Merge tag 'tty-6.5-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh/tty
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "bio.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58 #include "fs.h"
59 #include "accessors.h"
60 #include "extent-tree.h"
61 #include "root-tree.h"
62 #include "defrag.h"
63 #include "dir-item.h"
64 #include "file-item.h"
65 #include "uuid-tree.h"
66 #include "ioctl.h"
67 #include "file.h"
68 #include "acl.h"
69 #include "relocation.h"
70 #include "verity.h"
71 #include "super.h"
72 #include "orphan.h"
73 #include "backref.h"
74
75 struct btrfs_iget_args {
76         u64 ino;
77         struct btrfs_root *root;
78 };
79
80 struct btrfs_dio_data {
81         ssize_t submitted;
82         struct extent_changeset *data_reserved;
83         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
84         bool data_space_reserved;
85         bool nocow_done;
86 };
87
88 struct btrfs_dio_private {
89         /* Range of I/O */
90         u64 file_offset;
91         u32 bytes;
92
93         /* This must be last */
94         struct btrfs_bio bbio;
95 };
96
97 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
98
99 struct btrfs_rename_ctx {
100         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
101         u64 index;
102 };
103
104 /*
105  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
106  * resolution and output of error message.
107  */
108 struct data_reloc_warn {
109         struct btrfs_path path;
110         struct btrfs_fs_info *fs_info;
111         u64 extent_item_size;
112         u64 logical;
113         int mirror_num;
114 };
115
116 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
117 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
118 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
119 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
120 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
121 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
122
123 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
124
125 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
126 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
127 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
128                                    struct page *locked_page,
129                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
130                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
131                                    u64 *done_offset);
132 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
133                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
134                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
135                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
136                                        int type);
137
138 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
139                                           u64 root, void *warn_ctx)
140 {
141         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
142         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
143         struct extent_buffer *eb;
144         struct btrfs_inode_item *inode_item;
145         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
146         struct btrfs_root *local_root;
147         struct btrfs_key key;
148         unsigned int nofs_flag;
149         u32 nlink;
150         int ret;
151
152         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
153         if (IS_ERR(local_root)) {
154                 ret = PTR_ERR(local_root);
155                 goto err;
156         }
157
158         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
159         key.objectid = inum;
160         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
161         key.offset = 0;
162
163         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
164         if (ret) {
165                 btrfs_put_root(local_root);
166                 btrfs_release_path(&warn->path);
167                 goto err;
168         }
169
170         eb = warn->path.nodes[0];
171         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
172         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
173         btrfs_release_path(&warn->path);
174
175         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
176         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
177         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
178         if (IS_ERR(ipath)) {
179                 btrfs_put_root(local_root);
180                 ret = PTR_ERR(ipath);
181                 ipath = NULL;
182                 /*
183                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
184                  * without filename.
185                  */
186                 btrfs_warn(fs_info,
187 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
188                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
189                 return ret;
190         }
191         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
192         if (ret < 0)
193                 goto err;
194
195         /*
196          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
197          * hold all of the paths here
198          */
199         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
200                 btrfs_warn(fs_info,
201 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
202                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
203                            fs_info->sectorsize, nlink,
204                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
205         }
206
207         btrfs_put_root(local_root);
208         free_ipath(ipath);
209         return 0;
210
211 err:
212         btrfs_warn(fs_info,
213 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
214                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
215
216         free_ipath(ipath);
217         return ret;
218 }
219
220 /*
221  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
222  *
223  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
224  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
225  */
226 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
227                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
228                                    int mirror_num)
229 {
230         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
231         struct btrfs_path path = { 0 };
232         struct btrfs_key found_key = { 0 };
233         struct extent_buffer *eb;
234         struct btrfs_extent_item *ei;
235         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
236         u64 logical;
237         u64 flags;
238         u32 item_size;
239         int ret;
240
241         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
242         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
243         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
244
245         if (logical == U64_MAX) {
246                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
247                 btrfs_warn_rl(fs_info,
248 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
249                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
250                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
251                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
252                         mirror_num);
253                 return;
254         }
255
256         logical += file_off;
257         btrfs_warn_rl(fs_info,
258 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
259                         inode->root->root_key.objectid,
260                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
261                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
262                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
263                         mirror_num);
264
265         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
266         if (ret < 0) {
267                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
268                              logical, ret);
269                 return;
270         }
271         eb = path.nodes[0];
272         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
273         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
274         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
275                 unsigned long ptr = 0;
276                 u64 ref_root;
277                 u8 ref_level;
278
279                 while (true) {
280                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
281                                                       item_size, &ref_root,
282                                                       &ref_level);
283                         if (ret < 0) {
284                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
285                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
286                                               logical, ret);
287                                 break;
288                         }
289                         if (ret > 0)
290                                 break;
291
292                         btrfs_warn_rl(fs_info,
293 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
294                                 logical, mirror_num,
295                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
296                                 ref_level, ref_root);
297                 }
298                 btrfs_release_path(&path);
299         } else {
300                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
301                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
302
303                 btrfs_release_path(&path);
304
305                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
306                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
307                 ctx.fs_info = fs_info;
308
309                 reloc_warn.logical = logical;
310                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
311                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
312                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
313
314                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
315                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
316         }
317 }
318
319 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
320                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
321 {
322         struct btrfs_root *root = inode->root;
323         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
324
325         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
326         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
327                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
328                                               csum_expected, mirror_num);
329
330         /* Output without objectid, which is more meaningful */
331         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
332                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
333 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
334                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
335                         logical_start,
336                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
337                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
338                         mirror_num);
339         } else {
340                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
341 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
342                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
343                         logical_start,
344                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
346                         mirror_num);
347         }
348 }
349
350 /*
351  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
352  *
353  * ilock_flags can have the following bit set:
354  *
355  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
356  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
357  *                   return -EAGAIN
358  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
359  */
360 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
361 {
362         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
363                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
364                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
365                                 return -EAGAIN;
366                         else
367                                 return 0;
368                 }
369                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
370         } else {
371                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
372                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
373                                 return -EAGAIN;
374                         else
375                                 return 0;
376                 }
377                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
378         }
379         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
380                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
381         return 0;
382 }
383
384 /*
385  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
386  *
387  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
388  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
389  */
390 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
391 {
392         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
393                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
394         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
395                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
396         else
397                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
398 }
399
400 /*
401  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
402  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
403  *
404  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
405  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
406  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
407  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
408  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
409  */
410 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
411                                                  struct page *locked_page,
412                                                  u64 offset, u64 bytes)
413 {
414         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
415         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
416         u64 page_start = 0, page_end = 0;
417         struct page *page;
418
419         if (locked_page) {
420                 page_start = page_offset(locked_page);
421                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
422         }
423
424         while (index <= end_index) {
425                 /*
426                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
427                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
428                  * end_extent_writepage() function will call
429                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
430                  * run the ordered extent accounting.
431                  *
432                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
433                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
434                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
435                  */
436                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
437                         index++;
438                         continue;
439                 }
440                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
441                 index++;
442                 if (!page)
443                         continue;
444
445                 /*
446                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
447                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
448                  * the ordered extent accounting for the range.
449                  */
450                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
451                                                offset, bytes);
452                 put_page(page);
453         }
454
455         if (locked_page) {
456                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
457                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
458                         return;
459                 /*
460                  * In case this page belongs to the delalloc range being
461                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
462                  * going to be properly cleaned up by the caller of
463                  * run_delalloc_range
464                  */
465                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
466                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
467                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
468                 }
469         }
470
471         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
472 }
473
474 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
475
476 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
477                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
478 {
479         int err;
480
481         if (args->default_acl) {
482                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
483                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
484                 if (err)
485                         return err;
486         }
487         if (args->acl) {
488                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
489                 if (err)
490                         return err;
491         }
492         if (!args->default_acl && !args->acl)
493                 cache_no_acl(args->inode);
494         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
495                                          &args->dentry->d_name);
496 }
497
498 /*
499  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
500  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
501  * no overlapping inline items exist in the btree
502  */
503 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
504                                 struct btrfs_path *path,
505                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
506                                 size_t size, size_t compressed_size,
507                                 int compress_type,
508                                 struct page **compressed_pages,
509                                 bool update_i_size)
510 {
511         struct btrfs_root *root = inode->root;
512         struct extent_buffer *leaf;
513         struct page *page = NULL;
514         char *kaddr;
515         unsigned long ptr;
516         struct btrfs_file_extent_item *ei;
517         int ret;
518         size_t cur_size = size;
519         u64 i_size;
520
521         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
522                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
523
524         if (compressed_size && compressed_pages)
525                 cur_size = compressed_size;
526
527         if (!extent_inserted) {
528                 struct btrfs_key key;
529                 size_t datasize;
530
531                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
532                 key.offset = 0;
533                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
534
535                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
536                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
537                                               datasize);
538                 if (ret)
539                         goto fail;
540         }
541         leaf = path->nodes[0];
542         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
543                             struct btrfs_file_extent_item);
544         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
545         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
546         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
547         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
548         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
549         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
550
551         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
552                 struct page *cpage;
553                 int i = 0;
554                 while (compressed_size > 0) {
555                         cpage = compressed_pages[i];
556                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
557                                        PAGE_SIZE);
558
559                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
560                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
561                         kunmap_local(kaddr);
562
563                         i++;
564                         ptr += cur_size;
565                         compressed_size -= cur_size;
566                 }
567                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
568                                                   compress_type);
569         } else {
570                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
571                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
572                 kaddr = kmap_local_page(page);
573                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
574                 kunmap_local(kaddr);
575                 put_page(page);
576         }
577         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
578         btrfs_release_path(path);
579
580         /*
581          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
582          * sake.
583          */
584         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
585                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
586         if (ret)
587                 goto fail;
588
589         /*
590          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
591          * without locking a page we already have locked.
592          *
593          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
594          * Otherwise we could end up racing with unlink.
595          */
596         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
597         if (update_i_size && size > i_size) {
598                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
599                 i_size = size;
600         }
601         inode->disk_i_size = i_size;
602
603 fail:
604         return ret;
605 }
606
607
608 /*
609  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
610  * does the checks required to make sure the data is small enough
611  * to fit as an inline extent.
612  */
613 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
614                                           size_t compressed_size,
615                                           int compress_type,
616                                           struct page **compressed_pages,
617                                           bool update_i_size)
618 {
619         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
620         struct btrfs_root *root = inode->root;
621         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
622         struct btrfs_trans_handle *trans;
623         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
624         int ret;
625         struct btrfs_path *path;
626
627         /*
628          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
629          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
630          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
631          * size.
632          */
633         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
634             size > fs_info->sectorsize ||
635             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
636             data_len > fs_info->max_inline)
637                 return 1;
638
639         path = btrfs_alloc_path();
640         if (!path)
641                 return -ENOMEM;
642
643         trans = btrfs_join_transaction(root);
644         if (IS_ERR(trans)) {
645                 btrfs_free_path(path);
646                 return PTR_ERR(trans);
647         }
648         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
649
650         drop_args.path = path;
651         drop_args.start = 0;
652         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
653         drop_args.drop_cache = true;
654         drop_args.replace_extent = true;
655         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
656         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
657         if (ret) {
658                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
659                 goto out;
660         }
661
662         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
663                                    size, compressed_size, compress_type,
664                                    compressed_pages, update_i_size);
665         if (ret && ret != -ENOSPC) {
666                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
667                 goto out;
668         } else if (ret == -ENOSPC) {
669                 ret = 1;
670                 goto out;
671         }
672
673         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
674         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
675         if (ret && ret != -ENOSPC) {
676                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
677                 goto out;
678         } else if (ret == -ENOSPC) {
679                 ret = 1;
680                 goto out;
681         }
682
683         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
684 out:
685         /*
686          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
687          * it won't count as data extent, free them directly here.
688          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
689          * just free one page here.
690          */
691         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
692         btrfs_free_path(path);
693         btrfs_end_transaction(trans);
694         return ret;
695 }
696
697 struct async_extent {
698         u64 start;
699         u64 ram_size;
700         u64 compressed_size;
701         struct page **pages;
702         unsigned long nr_pages;
703         int compress_type;
704         struct list_head list;
705 };
706
707 struct async_chunk {
708         struct btrfs_inode *inode;
709         struct page *locked_page;
710         u64 start;
711         u64 end;
712         blk_opf_t write_flags;
713         struct list_head extents;
714         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
715         struct btrfs_work work;
716         struct async_cow *async_cow;
717 };
718
719 struct async_cow {
720         atomic_t num_chunks;
721         struct async_chunk chunks[];
722 };
723
724 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
725                                      u64 start, u64 ram_size,
726                                      u64 compressed_size,
727                                      struct page **pages,
728                                      unsigned long nr_pages,
729                                      int compress_type)
730 {
731         struct async_extent *async_extent;
732
733         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
734         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
735         async_extent->start = start;
736         async_extent->ram_size = ram_size;
737         async_extent->compressed_size = compressed_size;
738         async_extent->pages = pages;
739         async_extent->nr_pages = nr_pages;
740         async_extent->compress_type = compress_type;
741         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
742         return 0;
743 }
744
745 /*
746  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
747  * options, defragmentation, properties or heuristics.
748  */
749 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
750                                       u64 end)
751 {
752         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
753
754         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
755                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
756                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
757                         btrfs_ino(inode));
758                 return 0;
759         }
760         /*
761          * Special check for subpage.
762          *
763          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
764          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
765          *
766          * 0            32K             64K
767          * |    |///////|       |///////|
768          *              \- A            \- B
769          *
770          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
771          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
772          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
773          *
774          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
775          * if the range is fully page aligned.
776          *
777          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
778          * the tailing partial page will be locked until the full compression
779          * finishes, delaying the write of other range.
780          *
781          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
782          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
783          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
784          * will unlock the full page.
785          */
786         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
787                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
788                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
789                         return 0;
790         }
791
792         /* force compress */
793         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
794                 return 1;
795         /* defrag ioctl */
796         if (inode->defrag_compress)
797                 return 1;
798         /* bad compression ratios */
799         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
800                 return 0;
801         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
802             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
803             inode->prop_compress)
804                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
805         return 0;
806 }
807
808 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
809                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
810 {
811         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
812         if (num_bytes < small_write &&
813             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
814                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
815 }
816
817 /*
818  * we create compressed extents in two phases.  The first
819  * phase compresses a range of pages that have already been
820  * locked (both pages and state bits are locked).
821  *
822  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
823  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
824  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
825  * happens in the same order things were put onto the queue by
826  * writepages and friends.
827  *
828  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
829  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
830  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
831  * are written in the same order that the flusher thread sent them
832  * down.
833  */
834 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
835 {
836         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
837         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
838         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
839         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
840         u64 start = async_chunk->start;
841         u64 end = async_chunk->end;
842         u64 actual_end;
843         u64 i_size;
844         int ret = 0;
845         struct page **pages = NULL;
846         unsigned long nr_pages;
847         unsigned long total_compressed = 0;
848         unsigned long total_in = 0;
849         int i;
850         int will_compress;
851         int compress_type = fs_info->compress_type;
852         int compressed_extents = 0;
853         int redirty = 0;
854
855         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
856
857         /*
858          * We need to save i_size before now because it could change in between
859          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
860          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
861          * later on.
862          *
863          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
864          * does that for us.
865          */
866         barrier();
867         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
868         barrier();
869         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
870 again:
871         will_compress = 0;
872         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
873         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
874
875         /*
876          * we don't want to send crud past the end of i_size through
877          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
878          * end of the file is before the start of our current
879          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
880          * cleanup code that can deal with all of this.
881          *
882          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
883          * very uncommon corner.
884          */
885         if (actual_end <= start)
886                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
887
888         total_compressed = actual_end - start;
889
890         /*
891          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
892          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
893          */
894         if (total_compressed <= blocksize &&
895            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
896                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
897
898         /*
899          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
900          * aligned range.
901          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
902          */
903         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
904                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
905                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
906                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
907         }
908
909         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
910                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
911         total_in = 0;
912         ret = 0;
913
914         /*
915          * we do compression for mount -o compress and when the
916          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
917          * change at any time if we discover bad compression ratios.
918          */
919         if (inode_need_compress(inode, start, end)) {
920                 WARN_ON(pages);
921                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
922                 if (!pages) {
923                         /* just bail out to the uncompressed code */
924                         nr_pages = 0;
925                         goto cont;
926                 }
927
928                 if (inode->defrag_compress)
929                         compress_type = inode->defrag_compress;
930                 else if (inode->prop_compress)
931                         compress_type = inode->prop_compress;
932
933                 /*
934                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
935                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
936                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
937                  * we are compressing them.
938                  *
939                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
940                  * dirty again later on.
941                  *
942                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
943                  * has moved, the end is the original one.
944                  */
945                 if (!redirty) {
946                         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
947                         redirty = 1;
948                 }
949
950                 /* Compression level is applied here and only here */
951                 ret = btrfs_compress_pages(
952                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
953                                            mapping, start,
954                                            pages,
955                                            &nr_pages,
956                                            &total_in,
957                                            &total_compressed);
958
959                 if (!ret) {
960                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
961                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
962
963                         /* zero the tail end of the last page, we might be
964                          * sending it down to disk
965                          */
966                         if (offset)
967                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
968                         will_compress = 1;
969                 }
970         }
971 cont:
972         /*
973          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
974          * extent for subpage case.
975          */
976         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
977                 /* lets try to make an inline extent */
978                 if (ret || total_in < actual_end) {
979                         /* we didn't compress the entire range, try
980                          * to make an uncompressed inline extent.
981                          */
982                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
983                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
984                                                     NULL, false);
985                 } else {
986                         /* try making a compressed inline extent */
987                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
988                                                     total_compressed,
989                                                     compress_type, pages,
990                                                     false);
991                 }
992                 if (ret <= 0) {
993                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
994                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
995                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
996
997                         if (ret < 0)
998                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
999
1000                         /*
1001                          * inline extent creation worked or returned error,
1002                          * we don't need to create any more async work items.
1003                          * Unlock and free up our temp pages.
1004                          *
1005                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1006                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
1007                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1008                          * range.
1009                          */
1010                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1011                                                      NULL,
1012                                                      clear_flags,
1013                                                      PAGE_UNLOCK |
1014                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
1015                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1016
1017                         /*
1018                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
1019                          * them allocated, as we can still reach here with
1020                          * inode_need_compress() == false.
1021                          */
1022                         if (pages) {
1023                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1024                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1025                                         put_page(pages[i]);
1026                                 }
1027                                 kfree(pages);
1028                         }
1029                         return 0;
1030                 }
1031         }
1032
1033         if (will_compress) {
1034                 /*
1035                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
1036                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
1037                  * things
1038                  */
1039                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1040
1041                 /*
1042                  * one last check to make sure the compression is really a
1043                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
1044                  * compression must free at least one sector size
1045                  */
1046                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1047                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
1048                         compressed_extents++;
1049
1050                         /*
1051                          * The async work queues will take care of doing actual
1052                          * allocation on disk for these compressed pages, and
1053                          * will submit them to the elevator.
1054                          */
1055                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
1056                                         total_compressed, pages, nr_pages,
1057                                         compress_type);
1058
1059                         if (start + total_in < end) {
1060                                 start += total_in;
1061                                 pages = NULL;
1062                                 cond_resched();
1063                                 goto again;
1064                         }
1065                         return compressed_extents;
1066                 }
1067         }
1068         if (pages) {
1069                 /*
1070                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
1071                  * free any pages it allocated and our page pointer array
1072                  */
1073                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1074                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1075                         put_page(pages[i]);
1076                 }
1077                 kfree(pages);
1078                 pages = NULL;
1079                 total_compressed = 0;
1080                 nr_pages = 0;
1081
1082                 /* flag the file so we don't compress in the future */
1083                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
1084                     !(inode->prop_compress)) {
1085                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1086                 }
1087         }
1088 cleanup_and_bail_uncompressed:
1089         /*
1090          * No compression, but we still need to write the pages in the file
1091          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
1092          * to our extent and set things up for the async work queue to run
1093          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
1094          */
1095         if (async_chunk->locked_page &&
1096             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
1097              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
1098                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
1099                 /* unlocked later on in the async handlers */
1100         }
1101
1102         if (redirty)
1103                 extent_range_redirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
1104         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1105                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
1106         compressed_extents++;
1107
1108         return compressed_extents;
1109 }
1110
1111 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1112 {
1113         int i;
1114
1115         if (!async_extent->pages)
1116                 return;
1117
1118         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1119                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1120                 put_page(async_extent->pages[i]);
1121         }
1122         kfree(async_extent->pages);
1123         async_extent->nr_pages = 0;
1124         async_extent->pages = NULL;
1125 }
1126
1127 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1128                                      struct async_extent *async_extent,
1129                                      struct page *locked_page)
1130 {
1131         u64 start = async_extent->start;
1132         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1133         unsigned long nr_written = 0;
1134         int page_started = 0;
1135         int ret;
1136         struct writeback_control wbc = {
1137                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1138                 .range_start            = start,
1139                 .range_end              = end,
1140                 .no_cgroup_owner        = 1,
1141         };
1142
1143         /*
1144          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
1145          * won't go to NOCOW or async path again.
1146          *
1147          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
1148          * can directly submit them without interruption.
1149          */
1150         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
1151                              &nr_written, 0, NULL);
1152         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
1153         if (page_started)
1154                 return 0;
1155
1156         if (ret < 0) {
1157                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1158                 if (locked_page) {
1159                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1160                         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
1161
1162                         set_page_writeback(locked_page);
1163                         end_page_writeback(locked_page);
1164                         end_extent_writepage(locked_page, ret, page_start, page_end);
1165                         unlock_page(locked_page);
1166                 }
1167                 return ret;
1168         }
1169
1170         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
1171         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1172         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end, &wbc);
1173         wbc_detach_inode(&wbc);
1174         return ret;
1175 }
1176
1177 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
1178                                    struct async_chunk *async_chunk,
1179                                    struct async_extent *async_extent,
1180                                    u64 *alloc_hint)
1181 {
1182         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1183         struct btrfs_root *root = inode->root;
1184         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1185         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1186         struct btrfs_key ins;
1187         struct page *locked_page = NULL;
1188         struct extent_map *em;
1189         int ret = 0;
1190         u64 start = async_extent->start;
1191         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1192
1193         if (async_chunk->blkcg_css)
1194                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1195
1196         /*
1197          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1198          * handle it.
1199          */
1200         if (async_chunk->locked_page) {
1201                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1202                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1203
1204                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1205                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1206         }
1207         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1208
1209         /* We have fall back to uncompressed write */
1210         if (!async_extent->pages) {
1211                 ret = submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1212                 goto done;
1213         }
1214
1215         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1216                                    async_extent->compressed_size,
1217                                    async_extent->compressed_size,
1218                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1219         if (ret) {
1220                 free_async_extent_pages(async_extent);
1221                 /*
1222                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1223                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1224                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1225                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1226                  * path.
1227                  */
1228                 goto out_free;
1229         }
1230
1231         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1232         em = create_io_em(inode, start,
1233                           async_extent->ram_size,       /* len */
1234                           start,                        /* orig_start */
1235                           ins.objectid,                 /* block_start */
1236                           ins.offset,                   /* block_len */
1237                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1238                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1239                           async_extent->compress_type,
1240                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1241         if (IS_ERR(em)) {
1242                 ret = PTR_ERR(em);
1243                 goto out_free_reserve;
1244         }
1245         free_extent_map(em);
1246
1247         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1248                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1249                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1250                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1251                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1252                                        0,                       /* offset */
1253                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1254                                        async_extent->compress_type);
1255         if (IS_ERR(ordered)) {
1256                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1257                 ret = PTR_ERR(ordered);
1258                 goto out_free_reserve;
1259         }
1260         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1261
1262         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1263         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1264                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1265                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1266         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1267                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1268                             async_extent->nr_pages,
1269                             async_chunk->write_flags, true);
1270         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1271 done:
1272         if (async_chunk->blkcg_css)
1273                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1274         kfree(async_extent);
1275         return ret;
1276
1277 out_free_reserve:
1278         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1279         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1280 out_free:
1281         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1282         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1283                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1284                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1285                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1286                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1287                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1288         free_async_extent_pages(async_extent);
1289         goto done;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1294  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1295  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1296  */
1297 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1298 {
1299         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1300         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1301         struct async_extent *async_extent;
1302         u64 alloc_hint = 0;
1303         int ret = 0;
1304
1305         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1306                 u64 extent_start;
1307                 u64 ram_size;
1308
1309                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1310                                           struct async_extent, list);
1311                 list_del(&async_extent->list);
1312                 extent_start = async_extent->start;
1313                 ram_size = async_extent->ram_size;
1314
1315                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1316                                               &alloc_hint);
1317                 btrfs_debug(fs_info,
1318 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1319                             inode->root->root_key.objectid,
1320                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1321         }
1322 }
1323
1324 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1325                                       u64 num_bytes)
1326 {
1327         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1328         struct extent_map *em;
1329         u64 alloc_hint = 0;
1330
1331         read_lock(&em_tree->lock);
1332         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1333         if (em) {
1334                 /*
1335                  * if block start isn't an actual block number then find the
1336                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1337                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1338                  */
1339                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1340                         free_extent_map(em);
1341                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1342                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1343                                 alloc_hint = em->block_start;
1344                         if (em)
1345                                 free_extent_map(em);
1346                 } else {
1347                         alloc_hint = em->block_start;
1348                         free_extent_map(em);
1349                 }
1350         }
1351         read_unlock(&em_tree->lock);
1352
1353         return alloc_hint;
1354 }
1355
1356 /*
1357  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1358  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1359  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1360  * in ram to track those extents.
