7517         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7518                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7519                 em->compress_type = compress_type;
7520         }
7521
7522         do {
7523                 btrfs_drop_extent_cache(inode, em->start,
7524                                         em->start + em->len - 1, 0);
7525                 write_lock(&em_tree->lock);
7526                 ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
7527                 write_unlock(&em_tree->lock);
7528                 /*
7529                  * The caller has taken lock_extent(), who could race with us
7530                  * to add em?
7531                  */
7532         } while (ret == -EEXIST);
7533
7534         if (ret) {
7535                 free_extent_map(em);
7536                 return ERR_PTR(ret);
7537         }
7538
7539         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7540         return em;
7541 }
7542
7543
7544 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7545                                          struct inode *inode,
7546                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7547                                          u64 start, u64 len,
7548                                          unsigned int iomap_flags)
7549 {
7550         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7551         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7552         struct extent_map *em = *map;
7553         int type;
7554         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7555         struct btrfs_block_group *bg;
7556         bool can_nocow = false;
7557         bool space_reserved = false;
7558         u64 prev_len;
7559         int ret = 0;
7560
7561         /*
7562          * We don't allocate a new extent in the following cases
7563          *
7564          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7565          * existing extent.
7566          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7567          * just use the extent.
7568          *
7569          */
7570         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7571             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7572              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7573                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7574                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7575                 else
7576                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7577                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7578                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7579
7580                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7581                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false) == 1) {
7582                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7583                         if (bg)
7584                                 can_nocow = true;
7585                 }
7586         }
7587
7588         prev_len = len;
7589         if (can_nocow) {
7590                 struct extent_map *em2;
7591
7592                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7593                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7594                                                       nowait);
7595                 if (ret < 0) {
7596                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7597                         free_extent_map(em);
7598                         *map = NULL;
7599                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7600                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7601                                 ret = -EAGAIN;
7602                         goto out;
7603                 }
7604                 space_reserved = true;
7605
7606                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7607                                               orig_start, block_start,
7608                                               len, orig_block_len,
7609                                               ram_bytes, type);
7610                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7611                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7612                         free_extent_map(em);
7613                         *map = em2;
7614                         em = em2;
7615                 }
7616
7617                 if (IS_ERR(em2)) {
7618                         ret = PTR_ERR(em2);
7619                         goto out;
7620                 }
7621
7622                 dio_data->nocow_done = true;
7623         } else {
7624                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7625                 free_extent_map(em);
7626                 *map = NULL;
7627
7628                 if (nowait)
7629                         return -EAGAIN;
7630
7631                 /*
7632                  * If we could not allocate data space before locking the file
7633                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7634                  */
7635                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7636                         return -ENOSPC;
7637
7638                 /*
7639                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7640                  * so now we reserve only metadata.
7641                  */
7642                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7643                                                       false);
7644                 if (ret < 0)
7645                         goto out;
7646                 space_reserved = true;
7647
7648                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7649                 if (IS_ERR(em)) {
7650                         ret = PTR_ERR(em);
7651                         goto out;
7652                 }
7653                 *map = em;
7654                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7655                 if (len < prev_len)
7656                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7657                                                         prev_len - len, true);
7658         }
7659
7660         /*
7661          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7662          * for an outstanding extent.
7663          */
7664         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7665
7666         /*
7667          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7668          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7669          */
7670         if (start + len > i_size_read(inode))
7671                 i_size_write(inode, start + len);
7672 out:
7673         if (ret && space_reserved) {
7674                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7675                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7676         }
7677         return ret;
7678 }
7679
7680 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7681                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7682                 struct iomap *srcmap)
7683 {
7684         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7685         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7686         struct extent_map *em;
7687         struct extent_state *cached_state = NULL;
7688         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7689         u64 lockstart, lockend;
7690         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7691         int ret = 0;
7692         u64 len = length;
7693         const u64 data_alloc_len = length;
7694         bool unlock_extents = false;
7695
7696         /*
7697          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7698          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7699          */
7700         if (!write)
7701                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7702
7703         lockstart = start;
7704         lockend = start + len - 1;
7705
7706         /*
7707          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7708          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7709          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7710          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7711          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7712          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7713          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7714          *
7715          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7716          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7717          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7718          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7719          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7720          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7721          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7722          * the file range yet.
7723          */
7724         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7725                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7726                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7727                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7728                                                           lockstart, lockend))
7729                                 return -EAGAIN;
7730                 } else {
7731                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7732                                                        start + length - 1);
7733                         if (ret)
7734                                 return ret;
7735                 }
7736         }
7737
7738         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7739
7740         /*
7741          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7742          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7743          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7744          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7745          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7746          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7747          * NOCOW write.
7748          */
7749         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7750                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7751                                                   &dio_data->data_reserved,
7752                                                   start, data_alloc_len);
7753                 if (!ret)
7754                         dio_data->data_space_reserved = true;
7755                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7756                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7757                         goto err;
7758         }
7759
7760         /*
7761          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7762          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7763          * NOWAIT read/write and we need to block.
7764          */
7765         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7766         if (ret < 0)
7767                 goto err;
7768
7769         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7770         if (IS_ERR(em)) {
7771                 ret = PTR_ERR(em);
7772                 goto unlock_err;
7773         }
7774
7775         /*
7776          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7777          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7778          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7779          * buffered path.
7780          *
7781          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7782          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7783          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7784          *
7785          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7786          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7787          * the generic code.
7788          */
7789         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7790             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7791                 free_extent_map(em);
7792                 /*
7793                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7794                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7795                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7796                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7797                  * space - this happens if we were able to read some data from
7798                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7799                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7800                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7801                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7802                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7803                  */
7804                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7805                 goto unlock_err;
7806         }
7807
7808         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7809
7810         /*
7811          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7812          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7813          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7814          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7815          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7816          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7817          *
7818          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7819          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7820          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7821          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7822          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7823          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7824          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7825          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7826          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7827          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7828          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7829          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7830          */
7831         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7832                 free_extent_map(em);
7833                 ret = -EAGAIN;
7834                 goto unlock_err;
7835         }
7836
7837         if (write) {
7838                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7839                                                     start, len, flags);
7840                 if (ret < 0)
7841                         goto unlock_err;
7842                 unlock_extents = true;
7843                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7844                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7845                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7846                         u64 release_offset;
7847                         u64 release_len = 0;
7848
7849                         if (dio_data->nocow_done) {
7850                                 release_offset = start;
7851                                 release_len = data_alloc_len;
7852                         } else if (len < data_alloc_len) {
7853                                 release_offset = start + len;
7854                                 release_len = data_alloc_len - len;
7855                         }
7856
7857                         if (release_len > 0)
7858                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7859                                                                dio_data->data_reserved,
7860                                                                release_offset,
7861                                                                release_len);
7862                 }
7863         } else {
7864                 /*
7865                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7866                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7867                  */
7868                 lockstart = start + len;
7869                 if (lockstart < lockend)
7870                         unlock_extents = true;
7871         }
7872
7873         if (unlock_extents)
7874                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
7875                                      lockstart, lockend, &cached_state);
7876         else
7877                 free_extent_state(cached_state);
7878
7879         /*
7880          * Translate extent map information to iomap.
7881          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7882          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7883          */
7884         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7885             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7886                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7887                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7888         } else {
7889                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7890                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7891         }
7892         iomap->offset = start;
7893         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7894         iomap->length = len;
7895
7896         if (write && btrfs_use_zone_append(BTRFS_I(inode), em->block_start))
7897                 iomap->flags |= IOMAP_F_ZONE_APPEND;
7898
7899         free_extent_map(em);
7900
7901         return 0;
7902
7903 unlock_err:
7904         unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7905                              &cached_state);
7906 err:
7907         if (dio_data->data_space_reserved) {
7908                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7909                                                dio_data->data_reserved,
7910                                                start, data_alloc_len);
7911                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7912         }
7913
7914         return ret;
7915 }
7916
7917 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7918                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7919 {
7920         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7921         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7922         size_t submitted = dio_data->submitted;
7923         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7924         int ret = 0;
7925
7926         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7927                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7928                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1);
7929                 return 0;
7930         }
7931
7932         if (submitted < length) {
7933                 pos += submitted;
7934                 length -= submitted;
7935                 if (write)
7936                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), NULL,
7937                                                        pos, length, false);
7938                 else
7939                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7940                                       pos + length - 1);
7941                 ret = -ENOTBLK;
7942         }
7943
7944         if (write)
7945                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7946         return ret;
7947 }
7948
7949 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7950 {
7951         /*
7952          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7953          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7954          */
7955         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7956                 return;
7957
7958         if (btrfs_op(&dip->bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7959                 btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(dip->inode), NULL,
7960                                                dip->file_offset, dip->bytes,
7961                                                !dip->bio.bi_status);
7962         } else {
7963                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7964                               dip->file_offset,
7965                               dip->file_offset + dip->bytes - 1);
7966         }
7967
7968         kfree(dip->csums);
7969         bio_endio(&dip->bio);
7970 }
7971
7972 static void submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
7973                                   int mirror_num,
7974                                   enum btrfs_compression_type compress_type)
7975 {
7976         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7977         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7978
7979         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
7980
7981         refcount_inc(&dip->refs);
7982         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
7983 }
7984
7985 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct btrfs_dio_private *dip,
7986                                              struct btrfs_bio *bbio,
7987                                              const bool uptodate)
7988 {
7989         struct inode *inode = dip->inode;
7990         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
7991         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
7992         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7993         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7994         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
7995         struct bvec_iter iter;
7996         struct bio_vec bv;
7997         u32 offset;
7998
7999         btrfs_bio_for_each_sector(fs_info, bv, bbio, iter, offset) {
8000                 u64 start = bbio->file_offset + offset;
8001
8002                 if (uptodate &&
8003                     (!csum || !btrfs_check_data_csum(inode, bbio, offset, bv.bv_page,
8004                                                bv.bv_offset))) {
8005                         clean_io_failure(fs_info, failure_tree, io_tree, start,
8006                                          bv.bv_page, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8007                                          bv.bv_offset);
8008                 } else {
8009                         int ret;
8010
8011                         ret = btrfs_repair_one_sector(inode, bbio, offset,
8012                                         bv.bv_page, bv.bv_offset,
8013                                         submit_dio_repair_bio);
8014                         if (ret)
8015                                 err = errno_to_blk_status(ret);
8016                 }
8017         }
8018
8019         return err;
8020 }
8021
8022 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(struct inode *inode,
8023                                                      struct bio *bio,
8024                                                      u64 dio_file_offset)
8025 {
8026         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, dio_file_offset, false);
8027 }
8028
8029 static void btrfs_end_dio_bio(struct bio *bio)
8030 {
8031         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
8032         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
8033         blk_status_t err = bio->bi_status;
8034
8035         if (err)
8036                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
8037                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
8038                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
8039                            bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
8040                            bio->bi_iter.bi_size, err);
8041
8042         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ)
8043                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip, bbio, !err);
8044
8045         if (err)
8046                 dip->bio.bi_status = err;
8047
8048         btrfs_record_physical_zoned(dip->inode, bbio->file_offset, bio);
8049
8050         bio_put(bio);
8051         btrfs_dio_private_put(dip);
8052 }
8053
8054 static void btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio, struct inode *inode,
8055                                  u64 file_offset, int async_submit)
8056 {
8057         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8058         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
8059         blk_status_t ret;
8060
8061         /* Save the original iter for read repair */
8062         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_READ)
8063                 btrfs_bio(bio)->iter = bio->bi_iter;
8064
8065         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
8066                 goto map;
8067
8068         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
8069                 /* Check btrfs_submit_data_write_bio() for async submit rules */
8070                 if (async_submit && !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers) &&
8071                     btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, 0, file_offset,
8072                                         btrfs_submit_bio_start_direct_io))
8073                         return;
8074
8075                 /*
8076                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
8077                  * bio now.
