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