1361  *
1362  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1363  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1364  *
1365  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1366  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1367  * IO when we return.
1368  *
1369  * When unlock == 1, we unlock the pages in successfully allocated regions.
1370  * When unlock == 0, we leave them locked for writing them out.
1371  *
1372  * However, we unlock all the pages except @locked_page in case of failure.
1373  *
1374  * In summary, page locking state will be as follow:
1375  *
1376  * - page_started == 1 (return value)
1377  *     - All the pages are unlocked. IO is started.
1378  *     - Note that this can happen only on success
1379  * - unlock == 1
1380  *     - All the pages except @locked_page are unlocked in any case
1381  * - unlock == 0
1382  *     - On success, all the pages are locked for writing out them
1383  *     - On failure, all the pages except @locked_page are unlocked
1384  *
1385  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1386  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1387  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1388  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1389  * example.
1390  */
1391 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1392                                    struct page *locked_page,
1393                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1394                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
1395                                    u64 *done_offset)
1396 {
1397         struct btrfs_root *root = inode->root;
1398         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1399         u64 alloc_hint = 0;
1400         u64 orig_start = start;
1401         u64 num_bytes;
1402         unsigned long ram_size;
1403         u64 cur_alloc_size = 0;
1404         u64 min_alloc_size;
1405         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1406         struct btrfs_key ins;
1407         struct extent_map *em;
1408         unsigned clear_bits;
1409         unsigned long page_ops;
1410         bool extent_reserved = false;
1411         int ret = 0;
1412
1413         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1414                 ret = -EINVAL;
1415                 goto out_unlock;
1416         }
1417
1418         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1419         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1420         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1421
1422         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1423
1424         /*
1425          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1426          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1427          * is doing more writeback than what we want.
1428          *
1429          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1430          * where we only increase i_size after everything is done.
1431          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1432          * So here we skip inline extent creation completely.
1433          */
1434         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1435                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1436                                        end + 1);
1437
1438                 /* lets try to make an inline extent */
1439                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1440                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1441                 if (ret == 0) {
1442                         /*
1443                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1444                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1445                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1446                          * range.
1447                          */
1448                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1449                                      locked_page,
1450                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1451                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1452                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1453                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1454                         *nr_written = *nr_written +
1455                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1456                         *page_started = 1;
1457                         /*
1458                          * locked_page is locked by the caller of
1459                          * writepage_delalloc(), not locked by
1460                          * __process_pages_contig().
1461                          *
1462                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1463                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1464                          *
1465                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1466                          * can't use page_started to determine if it's an
1467                          * inline extent or a compressed extent.
1468                          */
1469                         unlock_page(locked_page);
1470                         goto out;
1471                 } else if (ret < 0) {
1472                         goto out_unlock;
1473                 }
1474         }
1475
1476         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1477
1478         /*
1479          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1480          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1481          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1482          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1483          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1484          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1485          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1486          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1487          * items.
1488          */
1489         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1490                 min_alloc_size = num_bytes;
1491         else
1492                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1493
1494         while (num_bytes > 0) {
1495                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1496
1497                 cur_alloc_size = num_bytes;
1498                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1499                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1500                                            &ins, 1, 1);
1501                 if (ret < 0)
1502                         goto out_unlock;
1503                 cur_alloc_size = ins.offset;
1504                 extent_reserved = true;
1505
1506                 ram_size = ins.offset;
1507                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1508                                   start, /* orig_start */
1509                                   ins.objectid, /* block_start */
1510                                   ins.offset, /* block_len */
1511                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1512                                   ram_size, /* ram_bytes */
1513                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1514                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1515                 if (IS_ERR(em)) {
1516                         ret = PTR_ERR(em);
1517                         goto out_reserve;
1518                 }
1519                 free_extent_map(em);
1520
1521                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1522                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1523                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1524                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1525                 if (IS_ERR(ordered)) {
1526                         ret = PTR_ERR(ordered);
1527                         goto out_drop_extent_cache;
1528                 }
1529
1530                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1531                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1532
1533                         /*
1534                          * Only drop cache here, and process as normal.
1535                          *
1536                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1537                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1538                          * extent, as its meta should be freed by
1539                          * btrfs_finish_ordered_io().
1540                          *
1541                          * So we must continue until @start is increased to
1542                          * skip current ordered extent.
1543                          */
1544                         if (ret)
1545                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1546                                                             start + ram_size - 1,
1547                                                             false);
1548                 }
1549                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1550
1551                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1552
1553                 /*
1554                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1555                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1556                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1557                  *
1558                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1559                  * properly setup for writepage.
1560                  */
1561                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1562                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1563
1564                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1565                                              locked_page,
1566                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1567                                              page_ops);
1568                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1569                         num_bytes = 0;
1570                 else
1571                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1572                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1573                 start += cur_alloc_size;
1574                 extent_reserved = false;
1575
1576                 /*
1577                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1578                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1579                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1580                  */
1581                 if (ret)
1582                         goto out_unlock;
1583         }
1584 out:
1585         return ret;
1586
1587 out_drop_extent_cache:
1588         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1589 out_reserve:
1590         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1591         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1592 out_unlock:
1593         /*
1594          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1595          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1596          */
1597         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1598                 if (orig_start < start)
1599                         *done_offset = start - 1;
1600                 else
1601                         *done_offset = start;
1602                 return ret;
1603         } else if (ret == -EAGAIN) {
1604                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1605                 ret = -ENOSPC;
1606         }
1607
1608         /*
1609          * Now, we have three regions to clean up:
1610          *
1611          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1612          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1613          *
1614          * We process each region below.
1615          */
1616
1617         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1618                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1619         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1620
1621         /*
1622          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1623          * for this region. They are cleaned up by
1624          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1625          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1626          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1627          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1628          * function.
1629          *
1630          * However, in case of unlock == 0, we still need to unlock the pages
1631          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1632          */
1633         if (!unlock && orig_start < start) {
1634                 if (!locked_page)
1635                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1636                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1637                                              locked_page, 0, page_ops);
1638         }
1639
1640         /*
1641          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1642          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1643          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1644          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1645          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1646          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1647          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1648          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1649          */
1650         if (extent_reserved) {
1651                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1652                                              start + cur_alloc_size - 1,
1653                                              locked_page,
1654                                              clear_bits,
1655                                              page_ops);
1656                 start += cur_alloc_size;
1657         }
1658
1659         /*
1660          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1661          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1662          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1663          * btrfs_check_data_free_space().
1664          */
1665         if (start < end) {
1666                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1667                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1668                                              clear_bits, page_ops);
1669         }
1670         return ret;
1671 }
1672
1673 /*
1674  * work queue call back to started compression on a file and pages
1675  */
1676 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1677 {
1678         struct async_chunk *async_chunk;
1679         int compressed_extents;
1680
1681         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1682
1683         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1684         if (compressed_extents == 0) {
1685                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1686                 async_chunk->inode = NULL;
1687         }
1688 }
1689
1690 /*
1691  * work queue call back to submit previously compressed pages
1692  */
1693 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1694 {
1695         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1696                                                      work);
1697         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1698         unsigned long nr_pages;
1699
1700         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1701                 PAGE_SHIFT;
1702
1703         /*
1704          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1705          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1706          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1707          * happening in run_delalloc_compressed
1708          */
1709         if (async_chunk->inode)
1710                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1711
1712         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1713         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1714             5 * SZ_1M)
1715                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1716 }
1717
1718 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1719 {
1720         struct async_chunk *async_chunk;
1721         struct async_cow *async_cow;
1722
1723         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1724         if (async_chunk->inode)
1725                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1726         if (async_chunk->blkcg_css)
1727                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1728
1729         async_cow = async_chunk->async_cow;
1730         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1731                 kvfree(async_cow);
1732 }
1733
1734 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1735                                     struct writeback_control *wbc,
1736                                     struct page *locked_page,
1737                                     u64 start, u64 end, int *page_started,
1738                                     unsigned long *nr_written)
1739 {
1740         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1741         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1742         struct async_cow *ctx;
1743         struct async_chunk *async_chunk;
1744         unsigned long nr_pages;
1745         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1746         int i;
1747         unsigned nofs_flag;
1748         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1749
1750         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1751         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1752         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1753         if (!ctx)
1754                 return false;
1755
1756         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1757         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1758
1759         async_chunk = ctx->chunks;
1760         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1761
1762         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1763                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1764
1765                 /*
1766                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1767                  * lightweight reference for the callback lifetime
1768                  */
1769                 ihold(&inode->vfs_inode);
1770                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1771                 async_chunk[i].inode = inode;
1772                 async_chunk[i].start = start;
1773                 async_chunk[i].end = cur_end;
1774                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1775                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1776
1777                 /*
1778                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1779                  * the original page we were actually given.  As we spread
1780                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1781                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1782                  *
1783                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1784                  * to unlock it.
1785                  */
1786                 if (locked_page) {
1787                         /*
1788                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1789                          * might not go through async.  We want all of them to
1790                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1791                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1792                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1793                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1794                          * against the first page.
1795                          */
1796                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1797                                                  cur_end - start);
1798                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1799                         locked_page = NULL;
1800                 } else {
1801                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1802                 }
1803
1804                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1805                         css_get(blkcg_css);
1806                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1807                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1808                 } else {
1809                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1810                 }
1811
1812                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1813                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1814
1815                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1816                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1817
1818                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1819
1820                 *nr_written += nr_pages;
1821                 start = cur_end + 1;
1822         }
1823         *page_started = 1;
1824         return true;
1825 }
1826
1827 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1828                                        struct page *locked_page, u64 start,
1829                                        u64 end, int *page_started,
1830                                        unsigned long *nr_written,
1831                                        struct writeback_control *wbc)
1832 {
1833         u64 done_offset = end;
1834         int ret;
1835         bool locked_page_done = false;
1836
1837         while (start <= end) {
1838                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1839                                      nr_written, 0, &done_offset);
1840                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1841                         return ret;
1842
1843                 if (*page_started) {
1844                         ASSERT(ret == 0);
1845                         return 0;
1846                 }
1847
1848                 if (ret == 0)
1849                         done_offset = end;
1850
1851                 if (done_offset == start) {
1852                         wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1853                                        BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1854                                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1855                         continue;
1856                 }
1857
1858                 if (!locked_page_done) {
1859                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1860                         account_page_redirty(locked_page);
1861                 }
1862                 locked_page_done = true;
1863                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset,
1864                                           wbc);
1865                 start = done_offset + 1;
1866         }
1867
1868         *page_started = 1;
1869
1870         return 0;
1871 }
1872
1873 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1874                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1875 {
1876         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1877         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1878         int ret;
1879         LIST_HEAD(list);
1880
1881         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1882                                       &list, 0, nowait);
1883         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1884                 return 0;
1885
1886         while (!list_empty(&list)) {
1887                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1888                 list_del(&sums->list);
1889                 kfree(sums);
1890         }
1891         if (ret < 0)
1892                 return ret;
1893         return 1;
1894 }
1895
1896 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1897                            const u64 start, const u64 end,
1898                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1899 {
1900         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1901         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1902         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1903         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1904         u64 range_start = start;
1905         u64 count;
1906
1907         /*
1908          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1909          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1910          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1911          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1912          * has the NOCOW bit set).
1913          *
1914          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1915          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1916          * scrub or relocation) we need to do the following:
1917          *
1918          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1919          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1920          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1921          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1922          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1923          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1924          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1925          *
1926          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1927          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1928          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1929          *    data space info, which we incremented in the step above.
1930          *
1931          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1932          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1933          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1934          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1935          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1936          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1937          * when starting writeback.
1938          */
1939         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1940                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1941         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1942                 u64 bytes = count;
1943                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1944                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1945
1946                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1947                         bytes = range_bytes;
1948
1949                 spin_lock(&sinfo->lock);
1950                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1951                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1952
1953                 if (count > 0)
1954                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1955                                          NULL);
1956         }
1957
1958         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1959                               nr_written, 1, NULL);
1960 }
1961
1962 struct can_nocow_file_extent_args {
1963         /* Input fields. */
1964
1965         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1966         u64 start;
1967         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1968         u64 end;
1969         bool writeback_path;
1970         bool strict;
1971         /*
1972          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1973          * anymore.
1974          */
1975         bool free_path;
1976
1977         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1978
1979         u64 disk_bytenr;
1980         u64 disk_num_bytes;
1981         u64 extent_offset;
1982         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1983         u64 num_bytes;
1984 };
1985
1986 /*
1987  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1988  * This function may return with the path released, so the caller should check
1989  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1990  *
1991  * Returns: < 0 on error
1992  *            0 if we can not NOCOW
1993  *            1 if we can NOCOW
1994  */
1995 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1996                                  struct btrfs_key *key,
1997                                  struct btrfs_inode *inode,
1998                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1999 {
2000         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
2001         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
2002         struct btrfs_root *root = inode->root;
2003         struct btrfs_file_extent_item *fi;
2004         u64 extent_end;
2005         u8 extent_type;
2006         int can_nocow = 0;
2007         int ret = 0;
2008         bool nowait = path->nowait;
2009
2010         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
2011         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2012
2013         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
2014                 goto out;
2015
2016         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
2017         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
2018         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
2019         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
2020
2021         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
2022             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
2023                 goto out;
2024
2025         /*
2026          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
2027          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
2028          * hence we must COW.
2029          */
2030         if (!args->strict &&
2031             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
2032             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
2033                 goto out;
2034
2035         /* An explicit hole, must COW. */
2036         if (args->disk_bytenr == 0)
2037                 goto out;
2038
2039         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
2040         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
2041             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
2042             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
2043                 goto out;
2044
2045         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2046
2047         /*
2048          * The following checks can be expensive, as they need to take other
2049          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
2050          * blocking other tasks for too long.
2051          */
2052         btrfs_release_path(path);
2053
2054         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
2055                                     key->offset - args->extent_offset,
2056                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
2057         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
2058         if (ret != 0)
2059                 goto out;
2060
2061         if (args->free_path) {
2062                 /*
2063                  * We don't need the path anymore, plus through the
2064                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
2065                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
2066                  * memory usage.
2067                  */
2068                 btrfs_free_path(path);
2069                 path = NULL;
2070         }
2071
2072         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
2073         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
2074             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
2075                 goto out;
2076
2077         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
2078         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
2079         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
2080
2081         /*
2082          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
2083          * given extent are either valid or do not exist.
2084          */
2085         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
2086                                   nowait);
2087         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
2088         if (ret != 0)
2089                 goto out;
2090
2091         can_nocow = 1;
2092  out:
2093         if (args->free_path && path)
2094                 btrfs_free_path(path);
2095
2096         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
2101  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
2102  *
2103  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
2104  * blocks on disk
2105  */
2106 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
2107                                        struct page *locked_page,
2108                                        const u64 start, const u64 end,
2109                                        int *page_started,
2110                                        unsigned long *nr_written)
2111 {
2112         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2113         struct btrfs_root *root = inode->root;
2114         struct btrfs_path *path;
2115         u64 cow_start = (u64)-1;
2116         u64 cur_offset = start;
2117         int ret;
2118         bool check_prev = true;
2119         u64 ino = btrfs_ino(inode);
2120         struct btrfs_block_group *bg;
2121         bool nocow = false;
2122         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
2123
2124         path = btrfs_alloc_path();
2125         if (!path) {
2126                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
2127                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
2128                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
2129                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
2130                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2131                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2132                 return -ENOMEM;
2133         }
2134
2135         nocow_args.end = end;
2136         nocow_args.writeback_path = true;
2137
2138         while (1) {
2139                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2140                 struct btrfs_key found_key;
2141                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2142                 struct extent_buffer *leaf;
2143                 u64 extent_end;
2144                 u64 ram_bytes;
2145                 u64 nocow_end;
2146                 int extent_type;
2147                 bool is_prealloc;
2148
2149                 nocow = false;
2150
2151                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2152                                                cur_offset, 0);
2153                 if (ret < 0)
2154                         goto error;
2155
2156                 /*
2157                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2158                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2159                  * one containing the search offset
2160                  */
2161                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2162                         leaf = path->nodes[0];
2163                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2164                                               path->slots[0] - 1);
2165                         if (found_key.objectid == ino &&
2166                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2167                                 path->slots[0]--;
2168                 }
2169                 check_prev = false;
2170 next_slot:
2171                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2172                 leaf = path->nodes[0];
2173                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2174                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2175                         if (ret < 0) {
2176                                 if (cow_start != (u64)-1)
2177                                         cur_offset = cow_start;
2178                                 goto error;
2179                         }
2180                         if (ret > 0)
2181                                 break;
2182                         leaf = path->nodes[0];
2183                 }
2184
2185                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2186
2187                 /* Didn't find anything for our INO */
2188                 if (found_key.objectid > ino)
2189                         break;
2190                 /*
2191                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2192                  * more extents for this inode
2193                  */
2194                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2195                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2196                         path->slots[0]++;
2197                         goto next_slot;
2198                 }
2199
2200                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2201                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2202                     found_key.offset > end)
2203                         break;
2204
2205                 /*
2206                  * If the found extent starts after requested offset, then
2207                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2208                  */
2209                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2210                         extent_end = found_key.offset;
2211                         extent_type = 0;
2212                         goto out_check;
2213                 }
2214
2215                 /*
2216                  * Found extent which begins before our range and potentially
2217                  * intersect it
2218                  */
2219                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2220                                     struct btrfs_file_extent_item);
2221                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2222                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2223                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2224                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2225                         ret = -EUCLEAN;
2226                         goto error;
2227                 }
2228                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2229                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2230
2231                 /*
2232                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2233                  * the next extent.
2234                  */
2235                 if (extent_end <= cur_offset) {
2236                         path->slots[0]++;
2237                         goto next_slot;
2238                 }
2239
2240                 nocow_args.start = cur_offset;
2241                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2242                 if (ret < 0) {
2243                         if (cow_start != (u64)-1)
2244                                 cur_offset = cow_start;
2245                         goto error;
2246                 } else if (ret == 0) {
2247                         goto out_check;
2248                 }
2249
2250                 ret = 0;
2251                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2252                 if (bg)
2253                         nocow = true;
2254 out_check:
2255                 /*
2256                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2257                  * that needs to be COWed
2258                  */
2259                 if (!nocow) {
2260                         if (cow_start == (u64)-1)
2261                                 cow_start = cur_offset;
2262                         cur_offset = extent_end;
2263                         if (cur_offset > end)
2264                                 break;
2265                         if (!path->nodes[0])
2266                                 continue;
2267                         path->slots[0]++;
2268                         goto next_slot;
2269                 }
2270
2271                 /*
2272                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2273                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2274                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2275                  */
2276                 if (cow_start != (u64)-1) {
2277                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2278                                               cow_start, found_key.offset - 1,
2279                                               page_started, nr_written);
2280                         if (ret)
2281                                 goto error;
2282                         cow_start = (u64)-1;
2283                 }
2284
2285                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2286                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2287                 if (is_prealloc) {
2288                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2289                         struct extent_map *em;
2290
2291                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2292                                           orig_start,
2293                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2294                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2295                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2296                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2297                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2298                         if (IS_ERR(em)) {
2299                                 ret = PTR_ERR(em);
2300                                 goto error;
2301                         }
2302                         free_extent_map(em);
2303                 }
2304
2305                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2306                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2307                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2308                                 is_prealloc
2309                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2310                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2311                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2312                 if (IS_ERR(ordered)) {
2313                         if (is_prealloc) {
2314                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2315                                                             nocow_end, false);
2316                         }
2317                         ret = PTR_ERR(ordered);
2318                         goto error;
2319                 }
2320
2321                 if (nocow) {
2322                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2323                         nocow = false;
2324                 }
2325
2326                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2327                         /*
2328                          * Error handled later, as we must prevent
2329                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2330                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2331                          */
2332                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2333                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2334
2335                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2336                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2337                                              EXTENT_DELALLOC |
2338                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2339                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2340
2341                 cur_offset = extent_end;
2342
2343                 /*
2344                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2345                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2346                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2347                  */
2348                 if (ret)
2349                         goto error;
2350                 if (cur_offset > end)
2351                         break;
2352         }
2353         btrfs_release_path(path);
2354
2355         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2356                 cow_start = cur_offset;
2357
2358         if (cow_start != (u64)-1) {
2359                 cur_offset = end;
2360                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2361                                       page_started, nr_written);
2362                 if (ret)
2363                         goto error;
2364         }
2365
2366 error:
2367         if (nocow)
2368                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2369
2370         if (ret && cur_offset < end)
2371                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2372                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2373                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2374                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2375                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2376                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2377         btrfs_free_path(path);
2378         return ret;
2379 }
2380
2381 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2382 {
2383         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2384                 if (inode->defrag_bytes &&
2385                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2386                                    0, NULL))
2387                         return false;
2388                 return true;
2389         }
2390         return false;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2395  * being touched for the first time.
2396  */
2397 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2398                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2399                 struct writeback_control *wbc)
2400 {
2401         int ret = 0;
2402         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2403
2404         /*
2405          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2406          * @page_started can confuse the caller.
2407          */
2408         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2409                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2410
2411         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2412                 /*
2413                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2414                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2415                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2416                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2417                  * preallocated inodes.
2418                  */
2419                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2420                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2421                                          page_started, nr_written);
2422                 goto out;
2423         }
2424
2425         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2426             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2427             run_delalloc_compressed(inode, wbc, locked_page, start,
2428                                     end, page_started, nr_written))
2429                 goto out;
2430
2431         if (zoned)
2432                 ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2433                                          page_started, nr_written, wbc);
2434         else
2435                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2436                                      page_started, nr_written, 1, NULL);
2437
2438 out:
2439         ASSERT(ret <= 0);
2440         if (ret)
2441                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2442                                               end - start + 1);
2443         return ret;
2444 }
2445
2446 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2447                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2448 {
2449         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2450         u64 size;
2451
2452         /* not delalloc, ignore it */
2453         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2454                 return;
2455
2456         size = orig->end - orig->start + 1;
2457         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2458                 u32 num_extents;
2459                 u64 new_size;
2460
2461                 /*
2462                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2463                  * applies here, just in reverse.
2464                  */
2465                 new_size = orig->end - split + 1;
2466                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2467                 new_size = split - orig->start;
2468                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2469                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2470                         return;
2471         }
2472
2473         spin_lock(&inode->lock);
2474         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2475         spin_unlock(&inode->lock);
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2480  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2481  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2482  */
2483 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2484                                  struct extent_state *other)
2485 {
2486         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2487         u64 new_size, old_size;
2488         u32 num_extents;
2489
2490         /* not delalloc, ignore it */
2491         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2492                 return;
2493
2494         if (new->start > other->start)
2495                 new_size = new->end - other->start + 1;
2496         else
2497                 new_size = other->end - new->start + 1;
2498
2499         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2500         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2501                 spin_lock(&inode->lock);
2502                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2503                 spin_unlock(&inode->lock);
2504                 return;
2505         }
2506
2507         /*
2508          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2509          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2510          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2511          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2512          *
2513          * [ 4k][MAX_SIZE]
2514          *
2515          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2516          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2517          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2518          *
2519          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2520          *
2521          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2522          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2523          * this case.
2524          */
2525         old_size = other->end - other->start + 1;
2526         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2527         old_size = new->end - new->start + 1;
2528         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2529         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2530                 return;
2531
2532         spin_lock(&inode->lock);
2533         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2534         spin_unlock(&inode->lock);
2535 }
2536
2537 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2538                                       struct btrfs_inode *inode)
2539 {
2540         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2541
2542         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2543         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2544                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2545                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2546                 root->nr_delalloc_inodes++;
2547                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2548                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2549                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2550                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2551                                       &fs_info->delalloc_roots);
2552                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2553                 }
2554         }
2555         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2556 }
2557
2558 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2559                                 struct btrfs_inode *inode)
2560 {
2561         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2562
2563         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2564                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2565                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2566                           &inode->runtime_flags);
2567                 root->nr_delalloc_inodes--;
2568                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2569                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2570                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2571                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2572                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2573                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2574                 }
2575         }
2576 }
2577
2578 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2579                                      struct btrfs_inode *inode)
2580 {
2581         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2582         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2583         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2584 }
2585
2586 /*
2587  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2588  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2589  */
2590 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2591                                u32 bits)
2592 {
2593         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2594
2595         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2596                 WARN_ON(1);
2597         /*
2598          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2599          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2600          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2601          */
2602         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2603                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2604                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2605                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2606                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2607
2608                 spin_lock(&inode->lock);
2609                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2610                 spin_unlock(&inode->lock);
2611
2612                 /* For sanity tests */
2613                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2614                         return;
2615
2616                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2617                                          fs_info->delalloc_batch);
2618                 spin_lock(&inode->lock);
2619                 inode->delalloc_bytes += len;
2620                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2621                         inode->defrag_bytes += len;
2622                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2623                                          &inode->runtime_flags))
2624                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2625                 spin_unlock(&inode->lock);
2626         }
2627
2628         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2629             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2630                 spin_lock(&inode->lock);
2631                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2632                 spin_unlock(&inode->lock);
2633         }
2634 }
2635
2636 /*
2637  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2638  * accounting happens.
2639  */
2640 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2641                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2642 {
2643         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2644         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2645         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2646
2647         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2648                 spin_lock(&inode->lock);
2649                 inode->defrag_bytes -= len;
2650                 spin_unlock(&inode->lock);
2651         }
2652
2653         /*
2654          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2655          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2656          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2657          */
2658         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2659                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2660                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2661
2662                 spin_lock(&inode->lock);
2663                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2664                 spin_unlock(&inode->lock);
2665
2666                 /*
2667                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2668                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2669                  * error.