8078                  */
8079                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, false);
8080                 if (ret) {
8081                         bio->bi_status = ret;
8082                         bio_endio(bio);
8083                         return;
8084                 }
8085         } else {
8086                 btrfs_bio(bio)->csum = btrfs_csum_ptr(fs_info, dip->csums,
8087                                                       file_offset - dip->file_offset);
8088         }
8089 map:
8090         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, 0);
8091 }
8092
8093 static void btrfs_submit_direct(const struct iomap_iter *iter,
8094                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
8095 {
8096         struct btrfs_dio_private *dip =
8097                 container_of(dio_bio, struct btrfs_dio_private, bio);
8098         struct inode *inode = iter->inode;
8099         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
8100         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8101         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
8102                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
8103         struct bio *bio;
8104         u64 start_sector;
8105         int async_submit = 0;
8106         u64 submit_len;
8107         u64 clone_offset = 0;
8108         u64 clone_len;
8109         u64 logical;
8110         int ret;
8111         blk_status_t status;
8112         struct btrfs_io_geometry geom;
8113         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
8114         struct extent_map *em = NULL;
8115
8116         dip->inode = inode;
8117         dip->file_offset = file_offset;
8118         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8119         refcount_set(&dip->refs, 1);
8120         dip->csums = NULL;
8121
8122         if (!write && !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
8123                 unsigned int nr_sectors =
8124                         (dio_bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
8125
8126                 /*
8127                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
8128                  * contention when submitting bios.
8129                  */
8130                 status = BLK_STS_RESOURCE;
8131                 dip->csums = kcalloc(nr_sectors, fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
8132                 if (!dip)
8133                         goto out_err;
8134
8135                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, dip->csums);
8136                 if (status != BLK_STS_OK)
8137                         goto out_err;
8138         }
8139
8140         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
8141         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8142
8143         do {
8144                 logical = start_sector << 9;
8145                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, submit_len);
8146                 if (IS_ERR(em)) {
8147                         status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(em));
8148                         em = NULL;
8149                         goto out_err_em;
8150                 }
8151                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(dio_bio),
8152                                             logical, &geom);
8153                 if (ret) {
8154                         status = errno_to_blk_status(ret);
8155                         goto out_err_em;
8156                 }
8157
8158                 clone_len = min(submit_len, geom.len);
8159                 ASSERT(clone_len <= UINT_MAX);
8160
8161                 /*
8162                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
8163                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
8164                  */
8165                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len);
8166                 bio->bi_private = dip;
8167                 bio->bi_end_io = btrfs_end_dio_bio;
8168                 btrfs_bio(bio)->file_offset = file_offset;
8169
8170                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
8171                         status = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio,
8172                                                         file_offset);
8173                         if (status) {
8174                                 bio_put(bio);
8175                                 goto out_err;
8176                         }
8177                 }
8178
8179                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
8180                 submit_len -= clone_len;
8181
8182                 /*
8183                  * Increase the count before we submit the bio so we know
8184                  * the end IO handler won't happen before we increase the
8185                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
8186                  * done setting it up.
8187                  *
8188                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
8189                  * don't need to increment the reference count for the last one.
8190                  */
8191                 if (submit_len > 0) {
8192                         refcount_inc(&dip->refs);
8193                         /*
8194                          * If we are submitting more than one bio, submit them
8195                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
8196                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
8197                          * full stripe writes.
8198                          */
8199                         if (!raid56)
8200                                 async_submit = 1;
8201                 }
8202
8203                 btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset, async_submit);
8204
8205                 dio_data->submitted += clone_len;
8206                 clone_offset += clone_len;
8207                 start_sector += clone_len >> 9;
8208                 file_offset += clone_len;
8209
8210                 free_extent_map(em);
8211         } while (submit_len > 0);
8212         return;
8213
8214 out_err_em:
8215         free_extent_map(em);
8216 out_err:
8217         dio_bio->bi_status = status;
8218         btrfs_dio_private_put(dip);
8219 }
8220
8221 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8222         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8223         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8224 };
8225
8226 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8227         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8228         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
8229 };
8230
8231 ssize_t btrfs_dio_rw(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
8232 {
8233         struct btrfs_dio_data data;
8234
8235         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8236                             IOMAP_DIO_PARTIAL | IOMAP_DIO_NOSYNC,
8237                             &data, done_before);
8238 }
8239
8240 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8241                         u64 start, u64 len)
8242 {
8243         int     ret;
8244
8245         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8246         if (ret)
8247                 return ret;
8248
8249         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8250 }
8251
8252 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8253                             struct writeback_control *wbc)
8254 {
8255         return extent_writepages(mapping, wbc);
8256 }
8257
8258 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8259 {
8260         extent_readahead(rac);
8261 }
8262
8263 /*
8264  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
8265  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
8266  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
8267  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
8268  * spinlock.
8269  */
8270 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
8271 {
8272         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
8273         struct btrfs_subpage *subpage;
8274
8275         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
8276                 return;
8277
8278         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
8279         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
8280
8281         /*
8282          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
8283          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
8284          * still holding the subpage spinlock.
8285          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
8286          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
8287          * function to clear page writeback.
8288          *
8289          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
8290          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
8291          */
8292         spin_lock_irq(&subpage->lock);
8293         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
8294 }
8295
8296 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8297 {
8298         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
8299
8300         if (ret == 1) {
8301                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8302                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8303         }
8304         return ret;
8305 }
8306
8307 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8308 {
8309         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
8310                 return false;
8311         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
8312 }
8313
8314 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8315 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
8316                              struct folio *dst, struct folio *src,
8317                              enum migrate_mode mode)
8318 {
8319         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
8320
8321         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8322                 return ret;
8323
8324         if (folio_test_ordered(src)) {
8325                 folio_clear_ordered(src);
8326                 folio_set_ordered(dst);
8327         }
8328
8329         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8330 }
8331 #else
8332 #define btrfs_migrate_folio NULL
8333 #endif
8334
8335 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8336                                  size_t length)
8337 {
8338         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
8339         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8340         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8341         struct extent_state *cached_state = NULL;
8342         u64 page_start = folio_pos(folio);
8343         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8344         u64 cur;
8345         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8346
8347         /*
8348          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8349          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8350          *
8351          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8352          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8353          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8354          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8355          * on one folio.
8356          *
8357          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8358          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8359          */
8360         folio_wait_writeback(folio);
8361         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8362
8363         /*
8364          * For subpage case, we have call sites like
8365          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8366          * sectorsize.
8367          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8368          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8369          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8370          *
8371          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8372          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8373          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8374          */
8375         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8376                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8377                 return;
8378         }
8379
8380         if (!inode_evicting)
8381                 lock_extent_bits(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8382
8383         cur = page_start;
8384         while (cur < page_end) {
8385                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8386                 bool delete_states;
8387                 u64 range_end;
8388                 u32 range_len;
8389
8390                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8391                                                            page_end + 1 - cur);
8392                 if (!ordered) {
8393                         range_end = page_end;
8394                         /*
8395                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8396                          * to delete all extent states in the range.
8397                          */
8398                         delete_states = true;
8399                         goto next;
8400                 }
8401                 if (ordered->file_offset > cur) {
8402                         /*
8403                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8404                          * covered by any ordered extent.
8405                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8406                          * the ordered extent in the next iteration.
8407                          */
8408                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8409                         delete_states = true;
8410                         goto next;
8411                 }
8412
8413                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8414                                 page_end);
8415                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8416                 range_len = range_end + 1 - cur;
8417                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8418                         /*
8419                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8420                          * already been executed for the range.
8421                          * We can't delete the extent states as
8422                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8423                          */
8424                         delete_states = false;
8425                         goto next;
8426                 }
8427                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8428
8429                 /*
8430                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8431                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8432                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8433                  *
8434                  * This will also unlock the range for incoming
8435                  * btrfs_finish_ordered_io().
8436                  */
8437                 if (!inode_evicting)
8438                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8439                                          EXTENT_DELALLOC |
8440                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8441                                          EXTENT_DEFRAG, 1, 0, &cached_state);
8442
8443                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8444                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8445                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8446                                              cur - ordered->file_offset);
8447                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8448
8449                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8450                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8451                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8452                         /*
8453                          * The ordered extent has finished, now we're again
8454                          * safe to delete all extent states of the range.
8455                          */
8456                         delete_states = true;
8457                 } else {
8458                         /*
8459                          * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio
8460                          * of other pages, thus we can't delete extent states
8461                          * anymore
8462                          */
8463                         delete_states = false;
8464                 }
8465 next:
8466                 if (ordered)
8467                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8468                 /*
8469                  * Qgroup reserved space handler
8470                  * Sector(s) here will be either:
8471                  *
8472                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8473                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8474                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8475                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8476                  *
8477                  * 2) Not written to disk yet
8478                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8479                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8480                  *    reserved data space.
8481                  *    Since the IO will never happen for this page.
8482                  */
8483                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8484                 if (!inode_evicting) {
8485                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8486                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8487                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1,
8488                                  delete_states, &cached_state);
8489                 }
8490                 cur = range_end + 1;
8491         }
8492         /*
8493          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8494          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8495          * did something wrong.
8496          */
8497         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8498         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8499         if (!inode_evicting)
8500                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8501         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8502 }
8503
8504 /*
8505  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8506  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8507  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8508  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8509  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8510  * support these features.