2670                  */
2671                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2672                     root != fs_info->tree_root)
2673                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2674
2675                 /* For sanity tests. */
2676                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2677                         return;
2678
2679                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2680                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2681                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2682                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2683
2684                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2685                                          fs_info->delalloc_batch);
2686                 spin_lock(&inode->lock);
2687                 inode->delalloc_bytes -= len;
2688                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2689                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2690                                         &inode->runtime_flags))
2691                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2692                 spin_unlock(&inode->lock);
2693         }
2694
2695         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2696             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2697                 spin_lock(&inode->lock);
2698                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2699                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2700                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2701                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2702                 spin_unlock(&inode->lock);
2703         }
2704 }
2705
2706 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2707                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2708 {
2709         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2710         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2711         struct btrfs_ordered_extent *new;
2712         int ret;
2713
2714         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2715         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2716                 return -EINVAL;
2717
2718         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2719         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2720                 refcount_inc(&ordered->refs);
2721                 bbio->ordered = ordered;
2722                 return 0;
2723         }
2724
2725         /*
2726          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2727          * a pre-existing one.
2728          */
2729         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2730                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2731                                        ordered->num_bytes, len,
2732                                        ordered->disk_bytenr);
2733                 if (ret)
2734                         return ret;
2735         }
2736
2737         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2738         if (IS_ERR(new))
2739                 return PTR_ERR(new);
2740         bbio->ordered = new;
2741         return 0;
2742 }
2743
2744 /*
2745  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2746  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2747  */
2748 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2749                              struct list_head *list)
2750 {
2751         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2752         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2753         int ret;
2754
2755         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2756                 trans->adding_csums = true;
2757                 if (!csum_root)
2758                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2759                                                     sum->logical);
2760                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2761                 trans->adding_csums = false;
2762                 if (ret)
2763                         return ret;
2764         }
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2769                                          const u64 start,
2770                                          const u64 len,
2771                                          struct extent_state **cached_state)
2772 {
2773         u64 search_start = start;
2774         const u64 end = start + len - 1;
2775
2776         while (search_start < end) {
2777                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2778                 struct extent_map *em;
2779                 u64 em_len;
2780                 int ret = 0;
2781
2782                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2783                 if (IS_ERR(em))
2784                         return PTR_ERR(em);
2785
2786                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2787                         goto next;
2788
2789                 em_len = em->len;
2790                 if (em->start < search_start)
2791                         em_len -= search_start - em->start;
2792                 if (em_len > search_len)
2793                         em_len = search_len;
2794
2795                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2796                                      search_start + em_len - 1,
2797                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2798 next:
2799                 search_start = extent_map_end(em);
2800                 free_extent_map(em);
2801                 if (ret)
2802                         return ret;
2803         }
2804         return 0;
2805 }
2806
2807 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2808                               unsigned int extra_bits,
2809                               struct extent_state **cached_state)
2810 {
2811         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2812
2813         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2814             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2815                 /*
2816                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2817                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2818                  */
2819                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2820         } else {
2821                 int ret;
2822
2823                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2824                                                     end + 1 - start,
2825                                                     cached_state);
2826                 if (ret)
2827                         return ret;
2828         }
2829
2830         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2831                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2832 }
2833
2834 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2835 struct btrfs_writepage_fixup {
2836         struct page *page;
2837         struct btrfs_inode *inode;
2838         struct btrfs_work work;
2839 };
2840
2841 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2842 {
2843         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2844         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2845         struct extent_state *cached_state = NULL;
2846         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2847         struct page *page;
2848         struct btrfs_inode *inode;
2849         u64 page_start;
2850         u64 page_end;
2851         int ret = 0;
2852         bool free_delalloc_space = true;
2853
2854         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2855         page = fixup->page;
2856         inode = fixup->inode;
2857         page_start = page_offset(page);
2858         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2859
2860         /*
2861          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2862          * we take the page lock.
2863          */
2864         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2865                                            PAGE_SIZE);
2866 again:
2867         lock_page(page);
2868
2869         /*
2870          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2871          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2872          * address space.
2873          */
2874         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2875                 /*
2876                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2877                  *
2878                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2879                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2880                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2881                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2882                  *    while waiting for the ordered extent.
2883                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2884                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2885                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2886                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2887                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2888                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2889                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2890                  *    when the page was already properly dealt with.
2891                  */
2892                 if (!ret) {
2893                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2894                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2895                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2896                                                      true);
2897                 }
2898                 ret = 0;
2899                 goto out_page;
2900         }
2901
2902         /*
2903          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2904          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2905          */
2906         if (ret)
2907                 goto out_page;
2908
2909         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2910
2911         /* already ordered? We're done */
2912         if (PageOrdered(page))
2913                 goto out_reserved;
2914
2915         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2916         if (ordered) {
2917                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2918                               &cached_state);
2919                 unlock_page(page);
2920                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2921                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2922                 goto again;
2923         }
2924
2925         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2926                                         &cached_state);
2927         if (ret)
2928                 goto out_reserved;
2929
2930         /*
2931          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2932          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2933          * destination.
2934          *
2935          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2936          */
2937         BUG_ON(!PageDirty(page));
2938         free_delalloc_space = false;
2939 out_reserved:
2940         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2941         if (free_delalloc_space)
2942                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2943                                              PAGE_SIZE, true);
2944         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2945 out_page:
2946         if (ret) {
2947                 /*
2948                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2949                  * to reflect the errors and clean the page.
2950                  */
2951                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2952                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2953                 clear_page_dirty_for_io(page);
2954         }
2955         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2956         unlock_page(page);
2957         put_page(page);
2958         kfree(fixup);
2959         extent_changeset_free(data_reserved);
2960         /*
2961          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2962          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2963          * deadlock.
2964          */
2965         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2966 }
2967
2968 /*
2969  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2970  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2971  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2972  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2973  *
2974  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2975  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2976  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2977  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2978  */
2979 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2980 {
2981         struct inode *inode = page->mapping->host;
2982         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2983         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2984
2985         /* This page has ordered extent covering it already */
2986         if (PageOrdered(page))
2987                 return 0;
2988
2989         /*
2990          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2991          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2992          *
2993          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2994          * EAGAIN.
2995          */
2996         if (PageChecked(page))
2997                 return -EAGAIN;
2998
2999         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
3000         if (!fixup)
3001                 return -EAGAIN;
3002
3003         /*
3004          * We are already holding a reference to this inode from
3005          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
3006          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
3007          * page->mapping outside of the page lock.
3008          */
3009         ihold(inode);
3010         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
3011         get_page(page);
3012         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
3013         fixup->page = page;
3014         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
3015         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
3016
3017         return -EAGAIN;
3018 }
3019
3020 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3021                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
3022                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
3023                                        const bool update_inode_bytes,
3024                                        u64 qgroup_reserved)
3025 {
3026         struct btrfs_root *root = inode->root;
3027         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3028         struct btrfs_path *path;
3029         struct extent_buffer *leaf;
3030         struct btrfs_key ins;
3031         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
3032         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
3033         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
3034         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
3035         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
3036         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
3037         int ret;
3038
3039         path = btrfs_alloc_path();
3040         if (!path)
3041                 return -ENOMEM;
3042
3043         /*
3044          * we may be replacing one extent in the tree with another.
3045          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
3046          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
3047          *
3048          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
3049          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
3050          * with the others.
3051          */
3052         drop_args.path = path;
3053         drop_args.start = file_pos;
3054         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
3055         drop_args.replace_extent = true;
3056         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
3057         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
3058         if (ret)
3059                 goto out;
3060
3061         if (!drop_args.extent_inserted) {
3062                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
3063                 ins.offset = file_pos;
3064                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3065
3066                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3067                                               sizeof(*stack_fi));
3068                 if (ret)
3069                         goto out;
3070         }
3071         leaf = path->nodes[0];
3072         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3073         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3074                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3075                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3076
3077         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3078         btrfs_release_path(path);
3079
3080         /*
3081          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3082          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3083          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3084          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3085          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3086          */
3087         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3088                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3089
3090                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3091                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3092                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3093                 num_bytes -= sectorsize;
3094         }
3095
3096         if (update_inode_bytes)
3097                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3098
3099         ins.objectid = disk_bytenr;
3100         ins.offset = disk_num_bytes;
3101         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3102
3103         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3104         if (ret)
3105                 goto out;
3106
3107         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3108                                                file_pos - offset,
3109                                                qgroup_reserved, &ins);
3110 out:
3111         btrfs_free_path(path);
3112
3113         return ret;
3114 }
3115
3116 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3117                                          u64 start, u64 len)
3118 {
3119         struct btrfs_block_group *cache;
3120
3121         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3122         ASSERT(cache);
3123
3124         spin_lock(&cache->lock);
3125         cache->delalloc_bytes -= len;
3126         spin_unlock(&cache->lock);
3127
3128         btrfs_put_block_group(cache);
3129 }
3130
3131 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3132                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3133 {
3134         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3135         bool update_inode_bytes;
3136         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3137         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3138
3139         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3140         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3141         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3142         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3143                                                    oe->disk_num_bytes);
3144         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3145         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3146                 num_bytes = oe->truncated_len;
3147                 ram_bytes = num_bytes;
3148         }
3149         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3150         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3151         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3152         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3153
3154         /*
3155          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3156          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3157          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3158          * except if the ordered extent was truncated.
3159          */
3160         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3161                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3162                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3163
3164         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3165                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3166                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3167 }
3168
3169 /*
3170  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3171  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3172  * fully written.
3173  */
3174 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3175 {
3176         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3177         struct btrfs_root *root = inode->root;
3178         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3179         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3180         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3181         struct extent_state *cached_state = NULL;
3182         u64 start, end;
3183         int compress_type = 0;
3184         int ret = 0;
3185         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3186         bool freespace_inode;
3187         bool truncated = false;
3188         bool clear_reserved_extent = true;
3189         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3190
3191         start = ordered_extent->file_offset;
3192         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3193
3194         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3195             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3196             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3197             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3198                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3199
3200         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3201         if (!freespace_inode)
3202                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3203
3204         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3205                 ret = -EIO;
3206                 goto out;
3207         }
3208
3209         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3210                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3211                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3212
3213         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3214                 truncated = true;
3215                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3216                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3217                 if (!logical_len)
3218                         goto out;
3219         }
3220
3221         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3222                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3223
3224                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3225                 if (freespace_inode)
3226                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3227                 else
3228                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3229                 if (IS_ERR(trans)) {
3230                         ret = PTR_ERR(trans);
3231                         trans = NULL;
3232                         goto out;
3233                 }
3234                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
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
3241         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3242         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3243
3244         if (freespace_inode)
3245                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3246         else
3247                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3248         if (IS_ERR(trans)) {
3249                 ret = PTR_ERR(trans);
3250                 trans = NULL;
3251                 goto out;
3252         }
3253
3254         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3255
3256         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3257                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3258         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3259                 BUG_ON(compress_type);
3260                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3261                                                 ordered_extent->file_offset,
3262                                                 ordered_extent->file_offset +
3263                                                 logical_len);
3264                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3265                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3266         } else {
3267                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3268                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3269                 if (!ret) {
3270                         clear_reserved_extent = false;
3271                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3272                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3273                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3274                 }
3275         }
3276         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3277                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3278         if (ret < 0) {
3279                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3280                 goto out;
3281         }
3282
3283         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3284         if (ret) {
3285                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3286                 goto out;
3287         }
3288
3289         /*
3290          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3291          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3292          * before updating the inode item.
3293          */
3294         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3295             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3296                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3297                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3298                                  &cached_state);
3299
3300         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3301         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3302         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3303                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3304                 goto out;
3305         }
3306         ret = 0;
3307 out:
3308         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3309                          &cached_state);
3310
3311         if (trans)
3312                 btrfs_end_transaction(trans);
3313
3314         if (ret || truncated) {
3315                 u64 unwritten_start = start;
3316
3317                 /*
3318                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3319                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3320                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3321                  * already set.  Any error during writeback would have already
3322                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3323                  * marking this ordered extent as failed.
3324                  */
3325                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3326                                              &ordered_extent->flags))
3327                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3328
3329                 if (truncated)
3330                         unwritten_start += logical_len;
3331                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3332
3333                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3334                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3335
3336                 /*
3337                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3338                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3339                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3340                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3341                  *
3342                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3343                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3344                  * has already been done.
3345                  */
3346                 if ((ret || !logical_len) &&
3347                     clear_reserved_extent &&
3348                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3349                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3350                         /*
3351                          * Discard the range before returning it back to the
3352                          * free space pool
3353                          */
3354                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3355                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3356                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3357                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3358                                                 NULL);
3359                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3360                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3361                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3362                 }
3363         }
3364
3365         /*
3366          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3367          * updating everything for this ordered extent.
3368          */
3369         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3370
3371         /* once for us */
3372         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3373         /* once for the tree */
3374         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3375
3376         return ret;
3377 }
3378
3379 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3380 {
3381         if (btrfs_is_zoned(btrfs_sb(ordered->inode->i_sb)) &&
3382             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags))
3383                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3384         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3385 }
3386
3387 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3388                                           struct page *page, u64 start,
3389                                           u64 end, bool uptodate)
3390 {
3391         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3392
3393         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3394 }
3395
3396 /*
3397  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3398  * on the type of I/O.
3399  */
3400 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3401                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3402 {
3403         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3404         char *kaddr;
3405
3406         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3407
3408         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3409
3410         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3411         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3412         kunmap_local(kaddr);
3413
3414         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3415                 return -EIO;
3416         return 0;
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Verify the checksum of a single data sector.
3421  *
3422  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3423  * @dev:        device the sector is on
3424  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3425  * @bv:         bio_vec to check
3426  *
3427  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3428  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3429  *
3430  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3431  */
3432 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3433                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3434 {
3435         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3436         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3437         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3438         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3439         u8 *csum_expected;
3440         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3441
3442         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3443
3444         if (!bbio->csum)
3445                 return true;
3446
3447         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3448             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3449                            1, NULL)) {
3450                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3451                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3452                                   EXTENT_NODATASUM);
3453                 return true;
3454         }
3455
3456         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3457                                 fs_info->csum_size;
3458         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3459                                     csum_expected))
3460                 goto zeroit;
3461         return true;
3462
3463 zeroit:
3464         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3465                                     bbio->mirror_num);
3466         if (dev)
3467                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3468         memzero_bvec(bv);
3469         return false;
3470 }
3471
3472 /*
3473  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3474  *
3475  * @inode: The inode we want to perform iput on
3476  *
3477  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3478  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3479  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3480  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3481  */
3482 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3483 {
3484         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3485         unsigned long flags;
3486
3487         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3488                 return;
3489
3490         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3491         /*
3492          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3493          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3494          * context.
3495          */
3496         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3497         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3498         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3499         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3500         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3501                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3502 }
3503
3504 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3505                                     struct btrfs_inode *inode)
3506 {
3507         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3508         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3509         iput(&inode->vfs_inode);
3510         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3511                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3512         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3513 }
3514
3515 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3516                                    struct btrfs_inode *inode)
3517 {
3518         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3519                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3520                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3521                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3522                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3523         }
3524 }
3525
3526 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3527 {
3528         /*
3529          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3530          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3531          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3532          * prevent a deadlock.
3533          */
3534         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3535         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3536                 struct btrfs_inode *inode;
3537
3538                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3539                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3540                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3541                 if (need_resched()) {
3542                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3543                         cond_resched();
3544                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3545                 }
3546         }
3547         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3548 }
3549
3550 /*
3551  * Wait for flushing all delayed iputs
3552  *
3553  * @fs_info:  the filesystem
3554  *
3555  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3556  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3557  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3558  * that might get blocked on the iputs.
3559  *
3560  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3561  */
3562 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3563 {
3564         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3565                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3566         if (ret)
3567                 return -EINTR;
3568         return 0;
3569 }
3570
3571 /*
3572  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3573  * in the middle of an unlink.
3574  */
3575 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3576                      struct btrfs_inode *inode)
3577 {
3578         int ret;
3579
3580         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3581         if (ret && ret != -EEXIST) {
3582                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3583                 return ret;
3584         }
3585
3586         return 0;
3587 }
3588
3589 /*
3590  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3591  * this particular inode.
3592  */
3593 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3594                             struct btrfs_inode *inode)
3595 {
3596         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3597 }
3598
3599 /*
3600  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3601  * of this root.
3602  */
3603 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3604 {
3605         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3606         struct btrfs_path *path;
3607         struct extent_buffer *leaf;
3608         struct btrfs_key key, found_key;
3609         struct btrfs_trans_handle *trans;
3610         struct inode *inode;
3611         u64 last_objectid = 0;
3612         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3613
3614         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3615                 return 0;
3616
3617         path = btrfs_alloc_path();
3618         if (!path) {
3619                 ret = -ENOMEM;
3620                 goto out;
3621         }
3622         path->reada = READA_BACK;
3623
3624         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3625         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3626         key.offset = (u64)-1;
3627
3628         while (1) {
3629                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3630                 if (ret < 0)
3631                         goto out;
3632
3633                 /*
3634                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3635                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3636                  * find the key and see if we have stuff that matches
3637                  */
3638                 if (ret > 0) {
3639                         ret = 0;
3640                         if (path->slots[0] == 0)
3641                                 break;
3642                         path->slots[0]--;
3643                 }
3644
3645                 /* pull out the item */
3646                 leaf = path->nodes[0];
3647                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3648
3649                 /* make sure the item matches what we want */
3650                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3651                         break;
3652                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3653                         break;
3654
3655                 /* release the path since we're done with it */
3656                 btrfs_release_path(path);
3657
3658                 /*
3659                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3660                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3661                  * offset of the orphan item.
3662                  */
3663
3664                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3665                         btrfs_err(fs_info,
3666                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3667                         ret = -EINVAL;
3668                         goto out;
3669                 }
3670
3671                 last_objectid = found_key.offset;
3672
3673                 found_key.objectid = found_key.offset;
3674                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3675                 found_key.offset = 0;
3676                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3677                 if (IS_ERR(inode)) {
3678                         ret = PTR_ERR(inode);
3679                         inode = NULL;
3680                         if (ret != -ENOENT)
3681                                 goto out;
3682                 }
3683
3684                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3685                         struct btrfs_root *dead_root;
3686                         int is_dead_root = 0;
3687
3688                         /*
3689                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3690                          * could come from 2 sources:
3691                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3692                          *  b) a free space cache inode
3693                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3694                          * for a root must not get deleted before the deletion
3695                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3696                          *
3697                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3698                          * found all deleted roots and loaded them into
3699                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3700                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3701                          * up the root from that radix tree.
3702                          */
3703
3704                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3705                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3706                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3707                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3708                                 is_dead_root = 1;
3709                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3710
3711                         if (is_dead_root) {
3712                                 /* prevent this orphan from being found again */
3713                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3714                                 continue;
3715                         }
3716
3717                 }
3718
3719                 /*
3720                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3721                  * possibilities:
3722                  *
3723                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3724                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3725                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3726                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3727
3728                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3729                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3730                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3731                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3732                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3733                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3734                  *
3735                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3736                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3737                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3738                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3739                  * the orphan item.
3740                  *
3741                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3742                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3743                  * but either way, we can delete the orphan item.
3744                  */
3745                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3746                         if (inode) {
3747                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3748                                 iput(inode);
3749                                 inode = NULL;
3750                                 if (ret)
3751                                         goto out;
3752                         }
3753                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3754                         if (IS_ERR(trans)) {
3755                                 ret = PTR_ERR(trans);
3756                                 goto out;
3757                         }
3758                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3759                                     found_key.objectid);
3760                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3761                                                     found_key.objectid);
3762                         btrfs_end_transaction(trans);
3763                         if (ret)
3764                                 goto out;
3765                         continue;
3766                 }
3767
3768                 nr_unlink++;
3769
3770                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3771                 iput(inode);
3772         }
3773         /* release the path since we're done with it */
3774         btrfs_release_path(path);
3775
3776         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3777                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3778                 if (!IS_ERR(trans))
3779                         btrfs_end_transaction(trans);
3780         }
3781
3782         if (nr_unlink)
3783                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3784
3785 out:
3786         if (ret)
3787                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3788         btrfs_free_path(path);
3789         return ret;
3790 }
3791
3792 /*
3793  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3794  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3795  *
3796  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3797  */
3798 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3799                                           int slot, u64 objectid,
3800                                           int *first_xattr_slot)
3801 {
3802         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3803         struct btrfs_key found_key;
3804         static u64 xattr_access = 0;
3805         static u64 xattr_default = 0;
3806         int scanned = 0;
3807
3808         if (!xattr_access) {
3809                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3810                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3811                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3812                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3813         }
3814
3815         slot++;
3816         *first_xattr_slot = -1;
3817         while (slot < nritems) {
3818                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3819
3820                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3821                 if (found_key.objectid != objectid)
3822                         return 0;
3823
3824                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3825                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3826                         if (*first_xattr_slot == -1)
3827                                 *first_xattr_slot = slot;
3828                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3829                             found_key.offset == xattr_default)
3830                                 return 1;
3831                 }
3832
3833                 /*
3834                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3835                  * be any acls later on
3836                  */
3837                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3838                         return 0;
3839
3840                 slot++;
3841                 scanned++;
3842
3843                 /*
3844                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3845                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3846                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3847                  * this is just an optimization
3848                  */
3849                 if (scanned >= 8)
3850                         break;
3851         }
3852         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3853          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3854          * has acls
3855          */
3856         if (*first_xattr_slot == -1)
3857                 *first_xattr_slot = slot;
3858         return 1;
3859 }
3860
3861 /*
3862  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3863  */
3864 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3865                                    struct btrfs_path *in_path)
3866 {
3867         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3868         struct btrfs_path *path = in_path;
3869         struct extent_buffer *leaf;
3870         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3871         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3872         struct btrfs_key location;
3873         unsigned long ptr;
3874         int maybe_acls;
3875         u32 rdev;
3876         int ret;
3877         bool filled = false;
3878         int first_xattr_slot;
3879
3880         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3881         if (!ret)
3882                 filled = true;
3883
3884         if (!path) {
3885                 path = btrfs_alloc_path();
3886                 if (!path)
3887                         return -ENOMEM;
3888         }
3889
3890         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3891
3892         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3893         if (ret) {
3894                 if (path != in_path)
3895                         btrfs_free_path(path);
3896                 return ret;
3897         }
3898
3899         leaf = path->nodes[0];
3900
3901         if (filled)
3902                 goto cache_index;
3903
3904         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3905                                     struct btrfs_inode_item);
3906         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3907         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3908         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3909         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3910         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3911         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3912                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3913
3914         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3915         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3916
3917         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3918         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3919
3920         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3921         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3922
3923         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3924                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3925         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3926                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3927
3928         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3929         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3930         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3931
3932         inode_set_iversion_queried(inode,
3933                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3934         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3935         inode->i_rdev = 0;
3936         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3937
3938         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3939         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3940                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3941
3942 cache_index:
3943         /*
3944          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3945          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3946          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3947          * cache.
3948          *
3949          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3950          * in delayed_nodes_tree.
3951          */
3952         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3953                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3954                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3955
3956         /*
3957          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3958          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3959          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3960          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3961          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3962          * replayed. For example, in the scenario:
3963          *
3964          * touch mydir/foo
3965          * ln mydir/foo mydir/bar
3966          * sync
3967          * unlink mydir/bar
3968          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3969          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3970          * <power failure>
3971          * mount fs, triggers fsync log replay
3972          *
3973          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3974          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3975          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3976          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3977          *
3978          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3979          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3980          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3981          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3982          */
3983         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3984
3985         /*
3986          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3987          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3988          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3989          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3990          */
3991         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3992
3993         path->slots[0]++;
3994         if (inode->i_nlink != 1 ||
3995             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3996                 goto cache_acl;
3997
3998         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3999         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
4000                 goto cache_acl;
4001
4002         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
4003         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
4004                 struct btrfs_inode_ref *ref;
4005
4006                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
4007                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
4008         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
4009                 struct btrfs_inode_extref *extref;
4010
4011                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
4012                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
4013                                                                      extref);
4014         }
4015 cache_acl:
4016         /*
4017          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
4018          * any xattrs or acls
4019          */
4020         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
4021                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
4022         if (first_xattr_slot != -1) {
4023                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
4024                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
4025                 if (ret)
4026                         btrfs_err(fs_info,
4027                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
4028                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
4029                                   root->root_key.objectid, ret);
4030         }
4031         if (path != in_path)
4032                 btrfs_free_path(path);
4033
4034         if (!maybe_acls)
4035                 cache_no_acl(inode);
4036
4037         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
4038         case S_IFREG:
4039                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4040                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
4041                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
4042                 break;
4043         case S_IFDIR:
4044                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
4045                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
4046                 break;
4047         case S_IFLNK:
4048                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
4049                 inode_nohighmem(inode);
4050                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4051                 break;
4052         default:
4053                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
4054                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
4055                 break;
4056         }
4057
4058         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
4059         return 0;
4060 }
4061
4062 /*
4063  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4064  */
4065 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4066                             struct extent_buffer *leaf,
4067                             struct btrfs_inode_item *item,
4068                             struct inode *inode)
4069 {
4070         struct btrfs_map_token token;
4071         u64 flags;
4072
4073         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4074
4075         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4076         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4077         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4078         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4079         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4080
4081         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4082                                      inode->i_atime.tv_sec);
4083         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4084                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4085
4086         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4087                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4088         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4089                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4090
4091         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4092                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4093         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4094                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4095
4096         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4097                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4098         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4099                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4100
4101         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4102         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4103                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4104         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4105         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4106         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4107         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4108                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4109         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4110         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4111 }
4112
4113 /*
4114  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4115  */
4116 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4117                                 struct btrfs_root *root,
4118                                 struct btrfs_inode *inode)
4119 {
4120         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4121         struct btrfs_path *path;
4122         struct extent_buffer *leaf;
4123         int ret;
4124
4125         path = btrfs_alloc_path();
4126         if (!path)
4127                 return -ENOMEM;
4128
4129         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4130         if (ret) {
4131                 if (ret > 0)
4132                         ret = -ENOENT;
4133                 goto failed;
4134         }
4135
4136         leaf = path->nodes[0];
4137         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4138                                     struct btrfs_inode_item);
4139
4140         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4141         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4142         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4143         ret = 0;
4144 failed:
4145         btrfs_free_path(path);
4146         return ret;
4147 }
4148
4149 /*
4150  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4151  */
4152 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4153                                 struct btrfs_root *root,
4154                                 struct btrfs_inode *inode)
4155 {
4156         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4157         int ret;
4158
4159         /*
4160          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4161          * if we put it into the delayed code.
4162          *
4163          * The data relocation inode should also be directly updated
4164          * without delay
4165          */
4166         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4167             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4168             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4169                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4170
4171                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4172                 if (!ret)
4173                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4174                 return ret;
4175         }
4176
4177         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4178 }
4179
4180 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4181                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4182 {
4183         int ret;
4184
4185         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4186         if (ret == -ENOSPC)
4187                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4188         return ret;
4189 }
4190
4191 /*
4192  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4193  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4194  * also drops the back refs in the inode to the directory
4195  */
4196 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4197                                 struct btrfs_inode *dir,
4198                                 struct btrfs_inode *inode,
4199                                 const struct fscrypt_str *name,
4200                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4201 {
4202         struct btrfs_root *root = dir->root;
4203         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4204         struct btrfs_path *path;
4205         int ret = 0;
4206         struct btrfs_dir_item *di;
4207         u64 index;
4208         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4209         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4210
4211         path = btrfs_alloc_path();
4212         if (!path) {
4213                 ret = -ENOMEM;
4214                 goto out;
4215         }
4216
4217         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4218         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4219                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4220                 goto err;
4221         }
4222         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4223         if (ret)
4224                 goto err;
4225         btrfs_release_path(path);
4226
4227         /*
4228          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4229          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4230          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4231          *
4232          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4233          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4234          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4235          * we update the inode item.
4236          */
4237         if (inode->dir_index) {
4238                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4239                 if (!ret) {
4240                         index = inode->dir_index;
4241                         goto skip_backref;
4242                 }
4243         }
4244
4245         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4246         if (ret) {
4247                 btrfs_info(fs_info,
4248                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4249                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4250                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4251                 goto err;
4252         }
4253 skip_backref:
4254         if (rename_ctx)
4255                 rename_ctx->index = index;
4256
4257         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4258         if (ret) {
4259                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4260                 goto err;
4261         }
4262
4263         /*
4264          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4265          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4266          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4267          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4268          */
4269         if (!rename_ctx) {
4270                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4271                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4272         }
4273
4274         /*
4275          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4276          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4277          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4278          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4279          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4280          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4281          * holding.
4282          */
4283         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4284 err:
4285         btrfs_free_path(path);
4286         if (ret)
4287                 goto out;
4288
4289         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4290         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4291         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4292         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4293         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4294         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4295         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4296 out:
4297         return ret;
4298 }
4299
4300 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4301                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4302                        const struct fscrypt_str *name)
4303 {
4304         int ret;
4305
4306         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4307         if (!ret) {
4308                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4309                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4310         }
4311         return ret;
4312 }
4313
4314 /*
4315  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4316  *
4317  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4318  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4319  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4320  * allow the unlink to occur.
4321  */
4322 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4323 {
4324         struct btrfs_root *root = dir->root;
4325
4326         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4327                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4328 }
4329
4330 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4331 {
4332         struct btrfs_trans_handle *trans;
4333         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4334         int ret;
4335         struct fscrypt_name fname;
4336
4337         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4338         if (ret)
4339                 return ret;
4340
4341         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4342
4343         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4344         if (IS_ERR(trans)) {
4345                 ret = PTR_ERR(trans);
4346                 goto fscrypt_free;
4347         }
4348
4349         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4350                                 false);
4351
4352         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4353                                  &fname.disk_name);
4354         if (ret)
4355                 goto end_trans;
4356
4357         if (inode->i_nlink == 0) {
4358                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4359                 if (ret)
4360                         goto end_trans;
4361         }
4362
4363 end_trans:
4364         btrfs_end_transaction(trans);
4365         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4366 fscrypt_free:
4367         fscrypt_free_filename(&fname);
4368         return ret;
4369 }
4370
4371 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4372                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4373 {
4374         struct btrfs_root *root = dir->root;
4375         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4376         struct btrfs_path *path;
4377         struct extent_buffer *leaf;
4378         struct btrfs_dir_item *di;
4379         struct btrfs_key key;
4380         u64 index;
4381         int ret;
4382         u64 objectid;
4383         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4384         struct fscrypt_name fname;
4385
4386         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4387         if (ret)
4388                 return ret;
4389
4390         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4391
4392         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4393                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4394         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4395                 objectid = inode->location.objectid;
4396         } else {
4397                 WARN_ON(1);
4398                 fscrypt_free_filename(&fname);
4399                 return -EINVAL;
4400         }
4401
4402         path = btrfs_alloc_path();
4403         if (!path) {
4404                 ret = -ENOMEM;
4405                 goto out;
4406         }
4407
4408         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4409                                    &fname.disk_name, -1);
4410         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4411                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4412                 goto out;
4413         }
4414
4415         leaf = path->nodes[0];
4416         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4417         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4418         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4419         if (ret) {
4420                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4421                 goto out;
4422         }
4423         btrfs_release_path(path);
4424
4425         /*
4426          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4427          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4428          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4429          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4430          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4431          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4432          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4433          */
4434         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4435                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4436                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4437                         if (!di)
4438                                 ret = -ENOENT;
4439                         else
4440                                 ret = PTR_ERR(di);
4441                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4442                         goto out;
4443                 }
4444
4445                 leaf = path->nodes[0];
4446                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4447                 index = key.offset;
4448                 btrfs_release_path(path);
4449         } else {
4450                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4451                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4452                                          &index, &fname.disk_name);
4453                 if (ret) {
4454                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4455                         goto out;
4456                 }
4457         }
4458
4459         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4460         if (ret) {
4461                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4462                 goto out;
4463         }
4464
4465         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4466         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4467         dir->vfs_inode.i_mtime = current_time(&dir->vfs_inode);
4468         dir->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime;
4469         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, dir);
4470         if (ret)
4471                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4472 out:
4473         btrfs_free_path(path);
4474         fscrypt_free_filename(&fname);
4475         return ret;
4476 }
4477
4478 /*
4479  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4480  * default.
4481  */
4482 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4483 {
4484         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4485         struct btrfs_path *path;
4486         struct btrfs_dir_item *di;
4487         struct btrfs_key key;
4488         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4489         u64 dir_id;
4490         int ret;
4491
4492         path = btrfs_alloc_path();
4493         if (!path)
4494                 return -ENOMEM;
4495
4496         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4497         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4498         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4499                                    dir_id, &name, 0);
4500         if (di && !IS_ERR(di)) {
4501                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4502                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4503                         ret = -EPERM;
4504                         btrfs_err(fs_info,
4505                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4506                                   key.objectid);
4507                         goto out;
4508                 }
4509                 btrfs_release_path(path);
4510         }
4511
4512         key.objectid = root->root_key.objectid;
4513         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4514         key.offset = (u64)-1;
4515
4516         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4517         if (ret < 0)
4518                 goto out;
4519         BUG_ON(ret == 0);
4520
4521         ret = 0;
4522         if (path->slots[0] > 0) {
4523                 path->slots[0]--;
4524                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4525                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4526                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4527                         ret = -ENOTEMPTY;
4528         }
4529 out:
4530         btrfs_free_path(path);
4531         return ret;
4532 }
4533
4534 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4535 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4536 {
4537         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4538         struct rb_node *node;
4539         struct rb_node *prev;
4540         struct btrfs_inode *entry;
4541         struct inode *inode;
4542         u64 objectid = 0;
4543
4544         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4545                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4546
4547         spin_lock(&root->inode_lock);
4548 again:
4549         node = root->inode_tree.rb_node;
4550         prev = NULL;
4551         while (node) {
4552                 prev = node;
4553                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4554
4555                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4556                         node = node->rb_left;
4557                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4558                         node = node->rb_right;
4559                 else
4560                         break;
4561         }
4562         if (!node) {
4563                 while (prev) {
4564                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4565                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4566                                 node = prev;
4567                                 break;
4568                         }
4569                         prev = rb_next(prev);
4570                 }
4571         }
4572         while (node) {
4573                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4574                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4575                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4576                 if (inode) {
4577                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4578                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4579                                 d_prune_aliases(inode);
4580                         /*
4581                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4582                          * cache when its usage count hits zero.
4583                          */
4584                         iput(inode);
4585                         cond_resched();
4586                         spin_lock(&root->inode_lock);
4587                         goto again;
4588                 }
4589
4590                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4591                         goto again;
4592
4593                 node = rb_next(node);
4594         }
4595         spin_unlock(&root->inode_lock);
4596 }
4597
4598 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4599 {
4600         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4601         struct btrfs_root *root = dir->root;
4602         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4603         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4604         struct btrfs_trans_handle *trans;
4605         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4606         u64 root_flags;
4607         int ret;
4608
4609         /*
4610          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4611          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4612          * again is not run concurrently.
4613          */
4614         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4615         if (dest->send_in_progress) {
4616                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4617                 btrfs_warn(fs_info,
4618                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4619                            dest->root_key.objectid);
4620                 return -EPERM;
4621         }
4622         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4623                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4624                 btrfs_warn(fs_info,
4625                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4626                            root->root_key.objectid);
4627                 return -EPERM;
4628         }
4629         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4630         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4631                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4632         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4633
4634         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4635
4636         ret = may_destroy_subvol(dest);
4637         if (ret)
4638                 goto out_up_write;
4639
4640         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4641         /*
4642          * One for dir inode,
4643          * two for dir entries,
4644          * two for root ref/backref.
4645          */
4646         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4647         if (ret)
4648                 goto out_up_write;
4649
4650         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4651         if (IS_ERR(trans)) {
4652                 ret = PTR_ERR(trans);
4653                 goto out_release;
4654         }
4655         trans->block_rsv = &block_rsv;
4656         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4657
4658         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4659
4660         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4661         if (ret) {
4662                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4663                 goto out_end_trans;
4664         }
4665
4666         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4667         if (ret) {
4668                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4669                 goto out_end_trans;
4670         }
4671
4672         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4673                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4674         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4675         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4676
4677         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4678                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4679                                         fs_info->tree_root,
4680                                         dest->root_key.objectid);
4681                 if (ret) {
4682                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4683                         goto out_end_trans;
4684                 }
4685         }
4686
4687         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4688                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4689                                   dest->root_key.objectid);
4690         if (ret && ret != -ENOENT) {
4691                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4692                 goto out_end_trans;
4693         }
4694         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4695                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4696                                           dest->root_item.received_uuid,
4697                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4698                                           dest->root_key.objectid);
4699                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4700                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4701                         goto out_end_trans;
4702                 }
4703         }
4704
4705         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4706         dest->anon_dev = 0;
4707 out_end_trans:
4708         trans->block_rsv = NULL;
4709         trans->bytes_reserved = 0;
4710         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4711         inode->i_flags |= S_DEAD;
4712 out_release:
4713         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4714 out_up_write:
4715         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4716         if (ret) {
4717                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4718                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4719                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4720                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4721                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4722         } else {
4723                 d_invalidate(dentry);
4724                 btrfs_prune_dentries(dest);
4725                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4726         }
4727
4728         return ret;
4729 }
4730
4731 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4732 {
4733         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4734         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4735         int err = 0;
4736         struct btrfs_trans_handle *trans;
4737         u64 last_unlink_trans;
4738         struct fscrypt_name fname;
4739
4740         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4741                 return -ENOTEMPTY;
4742         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4743                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4744                         btrfs_err(fs_info,
4745                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4746                         return -EOPNOTSUPP;
4747                 }
4748                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4749         }
4750
4751         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4752         if (err)
4753                 return err;
4754
4755         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4756
4757         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4758         if (IS_ERR(trans)) {
4759                 err = PTR_ERR(trans);
4760                 goto out_notrans;
4761         }
4762
4763         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4764                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4765                 goto out;
4766         }
4767
4768         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4769         if (err)
4770                 goto out;
4771
4772         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4773
4774         /* now the directory is empty */
4775         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4776                                  &fname.disk_name);
4777         if (!err) {
4778                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4779                 /*
4780                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4781                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4782                  * log tree in the case we do something like this:
4783                  * 1) create dir foo
4784                  * 2) create snapshot under dir foo
4785                  * 3) delete the snapshot
4786                  * 4) rmdir foo
4787                  * 5) mkdir foo
4788                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4789                  */
4790                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4791                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4792         }
4793 out:
4794         btrfs_end_transaction(trans);
4795 out_notrans:
4796         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4797         fscrypt_free_filename(&fname);
4798
4799         return err;
4800 }
4801
4802 /*
4803  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4804  * @inode - inode that we're zeroing
4805  * @from - the offset to start zeroing
4806  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4807  *      offset
4808  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4809  *
4810  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4811  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4812  */
4813 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4814                          int front)
4815 {
4816         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4817         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4818         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4819         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4820         struct extent_state *cached_state = NULL;
4821         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4822         bool only_release_metadata = false;
4823         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4824         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4825         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4826         struct page *page;
4827         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4828         size_t write_bytes = blocksize;
4829         int ret = 0;
4830         u64 block_start;
4831         u64 block_end;
4832
4833         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4834             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4835                 goto out;
4836
4837         block_start = round_down(from, blocksize);
4838         block_end = block_start + blocksize - 1;
4839
4840         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4841                                           blocksize, false);
4842         if (ret < 0) {
4843                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4844                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4845                         only_release_metadata = true;
4846                 } else {
4847                         goto out;
4848                 }
4849         }
4850         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4851         if (ret < 0) {
4852                 if (!only_release_metadata)
4853                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4854                                                        block_start, blocksize);
4855                 goto out;
4856         }
4857 again:
4858         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4859         if (!page) {
4860                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4861                                              blocksize, true);
4862                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4863                 ret = -ENOMEM;
4864                 goto out;
4865         }
4866
4867         if (!PageUptodate(page)) {
4868                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4869                 lock_page(page);
4870                 if (page->mapping != mapping) {
4871                         unlock_page(page);
4872                         put_page(page);
4873                         goto again;
4874                 }
4875                 if (!PageUptodate(page)) {
4876                         ret = -EIO;
4877                         goto out_unlock;
4878                 }
4879         }
4880
4881         /*
4882          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4883          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4884          * PagePrivate(), but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4885          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4886          */
4887         ret = set_page_extent_mapped(page);
4888         if (ret < 0)
4889                 goto out_unlock;
4890
4891         wait_on_page_writeback(page);
4892
4893         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4894
4895         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4896         if (ordered) {
4897                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4898                 unlock_page(page);
4899                 put_page(page);
4900                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4901                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4902                 goto again;
4903         }
4904
4905         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4906                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4907                          &cached_state);
4908
4909         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4910                                         &cached_state);
4911         if (ret) {
4912                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4913                 goto out_unlock;
4914         }
4915
4916         if (offset != blocksize) {
4917                 if (!len)
4918                         len = blocksize - offset;
4919                 if (front)
4920                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4921                                      offset);
4922                 else
4923                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4924                                      len);
4925         }
4926         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4927                                  block_end + 1 - block_start);
4928         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4929         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4930
4931         if (only_release_metadata)
4932                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4933                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4934
4935 out_unlock:
4936         if (ret) {
4937                 if (only_release_metadata)
4938                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4939                 else
4940                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4941                                         block_start, blocksize, true);
4942         }
4943         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4944         unlock_page(page);
4945         put_page(page);
4946 out:
4947         if (only_release_metadata)
4948                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4949         extent_changeset_free(data_reserved);
4950         return ret;
4951 }
4952
4953 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4954                              u64 offset, u64 len)
4955 {
4956         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4957         struct btrfs_trans_handle *trans;
4958         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4959         int ret;
4960
4961         /*
4962          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4963          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4964          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4965          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4966          */
4967         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4968                 return 0;
4969
4970         /*
4971          * 1 - for the one we're dropping
4972          * 1 - for the one we're adding
4973          * 1 - for updating the inode.
4974          */
4975         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4976         if (IS_ERR(trans))
4977                 return PTR_ERR(trans);
4978
4979         drop_args.start = offset;
4980         drop_args.end = offset + len;
4981         drop_args.drop_cache = true;
4982
4983         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4984         if (ret) {
4985                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4986                 btrfs_end_transaction(trans);
4987                 return ret;
4988         }
4989
4990         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4991         if (ret) {
4992                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4993         } else {
4994                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4995                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4996         }
4997         btrfs_end_transaction(trans);
4998         return ret;
4999 }
5000
5001 /*
5002  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
5003  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
5004  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
5005  * the range between oldsize and size
5006  */
5007 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
5008 {
5009         struct btrfs_root *root = inode->root;
5010         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5011         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
5012         struct extent_map *em = NULL;
5013         struct extent_state *cached_state = NULL;
5014         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
5015         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
5016         u64 last_byte;
5017         u64 cur_offset;
5018         u64 hole_size;
5019         int err = 0;
5020
5021         /*
5022          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
5023          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
5024          * expose stale data.
5025          */
5026         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
5027         if (err)
5028                 return err;
5029
5030         if (size <= hole_start)
5031                 return 0;
5032
5033         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
5034                                            &cached_state);
5035         cur_offset = hole_start;
5036         while (1) {
5037                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
5038                                       block_end - cur_offset);
5039                 if (IS_ERR(em)) {
5040                         err = PTR_ERR(em);
5041                         em = NULL;
5042                         break;
5043                 }
5044                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
5045                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
5046                 hole_size = last_byte - cur_offset;
5047
5048                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
5049                         struct extent_map *hole_em;
5050
5051                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
5052                                                 hole_size);
5053                         if (err)
5054                                 break;
5055
5056                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5057                                                         cur_offset, hole_size);
5058                         if (err)
5059                                 break;
5060
5061                         hole_em = alloc_extent_map();
5062                         if (!hole_em) {
5063                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
5064                                                     cur_offset + hole_size - 1,
5065                                                     false);
5066                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5067                                 goto next;
5068                         }
5069                         hole_em->start = cur_offset;
5070                         hole_em->len = hole_size;
5071                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5072
5073                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5074                         hole_em->block_len = 0;
5075                         hole_em->orig_block_len = 0;
5076                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5077                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5078                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5079
5080                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
5081                         free_extent_map(hole_em);
5082                 } else {
5083                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5084                                                         cur_offset, hole_size);
5085                         if (err)
5086                                 break;
5087                 }
5088 next:
5089                 free_extent_map(em);
5090                 em = NULL;
5091                 cur_offset = last_byte;
5092                 if (cur_offset >= block_end)
5093                         break;
5094         }
5095         free_extent_map(em);
5096         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5097         return err;
5098 }
5099
5100 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5101 {
5102         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5103         struct btrfs_trans_handle *trans;
5104         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5105         loff_t newsize = attr->ia_size;
5106         int mask = attr->ia_valid;
5107         int ret;
5108
5109         /*
5110          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5111          * special case where we need to update the times despite not having
5112          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5113          * explicitly if it wants a timestamp update.
5114          */
5115         if (newsize != oldsize) {
5116                 inode_inc_iversion(inode);
5117                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5118                         inode->i_mtime = current_time(inode);
5119                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5120                 }
5121         }
5122
5123         if (newsize > oldsize) {
5124                 /*
5125                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5126                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5127                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5128                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5129                  * this truncation.
5130                  */
5131                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5132                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5133                 if (ret) {
5134                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5135                         return ret;
5136                 }
5137
5138                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5139                 if (IS_ERR(trans)) {
5140                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5141                         return PTR_ERR(trans);
5142                 }
5143
5144                 i_size_write(inode, newsize);
5145                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5146                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5147                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5148                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5149                 btrfs_end_transaction(trans);
5150         } else {
5151                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5152
5153                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5154                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5155                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5156                                         (u64)-1);
5157                         if (ret)
5158                                 return ret;
5159                 }
5160
5161                 /*
5162                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5163                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5164                  * on close.
5165                  */
5166                 if (newsize == 0)
5167                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5168                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5169
5170                 truncate_setsize(inode, newsize);
5171
5172                 inode_dio_wait(inode);
5173
5174                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5175                 if (ret && inode->i_nlink) {
5176                         int err;
5177
5178                         /*
5179                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5180                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5181                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5182                          * in-memory size to match.
5183                          */
5184                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5185                         if (err)
5186                                 return err;
5187                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5188                 }
5189         }
5190
5191         return ret;
5192 }
5193
5194 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5195                          struct iattr *attr)
5196 {
5197         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5198         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5199         int err;
5200
5201         if (btrfs_root_readonly(root))
5202                 return -EROFS;
5203
5204         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5205         if (err)
5206                 return err;
5207
5208         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5209                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5210                 if (err)
5211                         return err;
5212         }
5213
5214         if (attr->ia_valid) {
5215                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5216                 inode_inc_iversion(inode);
5217                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5218
5219                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5220                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5221         }
5222
5223         return err;
5224 }
5225
5226 /*
5227  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5228  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5229  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5230  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5231  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5232  * wasting lots of time.
5233  *
5234  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5235  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5236  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5237  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5238  */
5239 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5240 {
5241         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5242         struct rb_node *node;
5243
5244         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5245         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5246
5247         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5248
5249         /*
5250          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5251          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5252          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5253          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5254          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5255          * ranges can still be locked and eviction started because before
5256          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5257          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5258          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5259          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5260          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5261          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5262          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5263          * use-after-free issue.
5264          */
5265         spin_lock(&io_tree->lock);
5266         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5267                 struct extent_state *state;
5268                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5269                 u64 start;
5270                 u64 end;
5271                 unsigned state_flags;
5272
5273                 node = rb_first(&io_tree->state);
5274                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5275                 start = state->start;
5276                 end = state->end;
5277                 state_flags = state->state;
5278                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5279
5280                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5281
5282                 /*
5283                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5284                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5285                  * So we need to free its reserved space here.
5286                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5287                  *
5288                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5289                  */
5290                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5291                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5292                                                end - start + 1);
5293
5294                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5295                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5296                                  &cached_state);
5297
5298                 cond_resched();
5299                 spin_lock(&io_tree->lock);
5300         }
5301         spin_unlock(&io_tree->lock);
5302 }
5303
5304 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5305                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5306 {
5307         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5308         struct btrfs_trans_handle *trans;
5309         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5310         int ret;
5311
5312         /*
5313          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5314          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5315          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5316          *
5317          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5318          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5319          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5320          * delayed refs activity by truncating.
5321          *
5322          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5323          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5324          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5325          */
5326         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5327                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5328         if (ret) {
5329                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5330                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5331                 if (ret) {
5332                         btrfs_warn(fs_info,
5333                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5334                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5335                 }
5336                 delayed_refs_extra = 0;
5337         }
5338
5339         trans = btrfs_join_transaction(root);
5340         if (IS_ERR(trans))
5341                 return trans;
5342
5343         if (delayed_refs_extra) {
5344                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5345                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5346                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5347                                         delayed_refs_extra, true);
5348         }
5349         return trans;
5350 }
5351
5352 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5353 {
5354         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5355         struct btrfs_trans_handle *trans;
5356         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5357         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5358         int ret;
5359
5360         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5361
5362         if (!root) {
5363                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5364                 clear_inode(inode);
5365                 return;
5366         }
5367
5368         evict_inode_truncate_pages(inode);
5369
5370         if (inode->i_nlink &&
5371             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5372               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5373              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5374                 goto out;
5375
5376         if (is_bad_inode(inode))
5377                 goto out;
5378
5379         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5380                 goto out;
5381
5382         if (inode->i_nlink > 0) {
5383                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5384                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5385                 goto out;
5386         }
5387
5388         /*
5389          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5390          * the inode update is released.
5391          */
5392         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5393         if (ret)
5394                 goto out;
5395
5396         /*
5397          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5398          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5399          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5400          * the truncate.
5401          */
5402         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5403
5404         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5405         if (!rsv)
5406                 goto out;
5407         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5408         rsv->failfast = true;
5409
5410         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5411
5412         while (1) {
5413                 struct btrfs_truncate_control control = {
5414                         .inode = BTRFS_I(inode),
5415                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5416                         .new_size = 0,
5417                         .min_type = 0,
5418                 };
5419
5420                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5421                 if (IS_ERR(trans))
5422                         goto out;
5423
5424                 trans->block_rsv = rsv;
5425
5426                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5427                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5428                 btrfs_end_transaction(trans);
5429                 /*
5430                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5431                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5432                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5433                  */
5434                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5435                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5436                         goto out;
5437                 else if (!ret)
5438                         break;
5439         }
5440
5441         /*
5442          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5443          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5444          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5445          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5446          *
5447          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5448          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5449          */
5450         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5451         if (!IS_ERR(trans)) {
5452                 trans->block_rsv = rsv;
5453                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5454                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5455                 btrfs_end_transaction(trans);
5456         }
5457
5458 out:
5459         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5460         /*
5461          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5462          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5463          * to retry these periodically in the future.