8511  *
8512  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8513  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8514  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8515  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8516  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8517  * unlock the page.
8518  */
8519 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8520 {
8521         struct page *page = vmf->page;
8522         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8523         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8524         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8525         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8526         struct extent_state *cached_state = NULL;
8527         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8528         unsigned long zero_start;
8529         loff_t size;
8530         vm_fault_t ret;
8531         int ret2;
8532         int reserved = 0;
8533         u64 reserved_space;
8534         u64 page_start;
8535         u64 page_end;
8536         u64 end;
8537
8538         reserved_space = PAGE_SIZE;
8539
8540         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8541         page_start = page_offset(page);
8542         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8543         end = page_end;
8544
8545         /*
8546          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8547          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8548          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8549          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8550          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8551          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8552          */
8553         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8554                                             page_start, reserved_space);
8555         if (!ret2) {
8556                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8557                 reserved = 1;
8558         }
8559         if (ret2) {
8560                 ret = vmf_error(ret2);
8561                 if (reserved)
8562                         goto out;
8563                 goto out_noreserve;
8564         }
8565
8566         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8567 again:
8568         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8569         lock_page(page);
8570         size = i_size_read(inode);
8571
8572         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8573             (page_start >= size)) {
8574                 /* page got truncated out from underneath us */
8575                 goto out_unlock;
8576         }
8577         wait_on_page_writeback(page);
8578
8579         lock_extent_bits(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8580         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8581         if (ret2 < 0) {
8582                 ret = vmf_error(ret2);
8583                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8584                 goto out_unlock;
8585         }
8586
8587         /*
8588          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8589          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8590          */
8591         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8592                         PAGE_SIZE);
8593         if (ordered) {
8594                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8595                                      &cached_state);
8596                 unlock_page(page);
8597                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8598                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8599                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8600                 goto again;
8601         }
8602
8603         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8604                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8605                                           fs_info->sectorsize);
8606                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8607                         end = page_start + reserved_space - 1;
8608                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8609                                         data_reserved, page_start,
8610                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8611                 }
8612         }
8613
8614         /*
8615          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8616          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8617          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8618          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8619          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8620          */
8621         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8622                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8623                           EXTENT_DEFRAG, 0, 0, &cached_state);
8624
8625         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8626                                         &cached_state);
8627         if (ret2) {
8628                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8629                                      &cached_state);
8630                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8631                 goto out_unlock;
8632         }
8633
8634         /* page is wholly or partially inside EOF */
8635         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8636                 zero_start = offset_in_page(size);
8637         else
8638                 zero_start = PAGE_SIZE;
8639
8640         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8641                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8642
8643         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8644         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8645         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8646
8647         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8648
8649         unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8650         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8651
8652         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8653         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8654         extent_changeset_free(data_reserved);
8655         return VM_FAULT_LOCKED;
8656
8657 out_unlock:
8658         unlock_page(page);
8659         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8660 out:
8661         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8662         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8663                                      reserved_space, (ret != 0));
8664 out_noreserve:
8665         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8666         extent_changeset_free(data_reserved);
8667         return ret;
8668 }
8669
8670 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8671 {
8672         struct btrfs_truncate_control control = {
8673                 .inode = BTRFS_I(inode),
8674                 .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8675                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8676                 .clear_extent_range = true,
8677         };
8678         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8679         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8680         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8681         int ret;
8682         struct btrfs_trans_handle *trans;
8683         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8684         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8685
8686         if (!skip_writeback) {
8687                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8688                                                (u64)-1);
8689                 if (ret)
8690                         return ret;
8691         }
8692
8693         /*
8694          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8695          * things going on here:
8696          *
8697          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8698          *
8699          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8700          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8701          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8702          * very much snapshotting).
8703          *
8704          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8705          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8706          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8707          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8708          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8709          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8710          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8711          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8712          * done separately as well.
8713          *
8714          * So that leaves us with
8715          *
8716          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8717          * transaction reservation.
8718          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8719          * updating the inode.
8720          */
8721         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8722         if (!rsv)
8723                 return -ENOMEM;
8724         rsv->size = min_size;
8725         rsv->failfast = true;
8726
8727         /*
8728          * 1 for the truncate slack space
8729          * 1 for updating the inode.
8730          */
8731         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8732         if (IS_ERR(trans)) {
8733                 ret = PTR_ERR(trans);
8734                 goto out;
8735         }
8736
8737         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8738         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8739                                       min_size, false);
8740         BUG_ON(ret);
8741
8742         trans->block_rsv = rsv;
8743
8744         while (1) {
8745                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8746                 const u64 new_size = inode->i_size;
8747                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8748
8749                 control.new_size = new_size;
8750                 lock_extent_bits(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8751                                  &cached_state);
8752                 /*
8753                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8754                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8755                  * block of the extent just the way it is.
8756                  */
8757                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode),
8758                                         ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8759                                         (u64)-1, 0);
8760
8761                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8762
8763                 inode_sub_bytes(inode, control.sub_bytes);
8764                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), control.last_size);
8765
8766                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start,
8767                                      (u64)-1, &cached_state);
8768
8769                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8770                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8771                         break;
8772
8773                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8774                 if (ret)
8775                         break;
8776
8777                 btrfs_end_transaction(trans);
8778                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8779
8780                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8781                 if (IS_ERR(trans)) {
8782                         ret = PTR_ERR(trans);
8783                         trans = NULL;
8784                         break;
8785                 }
8786
8787                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8788                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8789                                               rsv, min_size, false);
8790                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8791                 trans->block_rsv = rsv;
8792         }
8793
8794         /*
8795          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8796          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8797          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8798          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8799          */
8800         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8801                 btrfs_end_transaction(trans);
8802                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8803
8804                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
8805                 if (ret)
8806                         goto out;
8807                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8808                 if (IS_ERR(trans)) {
8809                         ret = PTR_ERR(trans);
8810                         goto out;
8811                 }
8812                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8813         }
8814
8815         if (trans) {
8816                 int ret2;
8817
8818                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8819                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8820                 if (ret2 && !ret)
8821                         ret = ret2;
8822
8823                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8824                 if (ret2 && !ret)
8825                         ret = ret2;
8826                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8827         }
8828 out:
8829         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8830         /*
8831          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8832          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8833          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8834          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8835          * safe.
8836          *
8837          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8838          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8839          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8840          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8841          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8842          * extents beyond i_size to drop.
8843          */
8844         if (control.extents_found > 0)
8845                 btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
8846
8847         return ret;
8848 }
8849
8850 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
8851                                      struct inode *dir)
8852 {
8853         struct inode *inode;
8854
8855         inode = new_inode(dir->i_sb);
8856         if (inode) {
8857                 /*
8858                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8859                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8860                  */
8861                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, NULL,
8862                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8863                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8864                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8865         }
8866         return inode;
8867 }
8868
8869 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8870 {
8871         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8872         struct btrfs_inode *ei;
8873         struct inode *inode;
8874
8875         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8876         if (!ei)
8877                 return NULL;
8878
8879         ei->root = NULL;
8880         ei->generation = 0;
8881         ei->last_trans = 0;
8882         ei->last_sub_trans = 0;
8883         ei->logged_trans = 0;
8884         ei->delalloc_bytes = 0;
8885         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8886         ei->defrag_bytes = 0;
8887         ei->disk_i_size = 0;
8888         ei->flags = 0;
8889         ei->ro_flags = 0;
8890         ei->csum_bytes = 0;
8891         ei->index_cnt = (u64)-1;
8892         ei->dir_index = 0;
8893         ei->last_unlink_trans = 0;
8894         ei->last_reflink_trans = 0;
8895         ei->last_log_commit = 0;
8896
8897         spin_lock_init(&ei->lock);
8898         ei->outstanding_extents = 0;
8899         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8900                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8901                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8902         ei->runtime_flags = 0;
8903         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8904         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8905
8906         ei->delayed_node = NULL;
8907
8908         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8909         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8910
8911         inode = &ei->vfs_inode;
8912         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8913         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
8914         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_failure_tree,
8915                             IO_TREE_INODE_IO_FAILURE, inode);
8916         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8917                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, inode);
8918         ei->io_tree.track_uptodate = true;
8919         ei->io_failure_tree.track_uptodate = true;
8920         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8921         mutex_init(&ei->log_mutex);
8922         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8923         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8924         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8925         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8926         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8927
8928         return inode;
8929 }
8930
8931 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8932 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8933 {
8934         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, 0);
8935         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8936 }
8937 #endif
8938
8939 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8940 {
8941         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8942 }
8943
8944 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8945 {
8946         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8947         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8948         struct btrfs_root *root = inode->root;
8949
8950         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8951         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8952         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8953         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8954         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8955         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8956                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8957                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8958         }
8959         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8960         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8961
8962         /*
8963          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8964          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8965          * created.
8966          */
8967         if (!root)
8968                 return;
8969
8970         while (1) {
8971                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8972                 if (!ordered)
8973                         break;
8974                 else {
8975                         btrfs_err(root->fs_info,
8976                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8977                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8978                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8979                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8980                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8981                 }
8982         }
8983         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8984         inode_tree_del(inode);
8985         btrfs_drop_extent_cache(inode, 0, (u64)-1, 0);
8986         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8987         btrfs_put_root(inode->root);
8988 }
8989
8990 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8991 {
8992         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8993
8994         if (root == NULL)
8995                 return 1;
8996
8997         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8998         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8999                 return 1;
9000         else
9001                 return generic_drop_inode(inode);
9002 }
9003
9004 static void init_once(void *foo)
9005 {
9006         struct btrfs_inode *ei = foo;
9007
9008         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
9009 }
9010
9011 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
9012 {
9013         /*
9014          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
9015          * destroy cache.