5464          */
5465         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5466         fsverity_cleanup_inode(inode);
5467         clear_inode(inode);
5468 }
5469
5470 /*
5471  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5472  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5473  *
5474  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5475  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5476  */
5477 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5478                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5479 {
5480         struct btrfs_dir_item *di;
5481         struct btrfs_path *path;
5482         struct btrfs_root *root = dir->root;
5483         int ret = 0;
5484         struct fscrypt_name fname;
5485
5486         path = btrfs_alloc_path();
5487         if (!path)
5488                 return -ENOMEM;
5489
5490         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5491         if (ret < 0)
5492                 goto out;
5493         /*
5494          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5495          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5496          */
5497         ASSERT(ret == 0);
5498
5499         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5500
5501         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5502                                    &fname.disk_name, 0);
5503         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5504                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5505                 goto out;
5506         }
5507
5508         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5509         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5510             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5511                 ret = -EUCLEAN;
5512                 btrfs_warn(root->fs_info,
5513 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5514                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5515                            location->objectid, location->type, location->offset);
5516         }
5517         if (!ret)
5518                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5519 out:
5520         fscrypt_free_filename(&fname);
5521         btrfs_free_path(path);
5522         return ret;
5523 }
5524
5525 /*
5526  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5527  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5528  * is kind of like crossing a mount point.
5529  */
5530 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5531                                     struct btrfs_inode *dir,
5532                                     struct dentry *dentry,
5533                                     struct btrfs_key *location,
5534                                     struct btrfs_root **sub_root)
5535 {
5536         struct btrfs_path *path;
5537         struct btrfs_root *new_root;
5538         struct btrfs_root_ref *ref;
5539         struct extent_buffer *leaf;
5540         struct btrfs_key key;
5541         int ret;
5542         int err = 0;
5543         struct fscrypt_name fname;
5544
5545         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5546         if (ret)
5547                 return ret;
5548
5549         path = btrfs_alloc_path();
5550         if (!path) {
5551                 err = -ENOMEM;
5552                 goto out;
5553         }
5554
5555         err = -ENOENT;
5556         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5557         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5558         key.offset = location->objectid;
5559
5560         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5561         if (ret) {
5562                 if (ret < 0)
5563                         err = ret;
5564                 goto out;
5565         }
5566
5567         leaf = path->nodes[0];
5568         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5569         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5570             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5571                 goto out;
5572
5573         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5574                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5575         if (ret)
5576                 goto out;
5577
5578         btrfs_release_path(path);
5579
5580         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5581         if (IS_ERR(new_root)) {
5582                 err = PTR_ERR(new_root);
5583                 goto out;
5584         }
5585
5586         *sub_root = new_root;
5587         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5588         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5589         location->offset = 0;
5590         err = 0;
5591 out:
5592         btrfs_free_path(path);
5593         fscrypt_free_filename(&fname);
5594         return err;
5595 }
5596
5597 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5598 {
5599         struct btrfs_root *root = inode->root;
5600         struct btrfs_inode *entry;
5601         struct rb_node **p;
5602         struct rb_node *parent;
5603         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5604         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5605
5606         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5607                 return;
5608         parent = NULL;
5609         spin_lock(&root->inode_lock);
5610         p = &root->inode_tree.rb_node;
5611         while (*p) {
5612                 parent = *p;
5613                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5614
5615                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5616                         p = &parent->rb_left;
5617                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5618                         p = &parent->rb_right;
5619                 else {
5620                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5621                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5622                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5623                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5624                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5625                         return;
5626                 }
5627         }
5628         rb_link_node(new, parent, p);
5629         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5630         spin_unlock(&root->inode_lock);
5631 }
5632
5633 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5634 {
5635         struct btrfs_root *root = inode->root;
5636         int empty = 0;
5637
5638         spin_lock(&root->inode_lock);
5639         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5640                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5641                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5642                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5643         }
5644         spin_unlock(&root->inode_lock);
5645
5646         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5647                 spin_lock(&root->inode_lock);
5648                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5649                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5650                 if (empty)
5651                         btrfs_add_dead_root(root);
5652         }
5653 }
5654
5655
5656 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5657 {
5658         struct btrfs_iget_args *args = p;
5659
5660         inode->i_ino = args->ino;
5661         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5662         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5663         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5664         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5665         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5666
5667         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5668             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5669                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5670                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5671         return 0;
5672 }
5673
5674 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5675 {
5676         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5677
5678         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5679                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5680 }
5681
5682 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5683                                        struct btrfs_root *root)
5684 {
5685         struct inode *inode;
5686         struct btrfs_iget_args args;
5687         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5688
5689         args.ino = ino;
5690         args.root = root;
5691
5692         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5693                              btrfs_init_locked_inode,
5694                              (void *)&args);
5695         return inode;
5696 }
5697
5698 /*
5699  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5700  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5701  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5702  * later.
5703  */
5704 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5705                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5706 {
5707         struct inode *inode;
5708
5709         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5710         if (!inode)
5711                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5712
5713         if (inode->i_state & I_NEW) {
5714                 int ret;
5715
5716                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5717                 if (!ret) {
5718                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5719                         unlock_new_inode(inode);
5720                 } else {
5721                         iget_failed(inode);
5722                         /*
5723                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5724                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5725                          * was not found.
5726                          */
5727                         if (ret > 0)
5728                                 ret = -ENOENT;
5729                         inode = ERR_PTR(ret);
5730                 }
5731         }
5732
5733         return inode;
5734 }
5735
5736 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5737 {
5738         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5739 }
5740
5741 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5742                                     struct btrfs_key *key,
5743                                     struct btrfs_root *root)
5744 {
5745         struct inode *inode = new_inode(s);
5746
5747         if (!inode)
5748                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5749
5750         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5751         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5752         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5753
5754         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5755         /*
5756          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5757          * associated with the dentry
5758          */
5759         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5760         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5761         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5762         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5763         inode->i_mtime = current_time(inode);
5764         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5765         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5766         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5767
5768         return inode;
5769 }
5770
5771 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5772 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5773 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5774 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5775 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5776 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5777 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5778 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5779
5780 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5781 {
5782         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5783 }
5784
5785 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5786 {
5787         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5788         struct inode *inode;
5789         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5790         struct btrfs_root *sub_root = root;
5791         struct btrfs_key location;
5792         u8 di_type = 0;
5793         int ret = 0;
5794
5795         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5796                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5797
5798         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5799         if (ret < 0)
5800                 return ERR_PTR(ret);
5801
5802         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5803                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5804                 if (IS_ERR(inode))
5805                         return inode;
5806
5807                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5808                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5809                         btrfs_crit(fs_info,
5810 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5811                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5812                                   di_type);
5813                         iput(inode);
5814                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5815                 }
5816                 return inode;
5817         }
5818
5819         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5820                                        &location, &sub_root);
5821         if (ret < 0) {
5822                 if (ret != -ENOENT)
5823                         inode = ERR_PTR(ret);
5824                 else
5825                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5826         } else {
5827                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5828                 btrfs_put_root(sub_root);
5829
5830                 if (IS_ERR(inode))
5831                         return inode;
5832
5833                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5834                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5835                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5836                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5837                 if (ret) {
5838                         iput(inode);
5839                         inode = ERR_PTR(ret);
5840                 }
5841         }
5842
5843         return inode;
5844 }
5845
5846 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5847 {
5848         struct btrfs_root *root;
5849         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5850
5851         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5852                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5853
5854         if (inode) {
5855                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5856                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5857                         return 1;
5858
5859                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5860                         return 1;
5861         }
5862         return 0;
5863 }
5864
5865 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5866                                    unsigned int flags)
5867 {
5868         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5869
5870         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5871                 inode = NULL;
5872         return d_splice_alias(inode, dentry);
5873 }
5874
5875 /*
5876  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5877  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5878  */
5879 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5880 {
5881         struct btrfs_root *root = inode->root;
5882         struct btrfs_key key, found_key;
5883         struct btrfs_path *path;
5884         struct extent_buffer *leaf;
5885         int ret;
5886
5887         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5888         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5889         key.offset = (u64)-1;
5890
5891         path = btrfs_alloc_path();
5892         if (!path)
5893                 return -ENOMEM;
5894
5895         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5896         if (ret < 0)
5897                 goto out;
5898         /* FIXME: we should be able to handle this */
5899         if (ret == 0)
5900                 goto out;
5901         ret = 0;
5902
5903         if (path->slots[0] == 0) {
5904                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5905                 goto out;
5906         }
5907
5908         path->slots[0]--;
5909
5910         leaf = path->nodes[0];
5911         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5912
5913         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5914             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5915                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5916                 goto out;
5917         }
5918
5919         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5920 out:
5921         btrfs_free_path(path);
5922         return ret;
5923 }
5924
5925 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5926 {
5927         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5928                 int ret;
5929
5930                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5931                 if (ret) {
5932                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5933                         if (ret)
5934                                 return ret;
5935                 }
5936         }
5937
5938         *index = dir->index_cnt;
5939
5940         return 0;
5941 }
5942
5943 /*
5944  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5945  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5946  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5947  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5948  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5949  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5950  * tree lock.
5951  */
5952 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5953 {
5954         struct btrfs_file_private *private;
5955         u64 last_index;
5956         int ret;
5957
5958         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5959         if (ret)
5960                 return ret;
5961
5962         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5963         if (!private)
5964                 return -ENOMEM;
5965         private->last_index = last_index;
5966         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5967         if (!private->filldir_buf) {
5968                 kfree(private);
5969                 return -ENOMEM;
5970         }
5971         file->private_data = private;
5972         return 0;
5973 }
5974
5975 struct dir_entry {
5976         u64 ino;
5977         u64 offset;
5978         unsigned type;
5979         int name_len;
5980 };
5981
5982 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5983 {
5984         while (entries--) {
5985                 struct dir_entry *entry = addr;
5986                 char *name = (char *)(entry + 1);
5987
5988                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5989                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5990                                          get_unaligned(&entry->ino),
5991                                          get_unaligned(&entry->type)))
5992                         return 1;
5993                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5994                         get_unaligned(&entry->name_len);
5995                 ctx->pos++;
5996         }
5997         return 0;
5998 }
5999
6000 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
6001 {
6002         struct inode *inode = file_inode(file);
6003         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6004         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
6005         struct btrfs_dir_item *di;
6006         struct btrfs_key key;
6007         struct btrfs_key found_key;
6008         struct btrfs_path *path;
6009         void *addr;
6010         struct list_head ins_list;
6011         struct list_head del_list;
6012         int ret;
6013         char *name_ptr;
6014         int name_len;
6015         int entries = 0;
6016         int total_len = 0;
6017         bool put = false;
6018         struct btrfs_key location;
6019
6020         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
6021                 return 0;
6022
6023         path = btrfs_alloc_path();
6024         if (!path)
6025                 return -ENOMEM;
6026
6027         addr = private->filldir_buf;
6028         path->reada = READA_FORWARD;
6029
6030         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
6031         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
6032         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
6033                                               &ins_list, &del_list);
6034
6035 again:
6036         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6037         key.offset = ctx->pos;
6038         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
6039
6040         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
6041                 struct dir_entry *entry;
6042                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6043                 u8 ftype;
6044
6045                 if (found_key.objectid != key.objectid)
6046                         break;
6047                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
6048                         break;
6049                 if (found_key.offset < ctx->pos)
6050                         continue;
6051                 if (found_key.offset > private->last_index)
6052                         break;
6053                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
6054                         continue;
6055                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
6056                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
6057                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
6058                     PAGE_SIZE) {
6059                         btrfs_release_path(path);
6060                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6061                         if (ret)
6062                                 goto nopos;
6063                         addr = private->filldir_buf;
6064                         entries = 0;
6065                         total_len = 0;
6066                         goto again;
6067                 }
6068
6069                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
6070                 entry = addr;
6071                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6072                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
6073                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
6074                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6075                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
6076                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6077                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6078                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6079                 entries++;
6080                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6081                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6082         }
6083         /* Catch error encountered during iteration */
6084         if (ret < 0)
6085                 goto err;
6086
6087         btrfs_release_path(path);
6088
6089         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6090         if (ret)
6091                 goto nopos;
6092
6093         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6094         if (ret)
6095                 goto nopos;
6096
6097         /*
6098          * Stop new entries from being returned after we return the last
6099          * entry.
6100          *
6101          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6102          * offset.  This means that new entries created during readdir
6103          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6104          * This has broken buggy programs which operate on names as
6105          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6106          * we have this hack to stop new entries from being returned
6107          * under the assumption that they'll never reach this huge
6108          * offset.
6109          *
6110          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6111          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6112          * in the past.
6113          */
6114         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6115                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6116         else
6117                 ctx->pos = INT_MAX;
6118 nopos:
6119         ret = 0;
6120 err:
6121         if (put)
6122                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6123         btrfs_free_path(path);
6124         return ret;
6125 }
6126
6127 /*
6128  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6129  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6130  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6131  * to keep or drop this code.
6132  */
6133 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
6134 {
6135         struct btrfs_root *root = inode->root;
6136         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6137         struct btrfs_trans_handle *trans;
6138         int ret;
6139
6140         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6141                 return 0;
6142
6143         trans = btrfs_join_transaction(root);
6144         if (IS_ERR(trans))
6145                 return PTR_ERR(trans);
6146
6147         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6148         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6149                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6150                 btrfs_end_transaction(trans);
6151                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6152                 if (IS_ERR(trans))
6153                         return PTR_ERR(trans);
6154
6155                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6156         }
6157         btrfs_end_transaction(trans);
6158         if (inode->delayed_node)
6159                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6160
6161         return ret;
6162 }
6163
6164 /*
6165  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6166  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6167  */
6168 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6169                              int flags)
6170 {
6171         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6172         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6173
6174         if (btrfs_root_readonly(root))
6175                 return -EROFS;
6176
6177         if (flags & S_VERSION)
6178                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6179         if (flags & S_CTIME)
6180                 inode->i_ctime = *now;
6181         if (flags & S_MTIME)
6182                 inode->i_mtime = *now;
6183         if (flags & S_ATIME)
6184                 inode->i_atime = *now;
6185         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6186 }
6187
6188 /*
6189  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6190  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6191  */
6192 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6193 {
6194         int ret = 0;
6195
6196         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6197                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6198                 if (ret) {
6199                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6200                         if (ret)
6201                                 return ret;
6202                 }
6203         }
6204
6205         *index = dir->index_cnt;
6206         dir->index_cnt++;
6207
6208         return ret;
6209 }
6210
6211 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6212 {
6213         struct btrfs_iget_args args;
6214
6215         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6216         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6217
6218         return insert_inode_locked4(inode,
6219                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6220                    btrfs_find_actor, &args);
6221 }
6222
6223 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6224                             unsigned int *trans_num_items)
6225 {
6226         struct inode *dir = args->dir;
6227         struct inode *inode = args->inode;
6228         int ret;
6229
6230         if (!args->orphan) {
6231                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6232                                              &args->fname);
6233                 if (ret)
6234                         return ret;
6235         }
6236
6237         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6238         if (ret) {
6239                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6240                 return ret;
6241         }
6242
6243         /* 1 to add inode item */
6244         *trans_num_items = 1;
6245         /* 1 to add compression property */
6246         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6247                 (*trans_num_items)++;
6248         /* 1 to add default ACL xattr */
6249         if (args->default_acl)
6250                 (*trans_num_items)++;
6251         /* 1 to add access ACL xattr */
6252         if (args->acl)
6253                 (*trans_num_items)++;
6254 #ifdef CONFIG_SECURITY
6255         /* 1 to add LSM xattr */
6256         if (dir->i_security)
6257                 (*trans_num_items)++;
6258 #endif
6259         if (args->orphan) {
6260                 /* 1 to add orphan item */
6261                 (*trans_num_items)++;
6262         } else {
6263                 /*
6264                  * 1 to add dir item
6265                  * 1 to add dir index
6266                  * 1 to update parent inode item
6267                  *
6268                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6269                  * inserted in a batch together with the inode item at
6270                  * btrfs_create_new_inode().
6271                  */
6272                 *trans_num_items += 3;
6273         }
6274         return 0;
6275 }
6276
6277 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6278 {
6279         posix_acl_release(args->acl);
6280         posix_acl_release(args->default_acl);
6281         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6282 }
6283
6284 /*
6285  * Inherit flags from the parent inode.
6286  *
6287  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6288  */
6289 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6290 {
6291         unsigned int flags;
6292
6293         flags = dir->flags;
6294
6295         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6296                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6297                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6298         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6299                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6300                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6301         }
6302
6303         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6304                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6305                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6306                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6307         }
6308
6309         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6310 }
6311
6312 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6313                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6314 {
6315         struct inode *dir = args->dir;
6316         struct inode *inode = args->inode;
6317         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6318         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6319         struct btrfs_root *root;
6320         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6321         struct btrfs_key *location;
6322         struct btrfs_path *path;
6323         u64 objectid;
6324         struct btrfs_inode_ref *ref;
6325         struct btrfs_key key[2];
6326         u32 sizes[2];
6327         struct btrfs_item_batch batch;
6328         unsigned long ptr;
6329         int ret;
6330
6331         path = btrfs_alloc_path();
6332         if (!path)
6333                 return -ENOMEM;
6334
6335         if (!args->subvol)
6336                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6337         root = BTRFS_I(inode)->root;
6338
6339         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6340         if (ret)
6341                 goto out;
6342         inode->i_ino = objectid;
6343
6344         if (args->orphan) {
6345                 /*
6346                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6347                  * fill in an inode item with the correct link count.
6348                  */
6349                 set_nlink(inode, 0);
6350         } else {
6351                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6352
6353                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6354                 if (ret)
6355                         goto out;
6356         }
6357         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6358         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6359         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6360         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6361
6362         /*
6363          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6364          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6365          * change it now without compatibility issues.
6366          */
6367         if (!args->subvol)
6368                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6369
6370         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6371                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6372                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6373                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6374                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6375                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6376         }
6377
6378         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6379         location->objectid = objectid;
6380         location->offset = 0;
6381         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6382
6383         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6384         if (ret < 0) {
6385                 if (!args->orphan)
6386                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6387                 goto out;
6388         }
6389
6390         /*
6391          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6392          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6393          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6394          * old info in the log.
6395          */
6396         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6397
6398         key[0].objectid = objectid;
6399         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6400         key[0].offset = 0;
6401
6402         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6403
6404         if (!args->orphan) {
6405                 /*
6406                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6407                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6408                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6409                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6410                  */
6411                 key[1].objectid = objectid;
6412                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6413                 if (args->subvol) {
6414                         key[1].offset = objectid;
6415                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6416                 } else {
6417                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6418                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6419                 }
6420         }
6421
6422         batch.keys = &key[0];
6423         batch.data_sizes = &sizes[0];
6424         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6425         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6426         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6427         if (ret != 0) {
6428                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6429                 goto discard;
6430         }
6431
6432         inode->i_mtime = current_time(inode);
6433         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6434         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6435         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6436
6437         /*
6438          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6439          * must be fully initialized.
6440          */
6441
6442         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6443                                   struct btrfs_inode_item);
6444         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6445                              sizeof(*inode_item));
6446         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6447
6448         if (!args->orphan) {
6449                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6450                                      struct btrfs_inode_ref);
6451                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6452                 if (args->subvol) {
6453                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6454                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6455                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6456                 } else {
6457                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6458                                                      name->len);
6459                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6460                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6461                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6462                                             name->len);
6463                 }
6464         }
6465
6466         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6467         /*
6468          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6469          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6470          * allocating yet another path. So just free our path.
6471          */
6472         btrfs_free_path(path);
6473         path = NULL;
6474
6475         if (args->subvol) {
6476                 struct inode *parent;
6477
6478                 /*
6479                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6480                  * not the directory they were created in.
6481                  */
6482                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6483                                     BTRFS_I(dir)->root);
6484                 if (IS_ERR(parent)) {
6485                         ret = PTR_ERR(parent);
6486                 } else {
6487                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6488                         iput(parent);
6489                 }
6490         } else {
6491                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6492         }
6493         if (ret) {
6494                 btrfs_err(fs_info,
6495                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6496                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6497                           ret);
6498         }
6499
6500         /*
6501          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6502          * probably a bug.
6503          */
6504         if (!args->subvol) {
6505                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6506                 if (ret) {
6507                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6508                         goto discard;
6509                 }
6510         }
6511
6512         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6513
6514         trace_btrfs_inode_new(inode);
6515         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6516
6517         btrfs_update_root_times(trans, root);
6518
6519         if (args->orphan) {
6520                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6521         } else {
6522                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6523                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6524         }
6525         if (ret) {
6526                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6527                 goto discard;
6528         }
6529
6530         return 0;
6531
6532 discard:
6533         /*
6534          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6535          * to the inode.
6536          */
6537         ihold(inode);
6538         discard_new_inode(inode);
6539 out:
6540         btrfs_free_path(path);
6541         return ret;
6542 }
6543
6544 /*
6545  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6546  * a give name and a given sequence number.
6547  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6548  * inode to the parent directory.
6549  */
6550 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6551                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6552                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6553 {
6554         int ret = 0;
6555         struct btrfs_key key;
6556         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6557         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6558         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6559
6560         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6561                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6562         } else {
6563                 key.objectid = ino;
6564                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6565                 key.offset = 0;
6566         }
6567
6568         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6569                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6570                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6571                                          index, name);
6572         } else if (add_backref) {
6573                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6574                                              ino, parent_ino, index);
6575         }
6576
6577         /* Nothing to clean up yet */
6578         if (ret)
6579                 return ret;
6580
6581         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6582                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6583         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6584                 goto fail_dir_item;
6585         else if (ret) {
6586                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6587                 return ret;
6588         }
6589
6590         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6591                            name->len * 2);
6592         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6593         /*
6594          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6595          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6596          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6597          * values (the ones it had when the fsync was done).
6598          */
6599         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6600                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6601
6602                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6603                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6604         }
6605         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6606         if (ret)
6607                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6608         return ret;
6609
6610 fail_dir_item:
6611         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6612                 u64 local_index;
6613                 int err;
6614                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6615                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6616                                          &local_index, name);
6617                 if (err)
6618                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6619         } else if (add_backref) {
6620                 u64 local_index;
6621                 int err;
6622
6623                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6624                                           &local_index);
6625                 if (err)
6626                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6627         }
6628
6629         /* Return the original error code */
6630         return ret;
6631 }
6632
6633 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6634                                struct inode *inode)
6635 {
6636         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6637         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6638         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6639                 .dir = dir,
6640                 .dentry = dentry,
6641                 .inode = inode,
6642         };
6643         unsigned int trans_num_items;
6644         struct btrfs_trans_handle *trans;
6645         int err;
6646
6647         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6648         if (err)
6649                 goto out_inode;
6650
6651         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6652         if (IS_ERR(trans)) {
6653                 err = PTR_ERR(trans);
6654                 goto out_new_inode_args;
6655         }
6656
6657         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6658         if (!err)
6659                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6660
6661         btrfs_end_transaction(trans);
6662         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6663 out_new_inode_args:
6664         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6665 out_inode:
6666         if (err)
6667                 iput(inode);
6668         return err;
6669 }
6670
6671 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6672                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6673 {
6674         struct inode *inode;
6675
6676         inode = new_inode(dir->i_sb);
6677         if (!inode)
6678                 return -ENOMEM;
6679         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6680         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6681         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6682         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6683 }
6684
6685 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6686                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6687 {
6688         struct inode *inode;
6689
6690         inode = new_inode(dir->i_sb);
6691         if (!inode)
6692                 return -ENOMEM;
6693         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6694         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6695         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6696         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6697         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6698 }
6699
6700 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6701                       struct dentry *dentry)
6702 {
6703         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6704         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6705         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6706         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6707         struct fscrypt_name fname;
6708         u64 index;
6709         int err;
6710         int drop_inode = 0;
6711
6712         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6713         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6714                 return -EXDEV;
6715
6716         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6717                 return -EMLINK;
6718
6719         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6720         if (err)
6721                 goto fail;
6722
6723         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6724         if (err)
6725                 goto fail;
6726
6727         /*
6728          * 2 items for inode and inode ref
6729          * 2 items for dir items
6730          * 1 item for parent inode
6731          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6732          */
6733         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6734         if (IS_ERR(trans)) {
6735                 err = PTR_ERR(trans);
6736                 trans = NULL;
6737                 goto fail;
6738         }
6739
6740         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6741         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6742         inc_nlink(inode);
6743         inode_inc_iversion(inode);
6744         inode->i_ctime = current_time(inode);
6745         ihold(inode);
6746         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6747
6748         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6749                              &fname.disk_name, 1, index);
6750
6751         if (err) {
6752                 drop_inode = 1;
6753         } else {
6754                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6755
6756                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6757                 if (err)
6758                         goto fail;
6759                 if (inode->i_nlink == 1) {
6760                         /*
6761                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6762                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6763                          */
6764                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6765                         if (err)
6766                                 goto fail;
6767                 }
6768                 d_instantiate(dentry, inode);
6769                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6770         }
6771
6772 fail:
6773         fscrypt_free_filename(&fname);
6774         if (trans)
6775                 btrfs_end_transaction(trans);
6776         if (drop_inode) {
6777                 inode_dec_link_count(inode);
6778                 iput(inode);
6779         }
6780         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6781         return err;
6782 }
6783
6784 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6785                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6786 {
6787         struct inode *inode;
6788
6789         inode = new_inode(dir->i_sb);
6790         if (!inode)
6791                 return -ENOMEM;
6792         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6793         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6794         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6795         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6796 }
6797
6798 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6799                                       struct page *page,
6800                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6801 {
6802         int ret;
6803         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6804         char *tmp;
6805         size_t max_size;
6806         unsigned long inline_size;
6807         unsigned long ptr;
6808         int compress_type;
6809
6810         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6811         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6812         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6813         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6814         if (!tmp)
6815                 return -ENOMEM;
6816         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6817
6818         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6819
6820         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6821         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6822
6823         /*
6824          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6825          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6826          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6827          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6828          * cover that region here.