9016          */
9017         rcu_barrier();
9018         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
9019         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
9020         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
9021         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
9022         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
9023         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
9024 }
9025
9026 int __init btrfs_init_cachep(void)
9027 {
9028         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
9029                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
9030                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
9031                         init_once);
9032         if (!btrfs_inode_cachep)
9033                 goto fail;
9034
9035         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
9036                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
9037                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9038         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
9039                 goto fail;
9040
9041         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
9042                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
9043                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9044         if (!btrfs_path_cachep)
9045                 goto fail;
9046
9047         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
9048                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
9049                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9050         if (!btrfs_free_space_cachep)
9051                 goto fail;
9052
9053         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
9054                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
9055                                                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9056         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
9057                 goto fail;
9058
9059         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
9060                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bio),
9061                         BIOSET_NEED_BVECS))
9062                 goto fail;
9063
9064         return 0;
9065 fail:
9066         btrfs_destroy_cachep();
9067         return -ENOMEM;
9068 }
9069
9070 static int btrfs_getattr(struct user_namespace *mnt_userns,
9071                          const struct path *path, struct kstat *stat,
9072                          u32 request_mask, unsigned int flags)
9073 {
9074         u64 delalloc_bytes;
9075         u64 inode_bytes;
9076         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
9077         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
9078         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
9079         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
9080
9081         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
9082         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
9083         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
9084         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
9085                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
9086         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
9087                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
9088         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
9089                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
9090         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
9091                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
9092         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
9093                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
9094
9095         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
9096                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
9097                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
9098                                   STATX_ATTR_NODUMP);
9099
9100         generic_fillattr(mnt_userns, inode, stat);
9101         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
9102
9103         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9104         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
9105         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
9106         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9107         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
9108                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
9109         return 0;
9110 }
9111
9112 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
9113                               struct dentry *old_dentry,
9114                               struct inode *new_dir,
9115                               struct dentry *new_dentry)
9116 {
9117         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9118         struct btrfs_trans_handle *trans;
9119         unsigned int trans_num_items;
9120         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9121         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9122         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
9123         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
9124         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
9125         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
9126         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
9127         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9128         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
9129         u64 old_idx = 0;
9130         u64 new_idx = 0;
9131         int ret;
9132         int ret2;
9133         bool need_abort = false;
9134
9135         /*
9136          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
9137          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
9138          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
9139          */
9140         if (root != dest &&
9141             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9142              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9143                 return -EXDEV;
9144
9145         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9146         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9147             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9148                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9149
9150         /*
9151          * For each inode:
9152          * 1 to remove old dir item
9153          * 1 to remove old dir index
9154          * 1 to add new dir item
9155          * 1 to add new dir index
9156          * 1 to update parent inode
9157          *
9158          * If the parents are the same, we only need to account for one
9159          */
9160         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
9161         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9162                 /*
9163                  * 1 to remove old root ref
9164                  * 1 to remove old root backref
9165                  * 1 to add new root ref
9166                  * 1 to add new root backref
9167                  */
9168                 trans_num_items += 4;
9169         } else {
9170                 /*
9171                  * 1 to update inode item
9172                  * 1 to remove old inode ref
9173                  * 1 to add new inode ref
9174                  */
9175                 trans_num_items += 3;
9176         }
9177         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9178                 trans_num_items += 4;
9179         else
9180                 trans_num_items += 3;
9181         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9182         if (IS_ERR(trans)) {
9183                 ret = PTR_ERR(trans);
9184                 goto out_notrans;
9185         }
9186
9187         if (dest != root) {
9188                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9189                 if (ret)
9190                         goto out_fail;
9191         }
9192
9193         /*
9194          * We need to find a free sequence number both in the source and
9195          * in the destination directory for the exchange.
9196          */
9197         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
9198         if (ret)
9199                 goto out_fail;
9200         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
9201         if (ret)
9202                 goto out_fail;
9203
9204         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9205         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
9206
9207         /* Reference for the source. */
9208         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9209                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9210                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9211         } else {
9212                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9213                                              new_dentry->d_name.name,
9214                                              new_dentry->d_name.len,
9215                                              old_ino,
9216                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9217                                              old_idx);
9218                 if (ret)
9219                         goto out_fail;
9220                 need_abort = true;
9221         }
9222
9223         /* And now for the dest. */
9224         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9225                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9226                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9227         } else {
9228                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
9229                                              old_dentry->d_name.name,
9230                                              old_dentry->d_name.len,
9231                                              new_ino,
9232                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
9233                                              new_idx);
9234                 if (ret) {
9235                         if (need_abort)
9236                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9237                         goto out_fail;
9238                 }
9239         }
9240
9241         /* Update inode version and ctime/mtime. */
9242         inode_inc_iversion(old_dir);
9243         inode_inc_iversion(new_dir);
9244         inode_inc_iversion(old_inode);
9245         inode_inc_iversion(new_inode);
9246         old_dir->i_mtime = ctime;
9247         old_dir->i_ctime = ctime;
9248         new_dir->i_mtime = ctime;
9249         new_dir->i_ctime = ctime;
9250         old_inode->i_ctime = ctime;
9251         new_inode->i_ctime = ctime;
9252
9253         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
9254                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9255                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9256                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
9257                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
9258         }
9259
9260         /* src is a subvolume */
9261         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9262                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9263         } else { /* src is an inode */
9264                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9265                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
9266                                            old_dentry->d_name.name,
9267                                            old_dentry->d_name.len,
9268                                            &old_rename_ctx);
9269                 if (!ret)
9270                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9271         }
9272         if (ret) {
9273                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9274                 goto out_fail;
9275         }
9276
9277         /* dest is a subvolume */
9278         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9279                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9280         } else { /* dest is an inode */
9281                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9282                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9283                                            new_dentry->d_name.name,
9284                                            new_dentry->d_name.len,
9285                                            &new_rename_ctx);
9286                 if (!ret)
9287                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9288         }
9289         if (ret) {
9290                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9291                 goto out_fail;
9292         }
9293
9294         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9295                              new_dentry->d_name.name,
9296                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9297         if (ret) {
9298                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9299                 goto out_fail;
9300         }
9301
9302         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9303                              old_dentry->d_name.name,
9304                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9305         if (ret) {
9306                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9307                 goto out_fail;
9308         }
9309
9310         if (old_inode->i_nlink == 1)
9311                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9312         if (new_inode->i_nlink == 1)
9313                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9314
9315         /*
9316          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9317          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9318          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9319          * are part of this rename operation were logged before.
9320          */
9321         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9322                 btrfs_pin_log_trans(root);
9323         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9324                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9325
9326         /* Do the log updates for all inodes. */
9327         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9328                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9329                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9330         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9331                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9332                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9333
9334         /* Now unpin the logs. */
9335         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9336                 btrfs_end_log_trans(root);
9337         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9338                 btrfs_end_log_trans(dest);
9339 out_fail:
9340         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9341         ret = ret ? ret : ret2;
9342 out_notrans:
9343         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9344             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9345                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9346
9347         return ret;
9348 }
9349
9350 static struct inode *new_whiteout_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
9351                                         struct inode *dir)
9352 {
9353         struct inode *inode;
9354
9355         inode = new_inode(dir->i_sb);
9356         if (inode) {
9357                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir,
9358                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9359                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9360                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9361         }
9362         return inode;
9363 }
9364
9365 static int btrfs_rename(struct user_namespace *mnt_userns,
9366                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9367                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9368                         unsigned int flags)
9369 {
9370         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9371         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9372                 .dir = old_dir,
9373                 .dentry = old_dentry,
9374         };
9375         struct btrfs_trans_handle *trans;
9376         unsigned int trans_num_items;
9377         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9378         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9379         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9380         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9381         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9382         u64 index = 0;
9383         int ret;
9384         int ret2;
9385         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9386
9387         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9388                 return -EPERM;
9389
9390         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9391         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9392                 return -EXDEV;
9393
9394         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9395             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9396                 return -ENOTEMPTY;
9397
9398         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9399             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9400                 return -ENOTEMPTY;
9401
9402
9403         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9404         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9405                              new_dentry->d_name.name,
9406                              new_dentry->d_name.len);
9407
9408         if (ret) {
9409                 if (ret == -EEXIST) {
9410                         /* we shouldn't get
9411                          * eexist without a new_inode */
9412                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9413                                 return ret;
9414                         }
9415                 } else {
9416                         /* maybe -EOVERFLOW */
9417                         return ret;
9418                 }
9419         }
9420         ret = 0;
9421
9422         /*
9423          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9424          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9425          */
9426         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9427                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9428
9429         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9430                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(mnt_userns, old_dir);
9431                 if (!whiteout_args.inode)
9432                         return -ENOMEM;
9433                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9434                 if (ret)
9435                         goto out_whiteout_inode;
9436         } else {
9437                 /* 1 to update the old parent inode. */
9438                 trans_num_items = 1;
9439         }
9440
9441         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9442                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9443                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9444                 /*
9445                  * 1 to remove old root ref
9446                  * 1 to remove old root backref
9447                  * 1 to add new root ref
9448                  * 1 to add new root backref
9449                  */
9450                 trans_num_items += 4;
9451         } else {
9452                 /*
9453                  * 1 to update inode
9454                  * 1 to remove old inode ref
9455                  * 1 to add new inode ref
9456                  */
9457                 trans_num_items += 3;
9458         }
9459         /*
9460          * 1 to remove old dir item
9461          * 1 to remove old dir index
9462          * 1 to add new dir item
9463          * 1 to add new dir index
9464          */
9465         trans_num_items += 4;
9466         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9467         if (new_dir != old_dir)
9468                 trans_num_items++;
9469         if (new_inode) {
9470                 /*
9471                  * 1 to update inode
9472                  * 1 to remove inode ref
9473                  * 1 to remove dir item
9474                  * 1 to remove dir index
9475                  * 1 to possibly add orphan item
9476                  */
9477                 trans_num_items += 5;
9478         }
9479         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9480         if (IS_ERR(trans)) {
9481                 ret = PTR_ERR(trans);
9482                 goto out_notrans;
9483         }
9484
9485         if (dest != root) {
9486                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9487                 if (ret)
9488                         goto out_fail;
9489         }
9490
9491         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9492         if (ret)
9493                 goto out_fail;
9494
9495         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9496         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9497                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9498                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9499         } else {
9500                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9501                                              new_dentry->d_name.name,
9502                                              new_dentry->d_name.len,
9503                                              old_ino,
9504                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9505                 if (ret)
9506                         goto out_fail;
9507         }
9508
9509         inode_inc_iversion(old_dir);
9510         inode_inc_iversion(new_dir);
9511         inode_inc_iversion(old_inode);
9512         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9513         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9514         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9515         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9516         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9517
9518         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9519                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9520                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9521
9522         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9523                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9524         } else {
9525                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9526                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9527                                         old_dentry->d_name.name,
9528                                         old_dentry->d_name.len,
9529                                         &rename_ctx);
9530                 if (!ret)
9531                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9532         }
9533         if (ret) {
9534                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9535                 goto out_fail;
9536         }
9537
9538         if (new_inode) {
9539                 inode_inc_iversion(new_inode);
9540                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9541                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9542                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9543                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9544                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9545                 } else {
9546                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9547                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9548                                                  new_dentry->d_name.name,
9549                                                  new_dentry->d_name.len);
9550                 }
9551                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9552                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9553                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9554                 if (ret) {
9555                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9556                         goto out_fail;
9557                 }
9558         }
9559
9560         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9561                              new_dentry->d_name.name,
9562                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9563         if (ret) {
9564                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9565                 goto out_fail;
9566         }
9567
9568         if (old_inode->i_nlink == 1)
9569                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9570
9571         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9572                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9573                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9574
9575         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9576                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9577                 if (ret) {
9578                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9579                         goto out_fail;
9580                 } else {
9581                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9582                         iput(whiteout_args.inode);
9583                         whiteout_args.inode = NULL;
9584                 }
9585         }
9586 out_fail:
9587         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9588         ret = ret ? ret : ret2;
9589 out_notrans:
9590         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9591                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9592         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9593                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9594 out_whiteout_inode:
9595         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9596                 iput(whiteout_args.inode);
9597         return ret;
9598 }
9599
9600 static int btrfs_rename2(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *old_dir,
9601                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9602                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9603 {
9604         int ret;
9605
9606         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9607                 return -EINVAL;
9608
9609         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9610                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9611                                             new_dentry);
9612         else
9613                 ret = btrfs_rename(mnt_userns, old_dir, old_dentry, new_dir,
9614                                    new_dentry, flags);
9615
9616         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9617
9618         return ret;
9619 }
9620
9621 struct btrfs_delalloc_work {
9622         struct inode *inode;
9623         struct completion completion;
9624         struct list_head list;
9625         struct btrfs_work work;
9626 };
9627
9628 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9629 {
9630         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9631         struct inode *inode;
9632
9633         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9634                                      work);
9635         inode = delalloc_work->inode;
9636         filemap_flush(inode->i_mapping);
9637         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9638                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9639                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9640
9641         iput(inode);
9642         complete(&delalloc_work->completion);
9643 }
9644
9645 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9646 {
9647         struct btrfs_delalloc_work *work;
9648
9649         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9650         if (!work)
9651                 return NULL;
9652
9653         init_completion(&work->completion);
9654         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9655         work->inode = inode;
9656         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9657
9658         return work;
9659 }
9660
9661 /*
9662  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9663  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9664  */
9665 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9666                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9667                                  bool in_reclaim_context)
9668 {
9669         struct btrfs_inode *binode;
9670         struct inode *inode;
9671         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9672         struct list_head works;
9673         struct list_head splice;
9674         int ret = 0;
9675         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9676
9677         INIT_LIST_HEAD(&works);
9678         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9679
9680         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9681         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9682         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9683         while (!list_empty(&splice)) {
9684                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9685                                     delalloc_inodes);
9686
9687                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9688                                &root->delalloc_inodes);
9689
9690                 if (in_reclaim_context &&
9691                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9692                         continue;
9693
9694                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9695                 if (!inode) {
9696                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9697                         continue;
9698                 }
9699                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9700
9701                 if (snapshot)
9702                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9703                                 &binode->runtime_flags);
9704                 if (full_flush) {
9705                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9706                         if (!work) {
9707                                 iput(inode);
9708                                 ret = -ENOMEM;
9709                                 goto out;
9710                         }
9711                         list_add_tail(&work->list, &works);
9712                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9713                                          &work->work);
9714                 } else {
9715                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9716                         btrfs_add_delayed_iput(inode);
9717                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9718                                 goto out;
9719                 }
9720                 cond_resched();
9721                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9722         }
9723         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9724
9725 out:
9726         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9727                 list_del_init(&work->list);
9728                 wait_for_completion(&work->completion);
9729                 kfree(work);
9730         }
9731
9732         if (!list_empty(&splice)) {
9733                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9734                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9735                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9736         }
9737         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9738         return ret;
9739 }
9740
9741 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9742 {
9743         struct writeback_control wbc = {
9744                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9745                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9746                 .range_start = 0,
9747                 .range_end = LLONG_MAX,
9748         };
9749         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9750
9751         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9752                 return -EROFS;
9753
9754         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9755 }
9756
9757 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9758                                bool in_reclaim_context)
9759 {
9760         struct writeback_control wbc = {
9761                 .nr_to_write = nr,
9762                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9763                 .range_start = 0,
9764                 .range_end = LLONG_MAX,
9765         };
9766         struct btrfs_root *root;
9767         struct list_head splice;
9768         int ret;
9769
9770         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9771                 return -EROFS;
9772
9773         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9774
9775         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9776         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9777         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9778         while (!list_empty(&splice)) {
9779                 /*
9780                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9781                  * flush.
9782                  */
9783                 if (nr == LONG_MAX)
9784                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9785
9786                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9787                                         delalloc_root);
9788                 root = btrfs_grab_root(root);
9789                 BUG_ON(!root);
9790                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9791                                &fs_info->delalloc_roots);
9792                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9793
9794                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9795                 btrfs_put_root(root);
9796                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9797                         goto out;
9798                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9799         }
9800         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9801
9802         ret = 0;
9803 out:
9804         if (!list_empty(&splice)) {
9805                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9806                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9807                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9808         }
9809         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9810         return ret;
9811 }
9812
9813 static int btrfs_symlink(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
9814                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9815 {
9816         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9817         struct btrfs_trans_handle *trans;
9818         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9819         struct btrfs_path *path;
9820         struct btrfs_key key;
9821         struct inode *inode;
9822         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9823                 .dir = dir,
9824                 .dentry = dentry,
9825         };
9826         unsigned int trans_num_items;
9827         int err;
9828         int name_len;
9829         int datasize;
9830         unsigned long ptr;
9831         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9832         struct extent_buffer *leaf;
9833
9834         name_len = strlen(symname);
9835         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9836                 return -ENAMETOOLONG;
9837
9838         inode = new_inode(dir->i_sb);
9839         if (!inode)
9840                 return -ENOMEM;
9841         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9842         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9843         inode_nohighmem(inode);
9844         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9845         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9846         inode_set_bytes(inode, name_len);
9847
9848         new_inode_args.inode = inode;
9849         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9850         if (err)
9851                 goto out_inode;
9852         /* 1 additional item for the inline extent */
9853         trans_num_items++;
9854
9855         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9856         if (IS_ERR(trans)) {
9857                 err = PTR_ERR(trans);
9858                 goto out_new_inode_args;
9859         }
9860
9861         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9862         if (err)
9863                 goto out;
9864
9865         path = btrfs_alloc_path();
9866         if (!path) {
9867                 err = -ENOMEM;
9868                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9869                 discard_new_inode(inode);
9870                 inode = NULL;
9871                 goto out;
9872         }
9873         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9874         key.offset = 0;
9875         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9876         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9877         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9878                                       datasize);
9879         if (err) {
9880                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9881                 btrfs_free_path(path);
9882                 discard_new_inode(inode);
9883                 inode = NULL;
9884                 goto out;
9885         }
9886         leaf = path->nodes[0];
9887         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9888                             struct btrfs_file_extent_item);
9889         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9890         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9891                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9892         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9893         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9894         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9895         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9896
9897         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9898         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9899         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9900         btrfs_free_path(path);
9901
9902         d_instantiate_new(dentry, inode);
9903         err = 0;
9904 out:
9905         btrfs_end_transaction(trans);
9906         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9907 out_new_inode_args:
9908         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9909 out_inode:
9910         if (err)
9911                 iput(inode);
9912         return err;
9913 }
9914
9915 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9916                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9917                                        struct btrfs_inode *inode,
9918                                        struct btrfs_key *ins,
9919                                        u64 file_offset)
9920 {
9921         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9922         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9923         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9924         struct btrfs_path *path;
9925         u64 start = ins->objectid;
9926         u64 len = ins->offset;
9927         int qgroup_released;
9928         int ret;
9929
9930         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9931
9932         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9933         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9934         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9935         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9936         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9937         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9938         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9939
9940         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9941         if (qgroup_released < 0)
9942                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9943
9944         if (trans) {
9945                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9946                                                   file_offset, &stack_fi,
9947                                                   true, qgroup_released);
9948                 if (ret)
9949                         goto free_qgroup;
9950                 return trans;
9951         }
9952
9953         extent_info.disk_offset = start;
9954         extent_info.disk_len = len;
9955         extent_info.data_offset = 0;
9956         extent_info.data_len = len;
9957         extent_info.file_offset = file_offset;
9958         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9959         extent_info.is_new_extent = true;
9960         extent_info.update_times = true;
9961         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9962         extent_info.insertions = 0;
9963
9964         path = btrfs_alloc_path();
9965         if (!path) {
9966                 ret = -ENOMEM;
9967                 goto free_qgroup;
9968         }
9969
9970         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9971                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9972                                      &trans);
9973         btrfs_free_path(path);
9974         if (ret)
9975                 goto free_qgroup;
9976         return trans;
9977
9978 free_qgroup:
9979         /*
9980          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9981          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9982          * transaction.
9983          * But if we error out early, we have to free what we have released
9984          * or we leak qgroup data reservation.
9985          */
9986         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9987                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9988                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9989         return ERR_PTR(ret);
9990 }
9991
9992 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9993                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9994                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9995                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9996 {
9997         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9998         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
9999         struct extent_map *em;
10000         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10001         struct btrfs_key ins;
10002         u64 cur_offset = start;
10003         u64 clear_offset = start;
10004         u64 i_size;
10005         u64 cur_bytes;
10006         u64 last_alloc = (u64)-1;
10007         int ret = 0;
10008         bool own_trans = true;
10009         u64 end = start + num_bytes - 1;
10010
10011         if (trans)
10012                 own_trans = false;
10013         while (num_bytes > 0) {
10014                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
10015                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
10016                 /*
10017                  * If we are severely fragmented we could end up with really
10018                  * small allocations, so if the allocator is returning small
10019                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
10020                  * sized chunks.
10021                  */
10022                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
10023                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
10024                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
10025                 if (ret)
10026                         break;
10027
10028                 /*
10029                  * We've reserved this space, and thus converted it from
10030                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
10031                  * from here on out we will only need to clear our reservation
10032                  * for the remaining unreserved area, so advance our
10033                  * clear_offset by our extent size.
10034                  */
10035                 clear_offset += ins.offset;
10036
10037                 last_alloc = ins.offset;
10038                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
10039                                                     &ins, cur_offset);
10040                 /*
10041                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
10042                  * decrement the number of reservations in the block group.