6829          */
6830
6831         if (max_size < PAGE_SIZE)
6832                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6833         kfree(tmp);
6834         return ret;
6835 }
6836
6837 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6838                               struct page *page)
6839 {
6840         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6841         void *kaddr;
6842         size_t copy_size;
6843
6844         if (!page || PageUptodate(page))
6845                 return 0;
6846
6847         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6848
6849         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6850                             struct btrfs_file_extent_item);
6851         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6852                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6853
6854         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6855                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6856         kaddr = kmap_local_page(page);
6857         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6858                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6859         kunmap_local(kaddr);
6860         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6861                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6862         return 0;
6863 }
6864
6865 /*
6866  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6867  *
6868  * @inode:      file to search in
6869  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6870  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6871  * @start:      file offset
6872  * @len:        length of range starting at @start
6873  *
6874  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6875  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6876  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6877  *
6878  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6879  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6880  *
6881  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6882  */
6883 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6884                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6885                                     u64 start, u64 len)
6886 {
6887         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6888         int ret = 0;
6889         u64 extent_start = 0;
6890         u64 extent_end = 0;
6891         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6892         int extent_type = -1;
6893         struct btrfs_path *path = NULL;
6894         struct btrfs_root *root = inode->root;
6895         struct btrfs_file_extent_item *item;
6896         struct extent_buffer *leaf;
6897         struct btrfs_key found_key;
6898         struct extent_map *em = NULL;
6899         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6900
6901         read_lock(&em_tree->lock);
6902         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6903         read_unlock(&em_tree->lock);
6904
6905         if (em) {
6906                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6907                         free_extent_map(em);
6908                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6909                         free_extent_map(em);
6910                 else
6911                         goto out;
6912         }
6913         em = alloc_extent_map();
6914         if (!em) {
6915                 ret = -ENOMEM;
6916                 goto out;
6917         }
6918         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6919         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6920         em->len = (u64)-1;
6921         em->block_len = (u64)-1;
6922
6923         path = btrfs_alloc_path();
6924         if (!path) {
6925                 ret = -ENOMEM;
6926                 goto out;
6927         }
6928
6929         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6930         path->reada = READA_FORWARD;
6931
6932         /*
6933          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6934          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6935          * point the commit_root has everything we need.
6936          */
6937         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6938                 path->search_commit_root = 1;
6939                 path->skip_locking = 1;
6940         }
6941
6942         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6943         if (ret < 0) {
6944                 goto out;
6945         } else if (ret > 0) {
6946                 if (path->slots[0] == 0)
6947                         goto not_found;
6948                 path->slots[0]--;
6949                 ret = 0;
6950         }
6951
6952         leaf = path->nodes[0];
6953         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6954                               struct btrfs_file_extent_item);
6955         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6956         if (found_key.objectid != objectid ||
6957             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6958                 /*
6959                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6960                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6961                  * say there is a hole for our whole search range which can
6962                  * cause problems.
6963                  */
6964                 extent_end = start;
6965                 goto next;
6966         }
6967
6968         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6969         extent_start = found_key.offset;
6970         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6971         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6972             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6973                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6974                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6975                         ret = -EUCLEAN;
6976                         btrfs_crit(fs_info,
6977                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6978                                    btrfs_ino(inode));
6979                         goto out;
6980                 }
6981                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6982                                                        extent_start);
6983         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6984                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6985                                                       path->slots[0],
6986                                                       extent_start);
6987         }
6988 next:
6989         if (start >= extent_end) {
6990                 path->slots[0]++;
6991                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6992                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6993                         if (ret < 0)
6994                                 goto out;
6995                         else if (ret > 0)
6996                                 goto not_found;
6997
6998                         leaf = path->nodes[0];
6999                 }
7000                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
7001                 if (found_key.objectid != objectid ||
7002                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
7003                         goto not_found;
7004                 if (start + len <= found_key.offset)
7005                         goto not_found;
7006                 if (start > found_key.offset)
7007                         goto next;
7008
7009                 /* New extent overlaps with existing one */
7010                 em->start = start;
7011                 em->orig_start = start;
7012                 em->len = found_key.offset - start;
7013                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7014                 goto insert;
7015         }
7016
7017         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
7018
7019         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
7020             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7021                 goto insert;
7022         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
7023                 /*
7024                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
7025                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
7026                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
7027                  */
7028                 ASSERT(pg_offset == 0);
7029                 ASSERT(extent_start == 0);
7030                 ASSERT(em->start == 0);
7031
7032                 /*
7033                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
7034                  * initialized em members already.
7035                  *
7036                  * Other members are not utilized for inline extents.
7037                  */
7038                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
7039                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
7040
7041                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
7042                 if (ret < 0)
7043                         goto out;
7044                 goto insert;
7045         }
7046 not_found:
7047         em->start = start;
7048         em->orig_start = start;
7049         em->len = len;
7050         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7051 insert:
7052         ret = 0;
7053         btrfs_release_path(path);
7054         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
7055                 btrfs_err(fs_info,
7056                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
7057                           em->start, em->len, start, len);
7058                 ret = -EIO;
7059                 goto out;
7060         }
7061
7062         write_lock(&em_tree->lock);
7063         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
7064         write_unlock(&em_tree->lock);
7065 out:
7066         btrfs_free_path(path);
7067
7068         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
7069
7070         if (ret) {
7071                 free_extent_map(em);
7072                 return ERR_PTR(ret);
7073         }
7074         return em;
7075 }
7076
7077 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7078                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
7079                                                   const u64 start,
7080                                                   const u64 len,
7081                                                   const u64 orig_start,
7082                                                   const u64 block_start,
7083                                                   const u64 block_len,
7084                                                   const u64 orig_block_len,
7085                                                   const u64 ram_bytes,
7086                                                   const int type)
7087 {
7088         struct extent_map *em = NULL;
7089         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7090
7091         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7092                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7093                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7094                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7095                                   type);
7096                 if (IS_ERR(em))
7097                         goto out;
7098         }
7099         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
7100                                              block_start, block_len, 0,
7101                                              (1 << type) |
7102                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7103                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
7104         if (IS_ERR(ordered)) {
7105                 if (em) {
7106                         free_extent_map(em);
7107                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7108                                                     start + len - 1, false);
7109                 }
7110                 em = ERR_CAST(ordered);
7111         } else {
7112                 ASSERT(!dio_data->ordered);
7113                 dio_data->ordered = ordered;
7114         }
7115  out:
7116
7117         return em;
7118 }
7119
7120 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7121                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
7122                                                   u64 start, u64 len)
7123 {
7124         struct btrfs_root *root = inode->root;
7125         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7126         struct extent_map *em;
7127         struct btrfs_key ins;
7128         u64 alloc_hint;
7129         int ret;
7130
7131         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7132         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7133                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7134         if (ret)
7135                 return ERR_PTR(ret);
7136
7137         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
7138                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7139                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7140         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7141         if (IS_ERR(em))
7142                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7143                                            1);
7144
7145         return em;
7146 }
7147
7148 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7149 {
7150         struct btrfs_block_group *block_group;
7151         bool readonly = false;
7152
7153         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7154         if (!block_group || block_group->ro)
7155                 readonly = true;
7156         if (block_group)
7157                 btrfs_put_block_group(block_group);
7158         return readonly;
7159 }
7160
7161 /*
7162  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7163  *
7164  * @offset:     File offset
7165  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7166  *              range
7167  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7168  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7169  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7170  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7171  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7172  *
7173  * Return:
7174  * >0   and update @len if we can do nocow write
7175  *  0   if we can't do nocow write
7176  * <0   if error happened
7177  *
7178  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7179  *       any ordered extents.
7180  */
7181 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7182                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7183                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7184 {
7185         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7186         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7187         struct btrfs_path *path;
7188         int ret;
7189         struct extent_buffer *leaf;
7190         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7191         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7192         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7193         struct btrfs_key key;
7194         int found_type;
7195
7196         path = btrfs_alloc_path();
7197         if (!path)
7198                 return -ENOMEM;
7199         path->nowait = nowait;
7200
7201         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7202                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7203         if (ret < 0)
7204                 goto out;
7205
7206         if (ret == 1) {
7207                 if (path->slots[0] == 0) {
7208                         /* can't find the item, must cow */
7209                         ret = 0;
7210                         goto out;
7211                 }
7212                 path->slots[0]--;
7213         }
7214         ret = 0;
7215         leaf = path->nodes[0];
7216         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7217         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7218             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7219                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7220                 goto out;
7221         }
7222
7223         if (key.offset > offset) {
7224                 /* Wrong offset, must cow */
7225                 goto out;
7226         }
7227
7228         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7229                 goto out;
7230
7231         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7232         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7233         if (ram_bytes)
7234                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7235
7236         nocow_args.start = offset;
7237         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7238         nocow_args.strict = strict;
7239         nocow_args.free_path = true;
7240
7241         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7242         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7243         path = NULL;
7244
7245         if (ret != 1) {
7246                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7247                 ret = 0;
7248                 goto out;
7249         }
7250
7251         ret = 0;
7252         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7253                 goto out;
7254
7255         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7256             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7257                 u64 range_end;
7258
7259                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7260                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7261                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7262                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7263                 if (ret) {
7264                         ret = -EAGAIN;
7265                         goto out;
7266                 }
7267         }
7268
7269         if (orig_start)
7270                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7271         if (orig_block_len)
7272                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7273
7274         *len = nocow_args.num_bytes;
7275         ret = 1;
7276 out:
7277         btrfs_free_path(path);
7278         return ret;
7279 }
7280
7281 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7282                               struct extent_state **cached_state,
7283                               unsigned int iomap_flags)
7284 {
7285         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7286         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7287         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7288         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7289         int ret = 0;
7290
7291         while (1) {
7292                 if (nowait) {
7293                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7294                                              cached_state))
7295                                 return -EAGAIN;
7296                 } else {
7297                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7298                 }
7299                 /*
7300                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7301                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7302                  * extents in this range.
7303                  */
7304                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7305                                                      lockend - lockstart + 1);
7306
7307                 /*
7308                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7309                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7310                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7311                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7312                  * get stale data.
7313                  */
7314                 if (!ordered &&
7315                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7316                                                          lockstart, lockend)))
7317                         break;
7318
7319                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7320
7321                 if (ordered) {
7322                         if (nowait) {
7323                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7324                                 ret = -EAGAIN;
7325                                 break;
7326                         }
7327                         /*
7328                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7329                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7330                          * to complete and retry, because if we do so we can
7331                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7332                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7333                          * than one extent map, if at this point has already
7334                          * created an ordered extent for a previous extent map
7335                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7336                          * concurrent write against that previous extent map's
7337                          * range and this range started (we unlock the ranges
7338                          * in the io tree only when the bios complete and
7339                          * buffered writes always lock pages before attempting
7340                          * to lock range in the io tree).
7341                          */
7342                         if (writing ||
7343                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7344                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7345                         else
7346                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7347                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7348                 } else {
7349                         /*
7350                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7351                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7352                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7353                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7354                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7355                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7356                          * ordered dio extent we created before but did not have
7357                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7358                          * complete), which makes readahead wait for that
7359                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7360                          * that page.
7361                          */
7362                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7363                 }
7364
7365                 if (ret)
7366                         break;
7367
7368                 cond_resched();
7369         }
7370
7371         return ret;
7372 }
7373
7374 /* The callers of this must take lock_extent() */
7375 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7376                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7377                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7378                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7379                                        int type)
7380 {
7381         struct extent_map *em;
7382         int ret;
7383
7384         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7385                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7386                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7387                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7388
7389         em = alloc_extent_map();
7390         if (!em)
7391                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7392
7393         em->start = start;
7394         em->orig_start = orig_start;
7395         em->len = len;
7396         em->block_len = block_len;
7397         em->block_start = block_start;
7398         em->orig_block_len = orig_block_len;
7399         em->ram_bytes = ram_bytes;
7400         em->generation = -1;
7401         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7402         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7403                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7404         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7405                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7406                 em->compress_type = compress_type;
7407         }
7408
7409         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7410         if (ret) {
7411                 free_extent_map(em);
7412                 return ERR_PTR(ret);
7413         }
7414
7415         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7416         return em;
7417 }
7418
7419
7420 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7421                                          struct inode *inode,
7422                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7423                                          u64 start, u64 *lenp,
7424                                          unsigned int iomap_flags)
7425 {
7426         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7427         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7428         struct extent_map *em = *map;
7429         int type;
7430         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7431         struct btrfs_block_group *bg;
7432         bool can_nocow = false;
7433         bool space_reserved = false;
7434         u64 len = *lenp;
7435         u64 prev_len;
7436         int ret = 0;
7437
7438         /*
7439          * We don't allocate a new extent in the following cases
7440          *
7441          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7442          * existing extent.
7443          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7444          * just use the extent.
7445          *
7446          */
7447         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7448             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7449              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7450                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7451                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7452                 else
7453                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7454                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7455                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7456
7457                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7458                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7459                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7460                         if (bg)
7461                                 can_nocow = true;
7462                 }
7463         }
7464
7465         prev_len = len;
7466         if (can_nocow) {
7467                 struct extent_map *em2;
7468
7469                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7470                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7471                                                       nowait);
7472                 if (ret < 0) {
7473                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7474                         free_extent_map(em);
7475                         *map = NULL;
7476                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7477                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7478                                 ret = -EAGAIN;
7479                         goto out;
7480                 }
7481                 space_reserved = true;
7482
7483                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7484                                               orig_start, block_start,
7485                                               len, orig_block_len,
7486                                               ram_bytes, type);
7487                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7488                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7489                         free_extent_map(em);
7490                         *map = em2;
7491                         em = em2;
7492                 }
7493
7494                 if (IS_ERR(em2)) {
7495                         ret = PTR_ERR(em2);
7496                         goto out;
7497                 }
7498
7499                 dio_data->nocow_done = true;
7500         } else {
7501                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7502                 free_extent_map(em);
7503                 *map = NULL;
7504
7505                 if (nowait) {
7506                         ret = -EAGAIN;
7507                         goto out;
7508                 }
7509
7510                 /*
7511                  * If we could not allocate data space before locking the file
7512                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7513                  */
7514                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7515                         ret = -ENOSPC;
7516                         goto out;
7517                 }
7518
7519                 /*
7520                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7521                  * so now we reserve only metadata.
7522                  */
7523                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7524                                                       false);
7525                 if (ret < 0)
7526                         goto out;
7527                 space_reserved = true;
7528
7529                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7530                 if (IS_ERR(em)) {
7531                         ret = PTR_ERR(em);
7532                         goto out;
7533                 }
7534                 *map = em;
7535                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7536                 if (len < prev_len)
7537                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7538                                                         prev_len - len, true);
7539         }
7540
7541         /*
7542          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7543          * for an outstanding extent.
7544          */
7545         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7546
7547         /*
7548          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7549          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7550          */
7551         if (start + len > i_size_read(inode))
7552                 i_size_write(inode, start + len);
7553 out:
7554         if (ret && space_reserved) {
7555                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7556                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7557         }
7558         *lenp = len;
7559         return ret;
7560 }
7561
7562 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7563                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7564                 struct iomap *srcmap)
7565 {
7566         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7567         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7568         struct extent_map *em;
7569         struct extent_state *cached_state = NULL;
7570         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7571         u64 lockstart, lockend;
7572         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7573         int ret = 0;
7574         u64 len = length;
7575         const u64 data_alloc_len = length;
7576         bool unlock_extents = false;
7577
7578         /*
7579          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7580          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7581          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7582          *
7583          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7584          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7585          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7586          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7587          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7588          */
7589         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7590                 return -EAGAIN;
7591
7592         /*
7593          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7594          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7595          */
7596         if (!write)
7597                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7598
7599         lockstart = start;
7600         lockend = start + len - 1;
7601
7602         /*
7603          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7604          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7605          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7606          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7607          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7608          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7609          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7610          *
7611          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7612          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7613          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7614          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7615          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7616          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7617          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7618          * the file range yet.
7619          */
7620         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7621                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7622                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7623                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7624                                                           lockstart, lockend))
7625                                 return -EAGAIN;
7626                 } else {
7627                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7628                                                        start + length - 1);
7629                         if (ret)
7630                                 return ret;
7631                 }
7632         }
7633
7634         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7635
7636         /*
7637          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7638          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7639          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7640          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7641          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7642          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7643          * NOCOW write.
7644          */
7645         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7646                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7647                                                   &dio_data->data_reserved,
7648                                                   start, data_alloc_len, false);
7649                 if (!ret)
7650                         dio_data->data_space_reserved = true;
7651                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7652                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7653                         goto err;
7654         }
7655
7656         /*
7657          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7658          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7659          * NOWAIT read/write and we need to block.
7660          */
7661         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7662         if (ret < 0)
7663                 goto err;
7664
7665         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7666         if (IS_ERR(em)) {
7667                 ret = PTR_ERR(em);
7668                 goto unlock_err;
7669         }
7670
7671         /*
7672          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7673          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7674          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7675          * buffered path.
7676          *
7677          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7678          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7679          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7680          *
7681          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7682          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7683          * the generic code.
7684          */
7685         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7686             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7687                 free_extent_map(em);
7688                 /*
7689                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7690                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7691                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7692                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7693                  * space - this happens if we were able to read some data from
7694                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7695                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7696                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7697                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7698                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7699                  */
7700                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7701                 goto unlock_err;
7702         }
7703
7704         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7705
7706         /*
7707          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7708          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7709          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7710          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7711          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7712          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7713          *
7714          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7715          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7716          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7717          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7718          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7719          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7720          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7721          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7722          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7723          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7724          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7725          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7726          */
7727         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7728                 free_extent_map(em);
7729                 ret = -EAGAIN;
7730                 goto unlock_err;
7731         }
7732
7733         if (write) {
7734                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7735                                                     start, &len, flags);
7736                 if (ret < 0)
7737                         goto unlock_err;
7738                 unlock_extents = true;
7739                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7740                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7741                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7742                         u64 release_offset;
7743                         u64 release_len = 0;
7744
7745                         if (dio_data->nocow_done) {
7746                                 release_offset = start;
7747                                 release_len = data_alloc_len;
7748                         } else if (len < data_alloc_len) {
7749                                 release_offset = start + len;
7750                                 release_len = data_alloc_len - len;
7751                         }
7752
7753                         if (release_len > 0)
7754                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7755                                                                dio_data->data_reserved,
7756                                                                release_offset,
7757                                                                release_len);
7758                 }
7759         } else {
7760                 /*
7761                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7762                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7763                  */
7764                 lockstart = start + len;
7765                 if (lockstart < lockend)
7766                         unlock_extents = true;
7767         }
7768
7769         if (unlock_extents)
7770                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7771                               &cached_state);
7772         else
7773                 free_extent_state(cached_state);
7774
7775         /*
7776          * Translate extent map information to iomap.
7777          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7778          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7779          */
7780         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7781             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7782                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7783                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7784         } else {
7785                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7786                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7787         }
7788         iomap->offset = start;
7789         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7790         iomap->length = len;
7791         free_extent_map(em);
7792
7793         return 0;
7794
7795 unlock_err:
7796         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7797                       &cached_state);
7798 err:
7799         if (dio_data->data_space_reserved) {
7800                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7801                                                dio_data->data_reserved,
7802                                                start, data_alloc_len);
7803                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7804         }
7805
7806         return ret;
7807 }
7808
7809 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7810                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7811 {
7812         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7813         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7814         size_t submitted = dio_data->submitted;
7815         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7816         int ret = 0;
7817
7818         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7819                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7820                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7821                               NULL);
7822                 return 0;
7823         }
7824
7825         if (submitted < length) {
7826                 pos += submitted;
7827                 length -= submitted;
7828                 if (write)
7829                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7830                                                     pos, length, false);
7831                 else
7832                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7833                                       pos + length - 1, NULL);
7834                 ret = -ENOTBLK;
7835         }
7836         if (write) {
7837                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7838                 dio_data->ordered = NULL;
7839         }
7840
7841         if (write)
7842                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7843         return ret;
7844 }
7845
7846 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7847 {
7848         struct btrfs_dio_private *dip =
7849                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7850         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7851         struct bio *bio = &bbio->bio;
7852
7853         if (bio->bi_status) {
7854                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7855                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7856                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7857                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7858         }
7859
7860         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7861                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7862                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7863                                             !bio->bi_status);
7864         } else {
7865                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7866                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7867         }
7868
7869         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7870         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7871 }
7872
7873 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7874                                 loff_t file_offset)
7875 {
7876         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7877         struct btrfs_dio_private *dip =
7878                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7879         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7880
7881         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7882                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7883         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7884         bbio->file_offset = file_offset;
7885
7886         dip->file_offset = file_offset;
7887         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7888
7889         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7890
7891         /*
7892          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7893          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7894          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7895          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7896          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7897          */
7898         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7899                 int ret;
7900
7901                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7902                 if (ret) {
7903                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7904                                                     file_offset, dip->bytes,
7905                                                     !ret);
7906                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7907                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7908                         return;
7909                 }
7910         }
7911
7912         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7913 }
7914
7915 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7916         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7917         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7918 };
7919
7920 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7921         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7922         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7923 };
7924
7925 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7926 {
7927         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7928
7929         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7930                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7931 }
7932
7933 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7934                                   size_t done_before)
7935 {
7936         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7937
7938         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7939                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7940 }
7941
7942 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7943                         u64 start, u64 len)
7944 {
7945         int     ret;
7946
7947         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7948         if (ret)
7949                 return ret;
7950
7951         /*
7952          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7953          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7954          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7955          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7956          * before the compression is done and writeback is started. A second
7957          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7958          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7959          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7960          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7961          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7962          * if we have delalloc in those ranges.
7963          */
7964         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7965                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7966                 if (ret)
7967                         return ret;
7968         }
7969
7970         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7971 }
7972
7973 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7974                             struct writeback_control *wbc)
7975 {
7976         return extent_writepages(mapping, wbc);
7977 }
7978
7979 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7980 {
7981         extent_readahead(rac);
7982 }
7983
7984 /*
7985  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7986  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7987  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7988  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7989  * spinlock.
7990  */
7991 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7992 {
7993         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7994         struct btrfs_subpage *subpage;
7995
7996         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
7997                 return;
7998
7999         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
8000         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
8001
8002         /*
8003          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
8004          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
8005          * still holding the subpage spinlock.
8006          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
8007          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
8008          * function to clear page writeback.
8009          *
8010          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
8011          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
8012          */
8013         spin_lock_irq(&subpage->lock);
8014         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
8015 }
8016
8017 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8018 {
8019         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
8020
8021         if (ret == 1) {
8022                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8023                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8024         }
8025         return ret;
8026 }
8027
8028 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8029 {
8030         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
8031                 return false;
8032         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
8033 }
8034
8035 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8036 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
8037                              struct folio *dst, struct folio *src,
8038                              enum migrate_mode mode)
8039 {
8040         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
8041
8042         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8043                 return ret;
8044
8045         if (folio_test_ordered(src)) {
8046                 folio_clear_ordered(src);
8047                 folio_set_ordered(dst);
8048         }
8049
8050         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8051 }
8052 #else
8053 #define btrfs_migrate_folio NULL
8054 #endif
8055
8056 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8057                                  size_t length)
8058 {
8059         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
8060         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8061         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8062         struct extent_state *cached_state = NULL;
8063         u64 page_start = folio_pos(folio);
8064         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8065         u64 cur;
8066         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8067
8068         /*
8069          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8070          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8071          *
8072          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8073          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8074          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8075          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8076          * on one folio.
8077          *
8078          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8079          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8080          */
8081         folio_wait_writeback(folio);
8082         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8083
8084         /*
8085          * For subpage case, we have call sites like
8086          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8087          * sectorsize.
8088          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8089          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8090          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8091          *
8092          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8093          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8094          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8095          */
8096         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8097                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8098                 return;
8099         }
8100
8101         if (!inode_evicting)
8102                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8103
8104         cur = page_start;
8105         while (cur < page_end) {
8106                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8107                 u64 range_end;
8108                 u32 range_len;
8109                 u32 extra_flags = 0;
8110
8111                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8112                                                            page_end + 1 - cur);
8113                 if (!ordered) {
8114                         range_end = page_end;
8115                         /*
8116                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8117                          * to delete all extent states in the range.
8118                          */
8119                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8120                         goto next;
8121                 }
8122                 if (ordered->file_offset > cur) {
8123                         /*
8124                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8125                          * covered by any ordered extent.
8126                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8127                          * the ordered extent in the next iteration.
8128                          */
8129                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8130                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8131                         goto next;
8132                 }
8133
8134                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8135                                 page_end);
8136                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8137                 range_len = range_end + 1 - cur;
8138                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8139                         /*
8140                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8141                          * already been executed for the range.