10043                  * If we did it before, we could race with relocation and have
10044                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
10045                  */
10046                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10047                 if (IS_ERR(trans)) {
10048                         ret = PTR_ERR(trans);
10049                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
10050                                                    ins.offset, 0);
10051                         break;
10052                 }
10053
10054                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10055                                         cur_offset + ins.offset -1, 0);
10056
10057                 em = alloc_extent_map();
10058                 if (!em) {
10059                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
10060                         goto next;
10061                 }
10062
10063                 em->start = cur_offset;
10064                 em->orig_start = cur_offset;
10065                 em->len = ins.offset;
10066                 em->block_start = ins.objectid;
10067                 em->block_len = ins.offset;
10068                 em->orig_block_len = ins.offset;
10069                 em->ram_bytes = ins.offset;
10070                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
10071                 em->generation = trans->transid;
10072
10073                 while (1) {
10074                         write_lock(&em_tree->lock);
10075                         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
10076                         write_unlock(&em_tree->lock);
10077                         if (ret != -EEXIST)
10078                                 break;
10079                         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10080                                                 cur_offset + ins.offset - 1,
10081                                                 0);
10082                 }
10083                 free_extent_map(em);
10084 next:
10085                 num_bytes -= ins.offset;
10086                 cur_offset += ins.offset;
10087                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
10088
10089                 inode_inc_iversion(inode);
10090                 inode->i_ctime = current_time(inode);
10091                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
10092                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
10093                     (actual_len > inode->i_size) &&
10094                     (cur_offset > inode->i_size)) {
10095                         if (cur_offset > actual_len)
10096                                 i_size = actual_len;
10097                         else
10098                                 i_size = cur_offset;
10099                         i_size_write(inode, i_size);
10100                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
10101                 }
10102
10103                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
10104
10105                 if (ret) {
10106                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
10107                         if (own_trans)
10108                                 btrfs_end_transaction(trans);
10109                         break;
10110                 }
10111
10112                 if (own_trans) {
10113                         btrfs_end_transaction(trans);
10114                         trans = NULL;
10115                 }
10116         }
10117         if (clear_offset < end)
10118                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
10119                         end - clear_offset + 1);
10120         return ret;
10121 }
10122
10123 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
10124                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10125                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10126 {
10127         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10128                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
10129                                            NULL);
10130 }
10131
10132 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
10133                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
10134                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10135                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10136 {
10137         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10138                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
10139 }
10140
10141 static int btrfs_permission(struct user_namespace *mnt_userns,
10142                             struct inode *inode, int mask)
10143 {
10144         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10145         umode_t mode = inode->i_mode;
10146
10147         if (mask & MAY_WRITE &&
10148             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
10149                 if (btrfs_root_readonly(root))
10150                         return -EROFS;
10151                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
10152                         return -EACCES;
10153         }
10154         return generic_permission(mnt_userns, inode, mask);
10155 }
10156
10157 static int btrfs_tmpfile(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
10158                          struct dentry *dentry, umode_t mode)
10159 {
10160         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
10161         struct btrfs_trans_handle *trans;
10162         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
10163         struct inode *inode;
10164         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
10165                 .dir = dir,
10166                 .dentry = dentry,
10167                 .orphan = true,
10168         };
10169         unsigned int trans_num_items;
10170         int ret;
10171
10172         inode = new_inode(dir->i_sb);
10173         if (!inode)
10174                 return -ENOMEM;
10175         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
10176         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
10177         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
10178         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
10179
10180         new_inode_args.inode = inode;
10181         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
10182         if (ret)
10183                 goto out_inode;
10184
10185         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
10186         if (IS_ERR(trans)) {
10187                 ret = PTR_ERR(trans);
10188                 goto out_new_inode_args;
10189         }
10190
10191         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
10192
10193         /*
10194          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
10195          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
10196          * 0, through:
10197          *
10198          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
10199          */
10200         set_nlink(inode, 1);
10201
10202         if (!ret) {
10203                 d_tmpfile(dentry, inode);
10204                 unlock_new_inode(inode);
10205                 mark_inode_dirty(inode);
10206         }
10207
10208         btrfs_end_transaction(trans);
10209         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10210 out_new_inode_args:
10211         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
10212 out_inode:
10213         if (ret)
10214                 iput(inode);
10215         return ret;
10216 }
10217
10218 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10219 {
10220         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10221         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
10222         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
10223         struct page *page;
10224         u32 len;
10225
10226         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
10227         len = end + 1 - start;
10228         while (index <= end_index) {
10229                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
10230                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
10231
10232                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
10233                 put_page(page);
10234                 index++;
10235         }
10236 }
10237
10238 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
10239                                              int compress_type)
10240 {
10241         switch (compress_type) {
10242         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
10243                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
10244         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
10245                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
10246         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
10247                 /*
10248                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
10249                  * sector size that we support.
10250                  */
10251                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
10252                         return -EINVAL;
10253                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
10254                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
10255         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
10256                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
10257         default:
10258                 return -EUCLEAN;
10259         }
10260 }
10261
10262 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
10263                                 struct kiocb *iocb,
10264                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
10265                                 u64 lockend,
10266                                 struct extent_state **cached_state,
10267                                 u64 extent_start, size_t count,
10268                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
10269                                 bool *unlocked)
10270 {
10271         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10272         struct btrfs_root *root = inode->root;
10273         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10274         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10275         struct btrfs_path *path;
10276         struct extent_buffer *leaf;
10277         struct btrfs_file_extent_item *item;
10278         u64 ram_bytes;
10279         unsigned long ptr;
10280         void *tmp;
10281         ssize_t ret;
10282
10283         path = btrfs_alloc_path();
10284         if (!path) {
10285                 ret = -ENOMEM;
10286                 goto out;
10287         }
10288         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
10289                                        extent_start, 0);
10290         if (ret) {
10291                 if (ret > 0) {
10292                         /* The extent item disappeared? */
10293                         ret = -EIO;
10294                 }
10295                 goto out;
10296         }
10297         leaf = path->nodes[0];
10298         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
10299
10300         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
10301         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
10302
10303         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
10304                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10305         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10306                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
10307         if (ret < 0)
10308                 goto out;
10309         encoded->compression = ret;
10310         if (encoded->compression) {
10311                 size_t inline_size;
10312
10313                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
10314                                                                 path->slots[0]);
10315                 if (inline_size > count) {
10316                         ret = -ENOBUFS;
10317                         goto out;
10318                 }
10319                 count = inline_size;
10320                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
10321                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
10322         } else {
10323                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10324                 encoded->len = count;
10325                 encoded->unencoded_len = count;
10326                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10327         }
10328
10329         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10330         if (!tmp) {
10331                 ret = -ENOMEM;
10332                 goto out;
10333         }
10334         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10335         btrfs_release_path(path);
10336         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10337         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10338         *unlocked = true;
10339
10340         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10341         if (ret != count)
10342                 ret = -EFAULT;
10343         kfree(tmp);
10344 out:
10345         btrfs_free_path(path);
10346         return ret;
10347 }
10348
10349 struct btrfs_encoded_read_private {
10350         struct btrfs_inode *inode;
10351         u64 file_offset;
10352         wait_queue_head_t wait;
10353         atomic_t pending;
10354         blk_status_t status;
10355         bool skip_csum;
10356 };
10357
10358 static blk_status_t submit_encoded_read_bio(struct btrfs_inode *inode,
10359                                             struct bio *bio, int mirror_num)
10360 {
10361         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10362         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10363         blk_status_t ret;
10364
10365         if (!priv->skip_csum) {
10366                 ret = btrfs_lookup_bio_sums(&inode->vfs_inode, bio, NULL);
10367                 if (ret)
10368                         return ret;
10369         }
10370
10371         atomic_inc(&priv->pending);
10372         btrfs_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num);
10373         return BLK_STS_OK;
10374 }
10375
10376 static blk_status_t btrfs_encoded_read_verify_csum(struct btrfs_bio *bbio)
10377 {
10378         const bool uptodate = (bbio->bio.bi_status == BLK_STS_OK);
10379         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->bio.bi_private;
10380         struct btrfs_inode *inode = priv->inode;
10381         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10382         u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
10383         struct bio_vec *bvec;
10384         struct bvec_iter_all iter_all;
10385         u32 bio_offset = 0;
10386
10387         if (priv->skip_csum || !uptodate)
10388                 return bbio->bio.bi_status;
10389
10390         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
10391                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
10392
10393                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec->bv_len);
10394                 pgoff = bvec->bv_offset;
10395                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
10396                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
10397                         if (btrfs_check_data_csum(&inode->vfs_inode, bbio, bio_offset,
10398                                             bvec->bv_page, pgoff))
10399                                 return BLK_STS_IOERR;
10400                         bio_offset += sectorsize;
10401                         pgoff += sectorsize;
10402                 }
10403         }
10404         return BLK_STS_OK;
10405 }
10406
10407 static void btrfs_encoded_read_endio(struct bio *bio)
10408 {
10409         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10410         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
10411         blk_status_t status;
10412
10413         status = btrfs_encoded_read_verify_csum(bbio);
10414         if (status) {
10415                 /*
10416                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10417                  * pairs with the memory barrier implied by the
10418                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10419                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10420                  * write is observed before the load of status in
10421                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10422                  */
10423                 WRITE_ONCE(priv->status, status);
10424         }
10425         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10426                 wake_up(&priv->wait);
10427         btrfs_bio_free_csum(bbio);
10428         bio_put(bio);
10429 }
10430
10431 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10432                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
10433                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
10434 {
10435         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10436         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10437                 .inode = inode,
10438                 .file_offset = file_offset,
10439                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10440                 .skip_csum = (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM),
10441         };
10442         unsigned long i = 0;
10443         u64 cur = 0;
10444         int ret;
10445
10446         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10447         /*
10448          * Submit bios for the extent, splitting due to bio or stripe limits as
10449          * necessary.