8142                          * We can't delete the extent states as
8143                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8144                          */
8145                         goto next;
8146                 }
8147                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8148
8149                 /*
8150                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8151                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8152                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8153                  *
8154                  * This will also unlock the range for incoming
8155                  * btrfs_finish_ordered_io().
8156                  */
8157                 if (!inode_evicting)
8158                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8159                                          EXTENT_DELALLOC |
8160                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8161                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8162
8163                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8164                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8165                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8166                                              cur - ordered->file_offset);
8167                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8168
8169                 /*
8170                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8171                  * the extent states of the range, otherwise
8172                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8173                  * other pages, so we can't delete extent states.
8174                  */
8175                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8176                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8177                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8178                         /*
8179                          * The ordered extent has finished, now we're again
8180                          * safe to delete all extent states of the range.
8181                          */
8182                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8183                 }
8184 next:
8185                 if (ordered)
8186                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8187                 /*
8188                  * Qgroup reserved space handler
8189                  * Sector(s) here will be either:
8190                  *
8191                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8192                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8193                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8194                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8195                  *
8196                  * 2) Not written to disk yet
8197                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8198                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8199                  *    reserved data space.
8200                  *    Since the IO will never happen for this page.
8201                  */
8202                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8203                 if (!inode_evicting) {
8204                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8205                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8206                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8207                                  extra_flags, &cached_state);
8208                 }
8209                 cur = range_end + 1;
8210         }
8211         /*
8212          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8213          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8214          * did something wrong.
8215          */
8216         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8217         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8218         if (!inode_evicting)
8219                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8220         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8221 }
8222
8223 /*
8224  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8225  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8226  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8227  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8228  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8229  * support these features.
8230  *
8231  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8232  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8233  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8234  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8235  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8236  * unlock the page.
8237  */
8238 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8239 {
8240         struct page *page = vmf->page;
8241         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8242         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8243         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8244         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8245         struct extent_state *cached_state = NULL;
8246         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8247         unsigned long zero_start;
8248         loff_t size;
8249         vm_fault_t ret;
8250         int ret2;
8251         int reserved = 0;
8252         u64 reserved_space;
8253         u64 page_start;
8254         u64 page_end;
8255         u64 end;
8256
8257         reserved_space = PAGE_SIZE;
8258
8259         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8260         page_start = page_offset(page);
8261         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8262         end = page_end;
8263
8264         /*
8265          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8266          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8267          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8268          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8269          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8270          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8271          */
8272         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8273                                             page_start, reserved_space);
8274         if (!ret2) {
8275                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8276                 reserved = 1;
8277         }
8278         if (ret2) {
8279                 ret = vmf_error(ret2);
8280                 if (reserved)
8281                         goto out;
8282                 goto out_noreserve;
8283         }
8284
8285         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8286 again:
8287         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8288         lock_page(page);
8289         size = i_size_read(inode);
8290
8291         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8292             (page_start >= size)) {
8293                 /* page got truncated out from underneath us */
8294                 goto out_unlock;
8295         }
8296         wait_on_page_writeback(page);
8297
8298         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8299         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8300         if (ret2 < 0) {
8301                 ret = vmf_error(ret2);
8302                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8303                 goto out_unlock;
8304         }
8305
8306         /*
8307          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8308          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8309          */
8310         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8311                         PAGE_SIZE);
8312         if (ordered) {
8313                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8314                 unlock_page(page);
8315                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8316                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8317                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8318                 goto again;
8319         }
8320
8321         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8322                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8323                                           fs_info->sectorsize);
8324                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8325                         end = page_start + reserved_space - 1;
8326                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8327                                         data_reserved, page_start,
8328                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8329                 }
8330         }
8331
8332         /*
8333          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8334          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8335          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8336          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8337          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8338          */
8339         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8340                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8341                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8342
8343         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8344                                         &cached_state);
8345         if (ret2) {
8346                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8347                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8348                 goto out_unlock;
8349         }
8350
8351         /* page is wholly or partially inside EOF */
8352         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8353                 zero_start = offset_in_page(size);
8354         else
8355                 zero_start = PAGE_SIZE;
8356
8357         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8358                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8359
8360         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8361         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8362         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8363
8364         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8365
8366         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8367         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8368
8369         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8370         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8371         extent_changeset_free(data_reserved);
8372         return VM_FAULT_LOCKED;
8373
8374 out_unlock:
8375         unlock_page(page);
8376         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8377 out:
8378         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8379         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8380                                      reserved_space, (ret != 0));
8381 out_noreserve:
8382         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8383         extent_changeset_free(data_reserved);
8384         return ret;
8385 }
8386
8387 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8388 {
8389         struct btrfs_truncate_control control = {
8390                 .inode = inode,
8391                 .ino = btrfs_ino(inode),
8392                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8393                 .clear_extent_range = true,
8394         };
8395         struct btrfs_root *root = inode->root;
8396         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8397         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8398         int ret;
8399         struct btrfs_trans_handle *trans;
8400         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8401         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8402
8403         if (!skip_writeback) {
8404                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8405                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8406                                                (u64)-1);
8407                 if (ret)
8408                         return ret;
8409         }
8410
8411         /*
8412          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8413          * things going on here:
8414          *
8415          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8416          *
8417          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8418          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8419          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8420          * very much snapshotting).
8421          *
8422          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8423          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8424          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8425          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8426          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8427          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8428          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8429          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8430          * done separately as well.
8431          *
8432          * So that leaves us with
8433          *
8434          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8435          * transaction reservation.
8436          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8437          * updating the inode.
8438          */
8439         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8440         if (!rsv)
8441                 return -ENOMEM;
8442         rsv->size = min_size;
8443         rsv->failfast = true;
8444
8445         /*
8446          * 1 for the truncate slack space
8447          * 1 for updating the inode.
8448          */
8449         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8450         if (IS_ERR(trans)) {
8451                 ret = PTR_ERR(trans);
8452                 goto out;
8453         }
8454
8455         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8456         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8457                                       min_size, false);
8458         /*
8459          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8460          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8461          * it's not critical we just fail truncation.
8462          */
8463         if (WARN_ON(ret)) {
8464                 btrfs_end_transaction(trans);
8465                 goto out;
8466         }
8467
8468         trans->block_rsv = rsv;
8469
8470         while (1) {
8471                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8472                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8473                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8474
8475                 control.new_size = new_size;
8476                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8477                 /*
8478                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8479                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8480                  * block of the extent just the way it is.
8481                  */
8482                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8483                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8484                                             (u64)-1, false);
8485
8486                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8487
8488                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8489                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8490
8491                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8492
8493                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8494                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8495                         break;
8496
8497                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8498                 if (ret)
8499                         break;
8500
8501                 btrfs_end_transaction(trans);
8502                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8503
8504                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8505                 if (IS_ERR(trans)) {
8506                         ret = PTR_ERR(trans);
8507                         trans = NULL;
8508                         break;
8509                 }
8510
8511                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8512                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8513                                               rsv, min_size, false);
8514                 /*
8515                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8516                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8517                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8518                  */
8519                 if (WARN_ON(ret))
8520                         break;
8521
8522                 trans->block_rsv = rsv;
8523         }
8524
8525         /*
8526          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8527          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8528          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8529          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8530          */
8531         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8532                 btrfs_end_transaction(trans);
8533                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8534
8535                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8536                 if (ret)
8537                         goto out;
8538                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8539                 if (IS_ERR(trans)) {
8540                         ret = PTR_ERR(trans);
8541                         goto out;
8542                 }
8543                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8544         }
8545
8546         if (trans) {
8547                 int ret2;
8548
8549                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8550                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8551                 if (ret2 && !ret)
8552                         ret = ret2;
8553
8554                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8555                 if (ret2 && !ret)
8556                         ret = ret2;
8557                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8558         }
8559 out:
8560         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8561         /*
8562          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8563          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8564          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8565          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8566          * safe.
8567          *
8568          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8569          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8570          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8571          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8572          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8573          * extents beyond i_size to drop.
8574          */
8575         if (control.extents_found > 0)
8576                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8577
8578         return ret;
8579 }
8580
8581 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8582                                      struct inode *dir)
8583 {
8584         struct inode *inode;
8585
8586         inode = new_inode(dir->i_sb);
8587         if (inode) {
8588                 /*
8589                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8590                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8591                  */
8592                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8593                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8594                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8595                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8596         }
8597         return inode;
8598 }
8599
8600 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8601 {
8602         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8603         struct btrfs_inode *ei;
8604         struct inode *inode;
8605
8606         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8607         if (!ei)
8608                 return NULL;
8609
8610         ei->root = NULL;
8611         ei->generation = 0;
8612         ei->last_trans = 0;
8613         ei->last_sub_trans = 0;
8614         ei->logged_trans = 0;
8615         ei->delalloc_bytes = 0;
8616         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8617         ei->defrag_bytes = 0;
8618         ei->disk_i_size = 0;
8619         ei->flags = 0;
8620         ei->ro_flags = 0;
8621         ei->csum_bytes = 0;
8622         ei->index_cnt = (u64)-1;
8623         ei->dir_index = 0;
8624         ei->last_unlink_trans = 0;
8625         ei->last_reflink_trans = 0;
8626         ei->last_log_commit = 0;
8627
8628         spin_lock_init(&ei->lock);
8629         ei->outstanding_extents = 0;
8630         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8631                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8632                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8633         ei->runtime_flags = 0;
8634         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8635         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8636
8637         ei->delayed_node = NULL;
8638
8639         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8640         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8641
8642         inode = &ei->vfs_inode;
8643         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8644         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8645         ei->io_tree.inode = ei;
8646         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8647                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8648         mutex_init(&ei->log_mutex);
8649         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8650         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8651         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8652         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8653         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8654
8655         return inode;
8656 }
8657
8658 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8659 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8660 {
8661         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8662         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8663 }
8664 #endif
8665
8666 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8667 {
8668         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8669 }
8670
8671 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8672 {
8673         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8674         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8675         struct btrfs_root *root = inode->root;
8676         bool freespace_inode;
8677
8678         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8679         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8680         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8681         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8682         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8683         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8684                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8685                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8686         }
8687         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8688         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8689
8690         /*
8691          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8692          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8693          * created.
8694          */
8695         if (!root)
8696                 return;
8697
8698         /*
8699          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8700          * map.
8701          */
8702         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8703
8704         while (1) {
8705                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8706                 if (!ordered)
8707                         break;
8708                 else {
8709                         btrfs_err(root->fs_info,
8710                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8711                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8712
8713                         if (!freespace_inode)
8714                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8715
8716                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8717                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8718                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8719                 }
8720         }
8721         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8722         inode_tree_del(inode);
8723         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8724         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8725         btrfs_put_root(inode->root);
8726 }
8727
8728 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8729 {
8730         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8731
8732         if (root == NULL)
8733                 return 1;
8734
8735         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8736         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8737                 return 1;
8738         else
8739                 return generic_drop_inode(inode);
8740 }
8741
8742 static void init_once(void *foo)
8743 {
8744         struct btrfs_inode *ei = foo;
8745
8746         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8747 }
8748
8749 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8750 {
8751         /*
8752          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8753          * destroy cache.
8754          */
8755         rcu_barrier();
8756         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8757         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8758 }
8759
8760 int __init btrfs_init_cachep(void)
8761 {
8762         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8763                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8764                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8765                         init_once);
8766         if (!btrfs_inode_cachep)
8767                 goto fail;
8768
8769         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8770                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8771                         BIOSET_NEED_BVECS))
8772                 goto fail;
8773
8774         return 0;
8775 fail:
8776         btrfs_destroy_cachep();
8777         return -ENOMEM;
8778 }
8779
8780 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8781                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8782                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8783 {
8784         u64 delalloc_bytes;
8785         u64 inode_bytes;
8786         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8787         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8788         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8789         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8790
8791         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8792         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8793         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8794         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8795                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8796         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8797                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8798         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8799                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8800         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8801                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8802         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8803                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8804
8805         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8806                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8807                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8808                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8809
8810         generic_fillattr(idmap, inode, stat);
8811         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8812
8813         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8814         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8815         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8816         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8817         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8818                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8819         return 0;
8820 }
8821
8822 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8823                               struct dentry *old_dentry,
8824                               struct inode *new_dir,
8825                               struct dentry *new_dentry)
8826 {
8827         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8828         struct btrfs_trans_handle *trans;
8829         unsigned int trans_num_items;
8830         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8831         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8832         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8833         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8834         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
8835         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8836         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8837         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8838         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8839         u64 old_idx = 0;
8840         u64 new_idx = 0;
8841         int ret;
8842         int ret2;
8843         bool need_abort = false;
8844         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8845         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8846
8847         /*
8848          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8849          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8850          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8851          */
8852         if (root != dest &&
8853             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8854              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8855                 return -EXDEV;
8856
8857         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8858         if (ret)
8859                 return ret;
8860
8861         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8862         if (ret) {
8863                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8864                 return ret;
8865         }
8866
8867         old_name = &old_fname.disk_name;
8868         new_name = &new_fname.disk_name;
8869
8870         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8871         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8872             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8873                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8874
8875         /*
8876          * For each inode:
8877          * 1 to remove old dir item
8878          * 1 to remove old dir index
8879          * 1 to add new dir item
8880          * 1 to add new dir index
8881          * 1 to update parent inode
8882          *
8883          * If the parents are the same, we only need to account for one
8884          */
8885         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8886         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8887                 /*
8888                  * 1 to remove old root ref
8889                  * 1 to remove old root backref
8890                  * 1 to add new root ref
8891                  * 1 to add new root backref
8892                  */
8893                 trans_num_items += 4;
8894         } else {
8895                 /*
8896                  * 1 to update inode item
8897                  * 1 to remove old inode ref
8898                  * 1 to add new inode ref
8899                  */
8900                 trans_num_items += 3;
8901         }
8902         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8903                 trans_num_items += 4;
8904         else
8905                 trans_num_items += 3;
8906         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8907         if (IS_ERR(trans)) {
8908                 ret = PTR_ERR(trans);
8909                 goto out_notrans;
8910         }
8911
8912         if (dest != root) {
8913                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8914                 if (ret)
8915                         goto out_fail;
8916         }
8917
8918         /*
8919          * We need to find a free sequence number both in the source and
8920          * in the destination directory for the exchange.
8921          */
8922         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8923         if (ret)
8924                 goto out_fail;
8925         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8926         if (ret)
8927                 goto out_fail;
8928
8929         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8930         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8931
8932         /* Reference for the source. */
8933         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8934                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8935                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8936         } else {
8937                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8938                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8939                                              old_idx);
8940                 if (ret)
8941                         goto out_fail;
8942                 need_abort = true;
8943         }
8944
8945         /* And now for the dest. */
8946         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8947                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8948                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8949         } else {
8950                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8951                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8952                                              new_idx);
8953                 if (ret) {
8954                         if (need_abort)
8955                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8956                         goto out_fail;
8957                 }
8958         }
8959
8960         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8961         inode_inc_iversion(old_dir);
8962         inode_inc_iversion(new_dir);
8963         inode_inc_iversion(old_inode);
8964         inode_inc_iversion(new_inode);
8965         old_dir->i_mtime = ctime;
8966         old_dir->i_ctime = ctime;
8967         new_dir->i_mtime = ctime;
8968         new_dir->i_ctime = ctime;
8969         old_inode->i_ctime = ctime;
8970         new_inode->i_ctime = ctime;
8971
8972         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8973                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8974                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8975                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8976                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8977         }
8978
8979         /* src is a subvolume */
8980         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8981                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8982         } else { /* src is an inode */
8983                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8984                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8985                                            old_name, &old_rename_ctx);
8986                 if (!ret)
8987                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
8988         }
8989         if (ret) {
8990                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8991                 goto out_fail;
8992         }
8993
8994         /* dest is a subvolume */
8995         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8996                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8997         } else { /* dest is an inode */
8998                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8999                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9000                                            new_name, &new_rename_ctx);
9001                 if (!ret)
9002                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9003         }
9004         if (ret) {
9005                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9006                 goto out_fail;
9007         }
9008
9009         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9010                              new_name, 0, old_idx);
9011         if (ret) {
9012                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9013                 goto out_fail;
9014         }
9015
9016         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9017                              old_name, 0, new_idx);
9018         if (ret) {
9019                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9020                 goto out_fail;
9021         }
9022
9023         if (old_inode->i_nlink == 1)
9024                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9025         if (new_inode->i_nlink == 1)
9026                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9027
9028         /*
9029          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9030          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9031          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9032          * are part of this rename operation were logged before.
9033          */
9034         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9035                 btrfs_pin_log_trans(root);
9036         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9037                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9038
9039         /* Do the log updates for all inodes. */
9040         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9041                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9042                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9043         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9044                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9045                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9046
9047         /* Now unpin the logs. */
9048         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9049                 btrfs_end_log_trans(root);
9050         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9051                 btrfs_end_log_trans(dest);
9052 out_fail:
9053         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9054         ret = ret ? ret : ret2;
9055 out_notrans:
9056         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9057             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9058                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9059
9060         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9061         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9062         return ret;
9063 }
9064
9065 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
9066                                         struct inode *dir)
9067 {
9068         struct inode *inode;
9069
9070         inode = new_inode(dir->i_sb);
9071         if (inode) {
9072                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
9073                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9074                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9075                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9076         }
9077         return inode;
9078 }
9079
9080 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
9081                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9082                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9083                         unsigned int flags)
9084 {
9085         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9086         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9087                 .dir = old_dir,
9088                 .dentry = old_dentry,
9089         };
9090         struct btrfs_trans_handle *trans;
9091         unsigned int trans_num_items;
9092         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9093         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9094         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9095         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9096         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9097         u64 index = 0;
9098         int ret;
9099         int ret2;
9100         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9101         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
9102
9103         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9104                 return -EPERM;
9105
9106         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9107         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9108                 return -EXDEV;
9109
9110         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9111             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9112                 return -ENOTEMPTY;
9113
9114         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9115             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9116                 return -ENOTEMPTY;
9117
9118         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
9119         if (ret)
9120                 return ret;
9121
9122         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
9123         if (ret) {
9124                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
9125                 return ret;
9126         }
9127
9128         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9129         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
9130         if (ret) {
9131                 if (ret == -EEXIST) {
9132                         /* we shouldn't get
9133                          * eexist without a new_inode */
9134                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9135                                 goto out_fscrypt_names;
9136                         }
9137                 } else {
9138                         /* maybe -EOVERFLOW */
9139                         goto out_fscrypt_names;
9140                 }
9141         }
9142         ret = 0;
9143
9144         /*
9145          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9146          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9147          */
9148         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9149                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9150
9151         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9152                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9153                 if (!whiteout_args.inode) {
9154                         ret = -ENOMEM;
9155                         goto out_fscrypt_names;
9156                 }
9157                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9158                 if (ret)
9159                         goto out_whiteout_inode;
9160         } else {
9161                 /* 1 to update the old parent inode. */
9162                 trans_num_items = 1;
9163         }
9164
9165         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9166                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9167                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9168                 /*
9169                  * 1 to remove old root ref
9170                  * 1 to remove old root backref
9171                  * 1 to add new root ref
9172                  * 1 to add new root backref
9173                  */
9174                 trans_num_items += 4;
9175         } else {
9176                 /*
9177                  * 1 to update inode
9178                  * 1 to remove old inode ref
9179                  * 1 to add new inode ref
9180                  */
9181                 trans_num_items += 3;
9182         }
9183         /*
9184          * 1 to remove old dir item
9185          * 1 to remove old dir index
9186          * 1 to add new dir item
9187          * 1 to add new dir index
9188          */
9189         trans_num_items += 4;
9190         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9191         if (new_dir != old_dir)
9192                 trans_num_items++;
9193         if (new_inode) {
9194                 /*
9195                  * 1 to update inode
9196                  * 1 to remove inode ref
9197                  * 1 to remove dir item
9198                  * 1 to remove dir index
9199                  * 1 to possibly add orphan item
9200                  */
9201                 trans_num_items += 5;
9202         }
9203         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9204         if (IS_ERR(trans)) {
9205                 ret = PTR_ERR(trans);
9206                 goto out_notrans;
9207         }
9208
9209         if (dest != root) {
9210                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9211                 if (ret)
9212                         goto out_fail;
9213         }
9214
9215         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9216         if (ret)
9217                 goto out_fail;
9218
9219         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9220         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9221                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9222                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9223         } else {
9224                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9225                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9226                                              index);
9227                 if (ret)
9228                         goto out_fail;
9229         }
9230
9231         inode_inc_iversion(old_dir);
9232         inode_inc_iversion(new_dir);
9233         inode_inc_iversion(old_inode);
9234         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9235         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9236         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9237         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9238         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9239
9240         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9241                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9242                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9243
9244         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9245                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9246         } else {
9247                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9248                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9249                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9250                 if (!ret)
9251                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9252         }
9253         if (ret) {
9254                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9255                 goto out_fail;
9256         }
9257
9258         if (new_inode) {
9259                 inode_inc_iversion(new_inode);
9260                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9261                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9262                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9263                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9264                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9265                 } else {
9266                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9267                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9268                                                  &new_fname.disk_name);
9269                 }
9270                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9271                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9272                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9273                 if (ret) {
9274                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9275                         goto out_fail;
9276                 }
9277         }
9278
9279         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9280                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9281         if (ret) {
9282                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9283                 goto out_fail;
9284         }
9285
9286         if (old_inode->i_nlink == 1)
9287                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9288
9289         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9290                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9291                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9292
9293         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9294                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9295                 if (ret) {
9296                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9297                         goto out_fail;
9298                 } else {
9299                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9300                         iput(whiteout_args.inode);
9301                         whiteout_args.inode = NULL;
9302                 }
9303         }
9304 out_fail:
9305         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9306         ret = ret ? ret : ret2;
9307 out_notrans:
9308         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9309                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9310         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9311                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9312 out_whiteout_inode:
9313         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9314                 iput(whiteout_args.inode);
9315 out_fscrypt_names:
9316         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9317         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9318         return ret;
9319 }
9320
9321 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9322                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9323                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9324 {
9325         int ret;
9326
9327         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9328                 return -EINVAL;
9329
9330         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9331                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9332                                             new_dentry);
9333         else
9334                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9335                                    new_dentry, flags);
9336
9337         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9338
9339         return ret;
9340 }
9341
9342 struct btrfs_delalloc_work {
9343         struct inode *inode;
9344         struct completion completion;
9345         struct list_head list;
9346         struct btrfs_work work;
9347 };
9348
9349 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9350 {
9351         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9352         struct inode *inode;
9353
9354         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9355                                      work);
9356         inode = delalloc_work->inode;
9357         filemap_flush(inode->i_mapping);
9358         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9359                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9360                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9361
9362         iput(inode);
9363         complete(&delalloc_work->completion);
9364 }
9365
9366 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9367 {
9368         struct btrfs_delalloc_work *work;
9369
9370         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9371         if (!work)
9372                 return NULL;
9373
9374         init_completion(&work->completion);
9375         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9376         work->inode = inode;
9377         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9378
9379         return work;
9380 }
9381
9382 /*
9383  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9384  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9385  */
9386 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9387                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9388                                  bool in_reclaim_context)
9389 {
9390         struct btrfs_inode *binode;
9391         struct inode *inode;
9392         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9393         struct list_head works;
9394         struct list_head splice;
9395         int ret = 0;
9396         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9397
9398         INIT_LIST_HEAD(&works);
9399         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9400
9401         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9402         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9403         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9404         while (!list_empty(&splice)) {
9405                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9406                                     delalloc_inodes);
9407
9408                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9409                                &root->delalloc_inodes);
9410
9411                 if (in_reclaim_context &&
9412                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9413                         continue;
9414
9415                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9416                 if (!inode) {
9417                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9418                         continue;
9419                 }
9420                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9421
9422                 if (snapshot)
9423                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9424                                 &binode->runtime_flags);
9425                 if (full_flush) {
9426                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9427                         if (!work) {
9428                                 iput(inode);
9429                                 ret = -ENOMEM;
9430                                 goto out;
9431                         }
9432                         list_add_tail(&work->list, &works);
9433                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9434                                          &work->work);
9435                 } else {
9436                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9437                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9438                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9439                                 goto out;
9440                 }
9441                 cond_resched();
9442                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9443         }
9444         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9445
9446 out:
9447         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9448                 list_del_init(&work->list);
9449                 wait_for_completion(&work->completion);
9450                 kfree(work);
9451         }
9452
9453         if (!list_empty(&splice)) {
9454                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9455                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9456                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9457         }
9458         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9459         return ret;
9460 }
9461
9462 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9463 {
9464         struct writeback_control wbc = {
9465                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9466                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9467                 .range_start = 0,
9468                 .range_end = LLONG_MAX,
9469         };
9470         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9471
9472         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9473                 return -EROFS;
9474
9475         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9476 }
9477
9478 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9479                                bool in_reclaim_context)
9480 {
9481         struct writeback_control wbc = {
9482                 .nr_to_write = nr,
9483                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9484                 .range_start = 0,
9485                 .range_end = LLONG_MAX,
9486         };
9487         struct btrfs_root *root;
9488         struct list_head splice;
9489         int ret;
9490
9491         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9492                 return -EROFS;
9493
9494         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9495
9496         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9497         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9498         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9499         while (!list_empty(&splice)) {
9500                 /*
9501                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9502                  * flush.