10450          */
10451         while (cur < disk_io_size) {
10452                 struct extent_map *em;
10453                 struct btrfs_io_geometry geom;
10454                 struct bio *bio = NULL;
10455                 u64 remaining;
10456
10457                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, disk_bytenr + cur,
10458                                          disk_io_size - cur);
10459                 if (IS_ERR(em)) {
10460                         ret = PTR_ERR(em);
10461                 } else {
10462                         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, BTRFS_MAP_READ,
10463                                                     disk_bytenr + cur, &geom);
10464                         free_extent_map(em);
10465                 }
10466                 if (ret) {
10467                         WRITE_ONCE(priv.status, errno_to_blk_status(ret));
10468                         break;
10469                 }
10470                 remaining = min(geom.len, disk_io_size - cur);
10471                 while (bio || remaining) {
10472                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
10473
10474                         if (!bio) {
10475                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS);
10476                                 bio->bi_iter.bi_sector =
10477                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
10478                                 bio->bi_end_io = btrfs_encoded_read_endio;
10479                                 bio->bi_private = &priv;
10480                                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
10481                         }
10482
10483                         if (!bytes ||
10484                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10485                                 blk_status_t status;
10486
10487                                 status = submit_encoded_read_bio(inode, bio, 0);
10488                                 if (status) {
10489                                         WRITE_ONCE(priv.status, status);
10490                                         bio_put(bio);
10491                                         goto out;
10492                                 }
10493                                 bio = NULL;
10494                                 continue;
10495                         }
10496
10497                         i++;
10498                         cur += bytes;
10499                         remaining -= bytes;
10500                 }
10501         }
10502
10503 out:
10504         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10505                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10506         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10507         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10508 }
10509
10510 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10511                                           struct iov_iter *iter,
10512                                           u64 start, u64 lockend,
10513                                           struct extent_state **cached_state,
10514                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10515                                           size_t count, bool compressed,
10516                                           bool *unlocked)
10517 {
10518         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10519         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10520         struct page **pages;
10521         unsigned long nr_pages, i;
10522         u64 cur;
10523         size_t page_offset;
10524         ssize_t ret;
10525
10526         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10527         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10528         if (!pages)
10529                 return -ENOMEM;
10530         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10531         if (ret) {
10532                 ret = -ENOMEM;
10533                 goto out;
10534                 }
10535
10536         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10537                                                     disk_io_size, pages);
10538         if (ret)
10539                 goto out;
10540
10541         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10542         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10543         *unlocked = true;
10544
10545         if (compressed) {
10546                 i = 0;
10547                 page_offset = 0;
10548         } else {
10549                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10550                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10551         }
10552         cur = 0;
10553         while (cur < count) {
10554                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10555                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10556
10557                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10558                                       iter) != bytes) {
10559                         ret = -EFAULT;
10560                         goto out;
10561                 }
10562                 i++;
10563                 cur += bytes;
10564                 page_offset = 0;
10565         }
10566         ret = count;
10567 out:
10568         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10569                 if (pages[i])
10570                         __free_page(pages[i]);
10571         }
10572         kfree(pages);
10573         return ret;
10574 }
10575
10576 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10577                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10578 {
10579         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10580         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10581         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10582         ssize_t ret;
10583         size_t count = iov_iter_count(iter);
10584         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10585         struct extent_state *cached_state = NULL;
10586         struct extent_map *em;
10587         bool unlocked = false;
10588
10589         file_accessed(iocb->ki_filp);
10590
10591         btrfs_inode_lock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10592
10593         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10594                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10595                 return 0;
10596         }
10597         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10598         /*
10599          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10600          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10601          */
10602         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10603
10604         for (;;) {
10605                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10606
10607                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10608                                                lockend - start + 1);
10609                 if (ret)
10610                         goto out_unlock_inode;
10611                 lock_extent_bits(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10612                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10613                                                      lockend - start + 1);
10614                 if (!ordered)
10615                         break;
10616                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10617                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10618                 cond_resched();
10619         }
10620
10621         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10622         if (IS_ERR(em)) {
10623                 ret = PTR_ERR(em);
10624                 goto out_unlock_extent;
10625         }
10626
10627         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10628                 u64 extent_start = em->start;
10629
10630                 /*
10631                  * For inline extents we get everything we need out of the
10632                  * extent item.
10633                  */
10634                 free_extent_map(em);
10635                 em = NULL;
10636                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10637                                                 &cached_state, extent_start,
10638                                                 count, encoded, &unlocked);
10639                 goto out;
10640         }
10641
10642         /*
10643          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10644          * that.
10645          */
10646         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10647                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10648         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10649             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10650                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10651                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10652                 encoded->len = count;
10653                 encoded->unencoded_len = count;
10654         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10655                 disk_bytenr = em->block_start;
10656                 /*
10657                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10658                  * compressed extent.
10659                  */
10660                 if (em->block_len > count) {
10661                         ret = -ENOBUFS;
10662                         goto out_em;
10663                 }
10664                 disk_io_size = em->block_len;
10665                 count = em->block_len;
10666                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10667                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10668                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10669                                                              em->compress_type);
10670                 if (ret < 0)
10671                         goto out_em;
10672                 encoded->compression = ret;
10673         } else {
10674                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10675                 if (encoded->len > count)
10676                         encoded->len = count;
10677                 /*
10678                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10679                  * allocations that we'll do.
10680                  */
10681                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10682                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10683                 encoded->len = count;
10684                 encoded->unencoded_len = count;
10685                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10686         }
10687         free_extent_map(em);
10688         em = NULL;
10689
10690         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10691                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10692                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10693                 unlocked = true;
10694                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10695                 if (ret != count)
10696                         ret = -EFAULT;
10697         } else {
10698                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10699                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10700                                                  disk_io_size, count,
10701                                                  encoded->compression,
10702                                                  &unlocked);
10703         }
10704
10705 out:
10706         if (ret >= 0)
10707                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10708 out_em:
10709         free_extent_map(em);
10710 out_unlock_extent:
10711         if (!unlocked)
10712                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10713 out_unlock_inode:
10714         if (!unlocked)
10715                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10716         return ret;
10717 }
10718
10719 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10720                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10721 {
10722         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10723         struct btrfs_root *root = inode->root;
10724         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10725         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10726         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10727         struct extent_state *cached_state = NULL;
10728         int compression;
10729         size_t orig_count;
10730         u64 start, end;
10731         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10732         unsigned long nr_pages, i;
10733         struct page **pages;
10734         struct btrfs_key ins;
10735         bool extent_reserved = false;
10736         struct extent_map *em;
10737         ssize_t ret;
10738
10739         switch (encoded->compression) {
10740         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10741                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10742                 break;
10743         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10744                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10745                 break;
10746         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10747         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10748         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10749         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10750         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10751                 /* The sector size must match for LZO. */
10752                 if (encoded->compression -
10753                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10754                     fs_info->sectorsize_bits)
10755                         return -EINVAL;
10756                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10757                 break;
10758         default:
10759                 return -EINVAL;
10760         }
10761         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10762                 return -EINVAL;
10763
10764         orig_count = iov_iter_count(from);
10765
10766         /* The extent size must be sane. */
10767         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10768             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10769                 return -EINVAL;
10770
10771         /*
10772          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10773          *
10774          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10775          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10776          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10777          * extents.
10778          *
10779          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10780          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10781          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10782          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10783          */
10784         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10785                 return -EINVAL;
10786
10787         /* The extent must start on a sector boundary. */
10788         start = iocb->ki_pos;
10789         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10790                 return -EINVAL;
10791
10792         /*
10793          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10794          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10795          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10796          */
10797         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10798             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10799                 return -EINVAL;
10800
10801         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10802         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10803                 return -EINVAL;
10804
10805         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10806         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10807         end = start + num_bytes - 1;
10808
10809         /*
10810          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10811          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10812          * isn't.
10813          */
10814         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10815         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10816         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10817         if (!pages)
10818                 return -ENOMEM;
10819         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10820                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10821                 char *kaddr;
10822
10823                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10824                 if (!pages[i]) {
10825                         ret = -ENOMEM;
10826                         goto out_pages;
10827                 }
10828                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10829                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10830                         kunmap_local(kaddr);
10831                         ret = -EFAULT;
10832                         goto out_pages;
10833                 }
10834                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10835                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10836                 kunmap_local(kaddr);
10837         }
10838
10839         for (;;) {
10840                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10841
10842                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10843                 if (ret)
10844                         goto out_pages;
10845                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10846                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10847                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10848                 if (ret)
10849                         goto out_pages;
10850                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
10851                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10852                 if (!ordered &&
10853                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10854                         break;
10855                 if (ordered)
10856                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10857                 unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10858                 cond_resched();
10859         }
10860
10861         /*
10862          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10863          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10864          */
10865         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10866         if (ret)
10867                 goto out_unlock;
10868         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10869         if (ret)
10870                 goto out_free_data_space;
10871         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10872                                               false);
10873         if (ret)
10874                 goto out_qgroup_free_data;
10875
10876         /* Try an inline extent first. */
10877         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10878             encoded->unencoded_offset == 0) {
10879                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10880                                             compression, pages, true);
10881                 if (ret <= 0) {
10882                         if (ret == 0)
10883                                 ret = orig_count;
10884                         goto out_delalloc_release;
10885                 }
10886         }
10887
10888         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10889                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10890         if (ret)
10891                 goto out_delalloc_release;
10892         extent_reserved = true;
10893
10894         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10895                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10896                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10897                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10898         if (IS_ERR(em)) {
10899                 ret = PTR_ERR(em);
10900                 goto out_free_reserved;
10901         }
10902         free_extent_map(em);
10903
10904         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10905                                        ins.objectid, ins.offset,
10906                                        encoded->unencoded_offset,
10907                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10908                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10909                                        compression);
10910         if (ret) {
10911                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
10912                 goto out_free_reserved;
10913         }
10914         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10915
10916         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10917                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10918
10919         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10920
10921         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10922
10923         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10924                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10925                                           false)) {
10926                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10927                 ret = -EIO;
10928                 goto out_pages;
10929         }
10930         ret = orig_count;
10931         goto out;
10932
10933 out_free_reserved:
10934         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10935         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10936 out_delalloc_release:
10937         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10938         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10939 out_qgroup_free_data:
10940         if (ret < 0)
10941                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10942 out_free_data_space:
10943         /*
10944          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10945          * bytes_may_use.
10946          */
10947         if (!extent_reserved)
10948                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10949 out_unlock:
10950         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10951 out_pages:
10952         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10953                 if (pages[i])
10954                         __free_page(pages[i]);
10955         }
10956         kvfree(pages);
10957 out:
10958         if (ret >= 0)
10959                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10960         return ret;
10961 }
10962
10963 #ifdef CONFIG_SWAP
10964 /*
10965  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10966  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10967  * negative errno on failure.
10968  */
10969 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10970                                   bool is_block_group)
10971 {
10972         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10973         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10974         struct rb_node **p;
10975         struct rb_node *parent = NULL;
10976
10977         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10978         if (!sp)
10979                 return -ENOMEM;
10980         sp->ptr = ptr;
10981         sp->inode = inode;
10982         sp->is_block_group = is_block_group;
10983         sp->bg_extent_count = 1;
10984
10985         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10986         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10987         while (*p) {
10988                 parent = *p;
10989                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10990                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10991                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10992                         p = &(*p)->rb_left;
10993                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10994                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10995                         p = &(*p)->rb_right;
10996                 } else {
10997                         if (is_block_group)
10998                                 entry->bg_extent_count++;
10999                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11000                         kfree(sp);
11001                         return 1;
11002                 }
11003         }
11004         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
11005         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
11006         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11007         return 0;
11008 }
11009
11010 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
11011 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
11012 {
11013         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
11014         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
11015         struct rb_node *node, *next;
11016
11017         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11018         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
11019         while (node) {
11020                 next = rb_next(node);
11021                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
11022                 if (sp->inode == inode) {
11023                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
11024                         if (sp->is_block_group) {
11025                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
11026                                                            sp->bg_extent_count);
11027                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
11028                         }
11029                         kfree(sp);
11030                 }
11031                 node = next;
11032         }
11033         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
11034 }
11035
11036 struct btrfs_swap_info {
11037         u64 start;
11038         u64 block_start;
11039         u64 block_len;
11040         u64 lowest_ppage;
11041         u64 highest_ppage;
11042         unsigned long nr_pages;
11043         int nr_extents;
11044 };
11045
11046 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
11047                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
11048 {
11049         unsigned long nr_pages;
11050         unsigned long max_pages;
11051         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
11052         int ret;
11053
11054         /*
11055          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
11056          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
11057          * the max size set in the swap header.
11058          */
11059         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
11060                 return 0;
11061
11062         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
11063         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11064         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
11065                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11066
11067         if (first_ppage >= next_ppage)
11068                 return 0;
11069         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
11070         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
11071
11072         first_ppage_reported = first_ppage;
11073         if (bsi->start == 0)
11074                 first_ppage_reported++;
11075         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
11076                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
11077         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
11078                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
11079
11080         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
11081         if (ret < 0)
11082                 return ret;
11083         bsi->nr_extents += ret;
11084         bsi->nr_pages += nr_pages;
11085         return 0;
11086 }
11087
11088 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11089 {
11090         struct inode *inode = file_inode(file);
11091
11092         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
11093         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
11094 }
11095
11096 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11097                                sector_t *span)
11098 {
11099         struct inode *inode = file_inode(file);
11100         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
11101         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
11102         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
11103         struct extent_state *cached_state = NULL;
11104         struct extent_map *em = NULL;
11105         struct btrfs_device *device = NULL;
11106         struct btrfs_swap_info bsi = {
11107                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
11108         };
11109         int ret = 0;
11110         u64 isize;
11111         u64 start;
11112
11113         /*
11114          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
11115          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
11116          * we don't really care.
11117          */
11118         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
11119         if (ret)
11120                 return ret;
11121
11122         /*
11123          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
11124          */
11125         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
11126                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11127                 return -EINVAL;
11128         }
11129         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
11130                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
11131                 return -EINVAL;
11132         }
11133         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
11134                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
11135                 return -EINVAL;
11136         }
11137
11138         /*
11139          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
11140          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
11141          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
11142          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
11143          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
11144          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
11145          * really worth the trouble to allow it.
11146          */
11147         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
11148                 btrfs_warn(fs_info,
11149            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
11150                 return -EBUSY;
11151         }
11152
11153         /*
11154          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
11155          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
11156          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
11157          * completes before the first write into the swap file after it is
11158          * activated, than that write would fallback to COW.
11159          */
11160         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
11161                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11162                 btrfs_warn(fs_info,
11163            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
11164                 return -EINVAL;
11165         }
11166         /*
11167          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
11168          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
11169          * before walking the extents because we don't want a concurrent
11170          * snapshot to run after we've already checked the extents.
11171          *
11172          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
11173          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
11174          * activating the swapfile.
11175          */
11176         spin_lock(&root->root_item_lock);
11177         if (btrfs_root_dead(root)) {
11178                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
11179
11180                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11181                 btrfs_warn(fs_info,
11182                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
11183                         root->root_key.objectid);
11184                 return -EPERM;
11185         }
11186         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
11187         spin_unlock(&root->root_item_lock);
11188
11189         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
11190
11191         lock_extent_bits(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11192         start = 0;
11193         while (start < isize) {
11194                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
11195                 struct btrfs_block_group *bg;
11196                 u64 len = isize - start;
11197
11198                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
11199                 if (IS_ERR(em)) {
11200                         ret = PTR_ERR(em);
11201                         goto out;
11202                 }
11203
11204                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
11205                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
11206                         ret = -EINVAL;
11207                         goto out;
11208                 }
11209                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
11210                         /*
11211                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
11212                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
11213                          * big enough to store more than the swap header, but in
11214                          * case something changes in the future, let's catch it
11215                          * here rather than later.
11216                          */
11217                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
11218                         ret = -EINVAL;
11219                         goto out;
11220                 }
11221                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
11222                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11223                         ret = -EINVAL;
11224                         goto out;
11225                 }
11226
11227                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
11228                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
11229                 free_extent_map(em);
11230                 em = NULL;
11231
11232                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, true);
11233                 if (ret < 0) {
11234                         goto out;
11235                 } else if (ret) {
11236                         ret = 0;
11237                 } else {
11238                         btrfs_warn(fs_info,
11239                                    "swapfile must not be copy-on-write");
11240                         ret = -EINVAL;
11241                         goto out;
11242                 }
11243
11244                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
11245                 if (IS_ERR(em)) {
11246                         ret = PTR_ERR(em);
11247                         goto out;
11248                 }
11249
11250                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
11251                         btrfs_warn(fs_info,
11252                                    "swapfile must have single data profile");
11253                         ret = -EINVAL;
11254                         goto out;
11255                 }
11256
11257                 if (device == NULL) {
11258                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
11259                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
11260                         if (ret == 1)
11261                                 ret = 0;
11262                         else if (ret)
11263                                 goto out;
11264                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
11265                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
11266                         ret = -EINVAL;
11267                         goto out;
11268                 }
11269
11270                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
11271                                         (logical_block_start - em->start));
11272                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
11273                 free_extent_map(em);
11274                 em = NULL;
11275
11276                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
11277                 if (!bg) {
11278                         btrfs_warn(fs_info,
11279                            "could not find block group containing swapfile");
11280                         ret = -EINVAL;
11281                         goto out;
11282                 }
11283
11284                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
11285                         btrfs_warn(fs_info,
11286                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
11287                            bg->start,
11288                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
11289                                        " (scrub running)" : "");
11290                         btrfs_put_block_group(bg);
11291                         ret = -EINVAL;
11292                         goto out;
11293                 }
11294
11295                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
11296                 if (ret) {
11297                         btrfs_put_block_group(bg);
11298                         if (ret == 1)
11299                                 ret = 0;
11300                         else
11301                                 goto out;
11302                 }
11303
11304                 if (bsi.block_len &&
11305                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
11306                         bsi.block_len += len;
11307                 } else {
11308                         if (bsi.block_len) {
11309                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11310                                 if (ret)
11311                                         goto out;
11312                         }
11313                         bsi.start = start;
11314                         bsi.block_start = physical_block_start;
11315                         bsi.block_len = len;
11316                 }
11317
11318                 start += len;
11319         }
11320
11321         if (bsi.block_len)
11322                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11323
11324 out:
11325         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
11326                 free_extent_map(em);
11327
11328         unlock_extent_cached(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11329
11330         if (ret)
11331                 btrfs_swap_deactivate(file);
11332
11333         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
11334
11335         btrfs_exclop_finish(fs_info);
11336
11337         if (ret)
11338                 return ret;
11339
11340         if (device)
11341                 sis->bdev = device->bdev;
11342         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
11343         sis->max = bsi.nr_pages;
11344         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
11345         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
11346         return bsi.nr_extents;
11347 }
11348 #else
11349 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11350 {
11351 }
11352
11353 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11354                                sector_t *span)
11355 {
11356         return -EOPNOTSUPP;
11357 }
11358 #endif
11359
11360 /*
11361  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
11362  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
11363  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
11364  * always get a correct value.
11365  */
11366 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
11367                               const u64 add_bytes,
11368                               const u64 del_bytes)
11369 {
11370         if (add_bytes == del_bytes)
11371                 return;
11372
11373         spin_lock(&inode->lock);
11374         if (del_bytes > 0)
11375                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
11376         if (add_bytes > 0)
11377                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
11378         spin_unlock(&inode->lock);
11379 }
11380
11381 /**
11382  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
11383  *
11384  * @inode:   The target inode.
11385  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
11386  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
11387  *           sector size aligned.
11388  *
11389  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
11390  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
11391  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
11392  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
11393  * the inode's io_tree.
11394  */
11395 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
11396 {
11397         struct btrfs_root *root = inode->root;
11398         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
11399
11400         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
11401                 return;
11402
11403         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
11404         if (ordered) {
11405                 btrfs_err(root->fs_info,
11406 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
11407                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11408                           ordered->file_offset,
11409                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11410                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11411         }
11412
11413         ASSERT(ordered == NULL);
11414 }
11415
11416 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11417         .getattr        = btrfs_getattr,
11418         .lookup         = btrfs_lookup,
11419         .create         = btrfs_create,
11420         .unlink         = btrfs_unlink,
11421         .link           = btrfs_link,
11422         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11423         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11424         .rename         = btrfs_rename2,
11425         .symlink        = btrfs_symlink,
11426         .setattr        = btrfs_setattr,
11427         .mknod          = btrfs_mknod,
11428         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11429         .permission     = btrfs_permission,
11430         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11431         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11432         .update_time    = btrfs_update_time,
11433         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11434         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11435         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11436 };
11437
11438 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11439         .llseek         = generic_file_llseek,
11440         .read           = generic_read_dir,
11441         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11442         .open           = btrfs_opendir,
11443         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11444 #ifdef CONFIG_COMPAT
11445         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11446 #endif
11447         .release        = btrfs_release_file,
11448         .fsync          = btrfs_sync_file,
11449 };
11450
11451 /*
11452  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11453  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11454  * these extents won't change over the life of the file and they
11455  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11456  *
11457  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11458  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11459  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11460  *
11461  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11462  */
11463 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11464         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11465         .writepages     = btrfs_writepages,
11466         .readahead      = btrfs_readahead,
11467         .direct_IO      = noop_direct_IO,
11468         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11469         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11470         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
11471         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11472         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
11473         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11474         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11475 };
11476
11477 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11478         .getattr        = btrfs_getattr,
11479         .setattr        = btrfs_setattr,
11480         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11481         .permission     = btrfs_permission,
11482         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11483         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11484         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11485         .update_time    = btrfs_update_time,
11486         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11487         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11488 };
11489 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11490         .getattr        = btrfs_getattr,
11491         .setattr        = btrfs_setattr,
11492         .permission     = btrfs_permission,
11493         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11494         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11495         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11496         .update_time    = btrfs_update_time,
11497 };
11498 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11499         .get_link       = page_get_link,
11500         .getattr        = btrfs_getattr,
11501         .setattr        = btrfs_setattr,
11502         .permission     = btrfs_permission,
11503         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11504         .update_time    = btrfs_update_time,
11505 };
11506
11507 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11508         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11509 };