9503                  */
9504                 if (nr == LONG_MAX)
9505                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9506
9507                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9508                                         delalloc_root);
9509                 root = btrfs_grab_root(root);
9510                 BUG_ON(!root);
9511                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9512                                &fs_info->delalloc_roots);
9513                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9514
9515                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9516                 btrfs_put_root(root);
9517                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9518                         goto out;
9519                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9520         }
9521         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9522
9523         ret = 0;
9524 out:
9525         if (!list_empty(&splice)) {
9526                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9527                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9528                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9529         }
9530         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9531         return ret;
9532 }
9533
9534 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9535                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9536 {
9537         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9538         struct btrfs_trans_handle *trans;
9539         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9540         struct btrfs_path *path;
9541         struct btrfs_key key;
9542         struct inode *inode;
9543         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9544                 .dir = dir,
9545                 .dentry = dentry,
9546         };
9547         unsigned int trans_num_items;
9548         int err;
9549         int name_len;
9550         int datasize;
9551         unsigned long ptr;
9552         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9553         struct extent_buffer *leaf;
9554
9555         name_len = strlen(symname);
9556         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9557                 return -ENAMETOOLONG;
9558
9559         inode = new_inode(dir->i_sb);
9560         if (!inode)
9561                 return -ENOMEM;
9562         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9563         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9564         inode_nohighmem(inode);
9565         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9566         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9567         inode_set_bytes(inode, name_len);
9568
9569         new_inode_args.inode = inode;
9570         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9571         if (err)
9572                 goto out_inode;
9573         /* 1 additional item for the inline extent */
9574         trans_num_items++;
9575
9576         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9577         if (IS_ERR(trans)) {
9578                 err = PTR_ERR(trans);
9579                 goto out_new_inode_args;
9580         }
9581
9582         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9583         if (err)
9584                 goto out;
9585
9586         path = btrfs_alloc_path();
9587         if (!path) {
9588                 err = -ENOMEM;
9589                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9590                 discard_new_inode(inode);
9591                 inode = NULL;
9592                 goto out;
9593         }
9594         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9595         key.offset = 0;
9596         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9597         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9598         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9599                                       datasize);
9600         if (err) {
9601                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9602                 btrfs_free_path(path);
9603                 discard_new_inode(inode);
9604                 inode = NULL;
9605                 goto out;
9606         }
9607         leaf = path->nodes[0];
9608         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9609                             struct btrfs_file_extent_item);
9610         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9611         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9612                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9613         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9614         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9615         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9616         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9617
9618         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9619         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9620         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9621         btrfs_free_path(path);
9622
9623         d_instantiate_new(dentry, inode);
9624         err = 0;
9625 out:
9626         btrfs_end_transaction(trans);
9627         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9628 out_new_inode_args:
9629         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9630 out_inode:
9631         if (err)
9632                 iput(inode);
9633         return err;
9634 }
9635
9636 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9637                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9638                                        struct btrfs_inode *inode,
9639                                        struct btrfs_key *ins,
9640                                        u64 file_offset)
9641 {
9642         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9643         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9644         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9645         struct btrfs_path *path;
9646         u64 start = ins->objectid;
9647         u64 len = ins->offset;
9648         int qgroup_released;
9649         int ret;
9650
9651         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9652
9653         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9654         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9655         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9656         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9657         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9658         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9659         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9660
9661         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9662         if (qgroup_released < 0)
9663                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9664
9665         if (trans) {
9666                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9667                                                   file_offset, &stack_fi,
9668                                                   true, qgroup_released);
9669                 if (ret)
9670                         goto free_qgroup;
9671                 return trans;
9672         }
9673
9674         extent_info.disk_offset = start;
9675         extent_info.disk_len = len;
9676         extent_info.data_offset = 0;
9677         extent_info.data_len = len;
9678         extent_info.file_offset = file_offset;
9679         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9680         extent_info.is_new_extent = true;
9681         extent_info.update_times = true;
9682         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9683         extent_info.insertions = 0;
9684
9685         path = btrfs_alloc_path();
9686         if (!path) {
9687                 ret = -ENOMEM;
9688                 goto free_qgroup;
9689         }
9690
9691         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9692                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9693                                      &trans);
9694         btrfs_free_path(path);
9695         if (ret)
9696                 goto free_qgroup;
9697         return trans;
9698
9699 free_qgroup:
9700         /*
9701          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9702          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9703          * transaction.
9704          * But if we error out early, we have to free what we have released
9705          * or we leak qgroup data reservation.
9706          */
9707         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9708                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9709                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9710         return ERR_PTR(ret);
9711 }
9712
9713 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9714                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9715                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9716                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9717 {
9718         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9719         struct extent_map *em;
9720         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9721         struct btrfs_key ins;
9722         u64 cur_offset = start;
9723         u64 clear_offset = start;
9724         u64 i_size;
9725         u64 cur_bytes;
9726         u64 last_alloc = (u64)-1;
9727         int ret = 0;
9728         bool own_trans = true;
9729         u64 end = start + num_bytes - 1;
9730
9731         if (trans)
9732                 own_trans = false;
9733         while (num_bytes > 0) {
9734                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9735                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9736                 /*
9737                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9738                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9739                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9740                  * sized chunks.
9741                  */
9742                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9743                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9744                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9745                 if (ret)
9746                         break;
9747
9748                 /*
9749                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9750                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9751                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9752                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9753                  * clear_offset by our extent size.
9754                  */
9755                 clear_offset += ins.offset;
9756
9757                 last_alloc = ins.offset;
9758                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9759                                                     &ins, cur_offset);
9760                 /*
9761                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9762                  * decrement the number of reservations in the block group.
9763                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9764                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9765                  */
9766                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9767                 if (IS_ERR(trans)) {
9768                         ret = PTR_ERR(trans);
9769                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9770                                                    ins.offset, 0);
9771                         break;
9772                 }
9773
9774                 em = alloc_extent_map();
9775                 if (!em) {
9776                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9777                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9778                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9779                         goto next;
9780                 }
9781
9782                 em->start = cur_offset;
9783                 em->orig_start = cur_offset;
9784                 em->len = ins.offset;
9785                 em->block_start = ins.objectid;
9786                 em->block_len = ins.offset;
9787                 em->orig_block_len = ins.offset;
9788                 em->ram_bytes = ins.offset;
9789                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9790                 em->generation = trans->transid;
9791
9792                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9793                 free_extent_map(em);
9794 next:
9795                 num_bytes -= ins.offset;
9796                 cur_offset += ins.offset;
9797                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9798
9799                 inode_inc_iversion(inode);
9800                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9801                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9802                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9803                     (actual_len > inode->i_size) &&
9804                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9805                         if (cur_offset > actual_len)
9806                                 i_size = actual_len;
9807                         else
9808                                 i_size = cur_offset;
9809                         i_size_write(inode, i_size);
9810                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9811                 }
9812
9813                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9814
9815                 if (ret) {
9816                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9817                         if (own_trans)
9818                                 btrfs_end_transaction(trans);
9819                         break;
9820                 }
9821
9822                 if (own_trans) {
9823                         btrfs_end_transaction(trans);
9824                         trans = NULL;
9825                 }
9826         }
9827         if (clear_offset < end)
9828                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9829                         end - clear_offset + 1);
9830         return ret;
9831 }
9832
9833 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9834                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9835                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9836 {
9837         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9838                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9839                                            NULL);
9840 }
9841
9842 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9843                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9844                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9845                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9846 {
9847         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9848                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9849 }
9850
9851 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9852                             struct inode *inode, int mask)
9853 {
9854         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9855         umode_t mode = inode->i_mode;
9856
9857         if (mask & MAY_WRITE &&
9858             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9859                 if (btrfs_root_readonly(root))
9860                         return -EROFS;
9861                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9862                         return -EACCES;
9863         }
9864         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9865 }
9866
9867 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9868                          struct file *file, umode_t mode)
9869 {
9870         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9871         struct btrfs_trans_handle *trans;
9872         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9873         struct inode *inode;
9874         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9875                 .dir = dir,
9876                 .dentry = file->f_path.dentry,
9877                 .orphan = true,
9878         };
9879         unsigned int trans_num_items;
9880         int ret;
9881
9882         inode = new_inode(dir->i_sb);
9883         if (!inode)
9884                 return -ENOMEM;
9885         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9886         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9887         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9888         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9889
9890         new_inode_args.inode = inode;
9891         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9892         if (ret)
9893                 goto out_inode;
9894
9895         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9896         if (IS_ERR(trans)) {
9897                 ret = PTR_ERR(trans);
9898                 goto out_new_inode_args;
9899         }
9900
9901         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9902
9903         /*
9904          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9905          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9906          * 0, through:
9907          *
9908          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9909          */
9910         set_nlink(inode, 1);
9911
9912         if (!ret) {
9913                 d_tmpfile(file, inode);
9914                 unlock_new_inode(inode);
9915                 mark_inode_dirty(inode);
9916         }
9917
9918         btrfs_end_transaction(trans);
9919         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9920 out_new_inode_args:
9921         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9922 out_inode:
9923         if (ret)
9924                 iput(inode);
9925         return finish_open_simple(file, ret);
9926 }
9927
9928 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9929 {
9930         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9931         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9932         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9933         struct page *page;
9934         u32 len;
9935
9936         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9937         len = end + 1 - start;
9938         while (index <= end_index) {
9939                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9940                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9941
9942                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9943                 put_page(page);
9944                 index++;
9945         }
9946 }
9947
9948 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9949                                              int compress_type)
9950 {
9951         switch (compress_type) {
9952         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9953                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9954         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9955                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9956         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9957                 /*
9958                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9959                  * sector size that we support.
9960                  */
9961                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9962                         return -EINVAL;
9963                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9964                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9965         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9966                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9967         default:
9968                 return -EUCLEAN;
9969         }
9970 }
9971
9972 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9973                                 struct kiocb *iocb,
9974                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9975                                 u64 lockend,
9976                                 struct extent_state **cached_state,
9977                                 u64 extent_start, size_t count,
9978                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9979                                 bool *unlocked)
9980 {
9981         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9982         struct btrfs_root *root = inode->root;
9983         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9984         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9985         struct btrfs_path *path;
9986         struct extent_buffer *leaf;
9987         struct btrfs_file_extent_item *item;
9988         u64 ram_bytes;
9989         unsigned long ptr;
9990         void *tmp;
9991         ssize_t ret;
9992
9993         path = btrfs_alloc_path();
9994         if (!path) {
9995                 ret = -ENOMEM;
9996                 goto out;
9997         }
9998         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9999                                        extent_start, 0);
10000         if (ret) {
10001                 if (ret > 0) {
10002                         /* The extent item disappeared? */
10003                         ret = -EIO;
10004                 }
10005                 goto out;
10006         }
10007         leaf = path->nodes[0];
10008         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
10009
10010         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
10011         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
10012
10013         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
10014                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10015         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10016                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
10017         if (ret < 0)
10018                 goto out;
10019         encoded->compression = ret;
10020         if (encoded->compression) {
10021                 size_t inline_size;
10022
10023                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
10024                                                                 path->slots[0]);
10025                 if (inline_size > count) {
10026                         ret = -ENOBUFS;
10027                         goto out;
10028                 }
10029                 count = inline_size;
10030                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
10031                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
10032         } else {
10033                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10034                 encoded->len = count;
10035                 encoded->unencoded_len = count;
10036                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10037         }
10038
10039         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10040         if (!tmp) {
10041                 ret = -ENOMEM;
10042                 goto out;
10043         }
10044         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10045         btrfs_release_path(path);
10046         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10047         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10048         *unlocked = true;
10049
10050         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10051         if (ret != count)
10052                 ret = -EFAULT;
10053         kfree(tmp);
10054 out:
10055         btrfs_free_path(path);
10056         return ret;
10057 }
10058
10059 struct btrfs_encoded_read_private {
10060         wait_queue_head_t wait;
10061         atomic_t pending;
10062         blk_status_t status;
10063 };
10064
10065 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
10066 {
10067         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
10068
10069         if (bbio->bio.bi_status) {
10070                 /*
10071                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10072                  * pairs with the memory barrier implied by the
10073                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10074                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10075                  * write is observed before the load of status in
10076                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10077                  */
10078                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
10079         }
10080         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10081                 wake_up(&priv->wait);
10082         bio_put(&bbio->bio);
10083 }
10084
10085 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10086                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
10087                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
10088 {
10089         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10090         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10091                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10092         };
10093         unsigned long i = 0;
10094         struct btrfs_bio *bbio;
10095
10096         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10097
10098         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
10099                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
10100         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
10101         bbio->inode = inode;
10102
10103         do {
10104                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
10105
10106                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10107                         atomic_inc(&priv.pending);
10108                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
10109
10110                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
10111                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
10112                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
10113                         bbio->inode = inode;
10114                         continue;
10115                 }
10116
10117                 i++;
10118                 disk_bytenr += bytes;
10119                 disk_io_size -= bytes;
10120         } while (disk_io_size);
10121
10122         atomic_inc(&priv.pending);
10123         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
10124
10125         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10126                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10127         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10128         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10129 }
10130
10131 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10132                                           struct iov_iter *iter,
10133                                           u64 start, u64 lockend,
10134                                           struct extent_state **cached_state,
10135                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10136                                           size_t count, bool compressed,
10137                                           bool *unlocked)
10138 {
10139         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10140         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10141         struct page **pages;
10142         unsigned long nr_pages, i;
10143         u64 cur;
10144         size_t page_offset;
10145         ssize_t ret;
10146
10147         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10148         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10149         if (!pages)
10150                 return -ENOMEM;
10151         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10152         if (ret) {
10153                 ret = -ENOMEM;
10154                 goto out;
10155                 }
10156
10157         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10158                                                     disk_io_size, pages);
10159         if (ret)
10160                 goto out;
10161
10162         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10163         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10164         *unlocked = true;
10165
10166         if (compressed) {
10167                 i = 0;
10168                 page_offset = 0;
10169         } else {
10170                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10171                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10172         }
10173         cur = 0;
10174         while (cur < count) {
10175                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10176                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10177
10178                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10179                                       iter) != bytes) {
10180                         ret = -EFAULT;
10181                         goto out;
10182                 }
10183                 i++;
10184                 cur += bytes;
10185                 page_offset = 0;
10186         }
10187         ret = count;
10188 out:
10189         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10190                 if (pages[i])
10191                         __free_page(pages[i]);
10192         }
10193         kfree(pages);
10194         return ret;
10195 }
10196
10197 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10198                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10199 {
10200         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10201         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10202         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10203         ssize_t ret;
10204         size_t count = iov_iter_count(iter);
10205         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10206         struct extent_state *cached_state = NULL;
10207         struct extent_map *em;
10208         bool unlocked = false;
10209
10210         file_accessed(iocb->ki_filp);
10211
10212         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10213
10214         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10215                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10216                 return 0;
10217         }
10218         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10219         /*
10220          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10221          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10222          */
10223         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10224
10225         for (;;) {
10226                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10227
10228                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10229                                                lockend - start + 1);
10230                 if (ret)
10231                         goto out_unlock_inode;
10232                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10233                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10234                                                      lockend - start + 1);
10235                 if (!ordered)
10236                         break;
10237                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10238                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10239                 cond_resched();
10240         }
10241
10242         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10243         if (IS_ERR(em)) {
10244                 ret = PTR_ERR(em);
10245                 goto out_unlock_extent;
10246         }
10247
10248         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10249                 u64 extent_start = em->start;
10250
10251                 /*
10252                  * For inline extents we get everything we need out of the
10253                  * extent item.
10254                  */
10255                 free_extent_map(em);
10256                 em = NULL;
10257                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10258                                                 &cached_state, extent_start,
10259                                                 count, encoded, &unlocked);
10260                 goto out;
10261         }
10262
10263         /*
10264          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10265          * that.
10266          */
10267         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10268                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10269         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10270             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10271                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10272                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10273                 encoded->len = count;
10274                 encoded->unencoded_len = count;
10275         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10276                 disk_bytenr = em->block_start;
10277                 /*
10278                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10279                  * compressed extent.
10280                  */
10281                 if (em->block_len > count) {
10282                         ret = -ENOBUFS;
10283                         goto out_em;
10284                 }
10285                 disk_io_size = em->block_len;
10286                 count = em->block_len;
10287                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10288                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10289                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10290                                                              em->compress_type);
10291                 if (ret < 0)
10292                         goto out_em;
10293                 encoded->compression = ret;
10294         } else {
10295                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10296                 if (encoded->len > count)
10297                         encoded->len = count;
10298                 /*
10299                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10300                  * allocations that we'll do.
10301                  */
10302                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10303                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10304                 encoded->len = count;
10305                 encoded->unencoded_len = count;
10306                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10307         }
10308         free_extent_map(em);
10309         em = NULL;
10310
10311         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10312                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10313                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10314                 unlocked = true;
10315                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10316                 if (ret != count)
10317                         ret = -EFAULT;
10318         } else {
10319                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10320                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10321                                                  disk_io_size, count,
10322                                                  encoded->compression,
10323                                                  &unlocked);
10324         }
10325
10326 out:
10327         if (ret >= 0)
10328                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10329 out_em:
10330         free_extent_map(em);
10331 out_unlock_extent:
10332         if (!unlocked)
10333                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10334 out_unlock_inode:
10335         if (!unlocked)
10336                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10337         return ret;
10338 }
10339
10340 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10341                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10342 {
10343         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10344         struct btrfs_root *root = inode->root;
10345         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10346         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10347         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10348         struct extent_state *cached_state = NULL;
10349         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10350         int compression;
10351         size_t orig_count;
10352         u64 start, end;
10353         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10354         unsigned long nr_pages, i;
10355         struct page **pages;
10356         struct btrfs_key ins;
10357         bool extent_reserved = false;
10358         struct extent_map *em;
10359         ssize_t ret;
10360
10361         switch (encoded->compression) {
10362         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10363                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10364                 break;
10365         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10366                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10367                 break;
10368         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10369         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10370         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10371         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10372         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10373                 /* The sector size must match for LZO. */
10374                 if (encoded->compression -
10375                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10376                     fs_info->sectorsize_bits)
10377                         return -EINVAL;
10378                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10379                 break;
10380         default:
10381                 return -EINVAL;
10382         }
10383         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10384                 return -EINVAL;
10385
10386         orig_count = iov_iter_count(from);
10387
10388         /* The extent size must be sane. */
10389         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10390             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10391                 return -EINVAL;
10392
10393         /*
10394          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10395          *
10396          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10397          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10398          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10399          * extents.
10400          *
10401          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10402          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10403          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10404          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10405          */
10406         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10407                 return -EINVAL;
10408
10409         /* The extent must start on a sector boundary. */
10410         start = iocb->ki_pos;
10411         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10412                 return -EINVAL;
10413
10414         /*
10415          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10416          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10417          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10418          */
10419         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10420             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10421                 return -EINVAL;
10422
10423         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10424         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10425                 return -EINVAL;
10426
10427         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10428         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10429         end = start + num_bytes - 1;
10430
10431         /*
10432          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10433          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10434          * isn't.
10435          */
10436         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10437         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10438         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10439         if (!pages)
10440                 return -ENOMEM;
10441         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10442                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10443                 char *kaddr;
10444
10445                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10446                 if (!pages[i]) {
10447                         ret = -ENOMEM;
10448                         goto out_pages;
10449                 }
10450                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10451                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10452                         kunmap_local(kaddr);
10453                         ret = -EFAULT;
10454                         goto out_pages;
10455                 }
10456                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10457                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10458                 kunmap_local(kaddr);
10459         }
10460
10461         for (;;) {
10462                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10463
10464                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10465                 if (ret)
10466                         goto out_pages;
10467                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10468                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10469                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10470                 if (ret)
10471                         goto out_pages;
10472                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10473                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10474                 if (!ordered &&
10475                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10476                         break;
10477                 if (ordered)
10478                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10479                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10480                 cond_resched();
10481         }
10482
10483         /*
10484          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10485          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10486          */
10487         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10488         if (ret)
10489                 goto out_unlock;
10490         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10491         if (ret)
10492                 goto out_free_data_space;
10493         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10494                                               false);
10495         if (ret)
10496                 goto out_qgroup_free_data;
10497
10498         /* Try an inline extent first. */
10499         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10500             encoded->unencoded_offset == 0) {
10501                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10502                                             compression, pages, true);
10503                 if (ret <= 0) {
10504                         if (ret == 0)
10505                                 ret = orig_count;
10506                         goto out_delalloc_release;
10507                 }
10508         }
10509
10510         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10511                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10512         if (ret)
10513                 goto out_delalloc_release;
10514         extent_reserved = true;
10515
10516         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10517                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10518                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10519                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10520         if (IS_ERR(em)) {
10521                 ret = PTR_ERR(em);
10522                 goto out_free_reserved;
10523         }
10524         free_extent_map(em);
10525
10526         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10527                                        ins.objectid, ins.offset,
10528                                        encoded->unencoded_offset,
10529                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10530                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10531                                        compression);
10532         if (IS_ERR(ordered)) {
10533                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10534                 ret = PTR_ERR(ordered);
10535                 goto out_free_reserved;
10536         }
10537         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10538
10539         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10540                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10541
10542         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10543
10544         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10545
10546         btrfs_submit_compressed_write(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10547         ret = orig_count;
10548         goto out;
10549
10550 out_free_reserved:
10551         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10552         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10553 out_delalloc_release:
10554         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10555         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10556 out_qgroup_free_data:
10557         if (ret < 0)
10558                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10559 out_free_data_space:
10560         /*
10561          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10562          * bytes_may_use.
10563          */
10564         if (!extent_reserved)
10565                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10566 out_unlock:
10567         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10568 out_pages:
10569         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10570                 if (pages[i])
10571                         __free_page(pages[i]);
10572         }
10573         kvfree(pages);
10574 out:
10575         if (ret >= 0)
10576                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10577         return ret;
10578 }
10579
10580 #ifdef CONFIG_SWAP
10581 /*
10582  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10583  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10584  * negative errno on failure.
10585  */
10586 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10587                                   bool is_block_group)
10588 {
10589         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10590         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10591         struct rb_node **p;
10592         struct rb_node *parent = NULL;
10593
10594         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10595         if (!sp)
10596                 return -ENOMEM;
10597         sp->ptr = ptr;
10598         sp->inode = inode;
10599         sp->is_block_group = is_block_group;
10600         sp->bg_extent_count = 1;
10601
10602         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10603         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10604         while (*p) {
10605                 parent = *p;
10606                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10607                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10608                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10609                         p = &(*p)->rb_left;
10610                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10611                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10612                         p = &(*p)->rb_right;
10613                 } else {
10614                         if (is_block_group)
10615                                 entry->bg_extent_count++;
10616                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10617                         kfree(sp);
10618                         return 1;
10619                 }
10620         }
10621         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10622         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10623         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10624         return 0;
10625 }
10626
10627 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10628 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10629 {
10630         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10631         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10632         struct rb_node *node, *next;
10633
10634         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10635         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10636         while (node) {
10637                 next = rb_next(node);
10638                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10639                 if (sp->inode == inode) {
10640                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10641                         if (sp->is_block_group) {
10642                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10643                                                            sp->bg_extent_count);
10644                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10645                         }
10646                         kfree(sp);
10647                 }
10648                 node = next;
10649         }
10650         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10651 }
10652
10653 struct btrfs_swap_info {
10654         u64 start;
10655         u64 block_start;
10656         u64 block_len;
10657         u64 lowest_ppage;
10658         u64 highest_ppage;
10659         unsigned long nr_pages;
10660         int nr_extents;
10661 };
10662
10663 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10664                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10665 {
10666         unsigned long nr_pages;
10667         unsigned long max_pages;
10668         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10669         int ret;
10670
10671         /*
10672          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10673          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10674          * the max size set in the swap header.
10675          */
10676         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10677                 return 0;
10678
10679         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10680         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10681         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10682
10683         if (first_ppage >= next_ppage)
10684                 return 0;
10685         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10686         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10687
10688         first_ppage_reported = first_ppage;
10689         if (bsi->start == 0)
10690                 first_ppage_reported++;
10691         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10692                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10693         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10694                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10695
10696         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10697         if (ret < 0)
10698                 return ret;
10699         bsi->nr_extents += ret;
10700         bsi->nr_pages += nr_pages;
10701         return 0;
10702 }
10703
10704 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10705 {
10706         struct inode *inode = file_inode(file);
10707
10708         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10709         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10710 }
10711
10712 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10713                                sector_t *span)
10714 {
10715         struct inode *inode = file_inode(file);
10716         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10717         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10718         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10719         struct extent_state *cached_state = NULL;
10720         struct extent_map *em = NULL;
10721         struct btrfs_device *device = NULL;
10722         struct btrfs_swap_info bsi = {
10723                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10724         };
10725         int ret = 0;
10726         u64 isize;
10727         u64 start;
10728
10729         /*
10730          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10731          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10732          * we don't really care.
10733          */
10734         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10735         if (ret)
10736                 return ret;
10737
10738         /*
10739          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10740          */
10741         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10742                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10743                 return -EINVAL;
10744         }
10745         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10746                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10747                 return -EINVAL;
10748         }
10749         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10750                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10751                 return -EINVAL;
10752         }
10753
10754         /*
10755          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10756          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10757          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10758          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10759          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10760          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10761          * really worth the trouble to allow it.
10762          */
10763         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10764                 btrfs_warn(fs_info,
10765            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10766                 return -EBUSY;
10767         }
10768
10769         /*
10770          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10771          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10772          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10773          * completes before the first write into the swap file after it is
10774          * activated, than that write would fallback to COW.
10775          */
10776         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10777                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10778                 btrfs_warn(fs_info,
10779            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10780                 return -EINVAL;
10781         }
10782         /*
10783          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10784          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10785          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10786          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10787          *
10788          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10789          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10790          * activating the swapfile.
10791          */
10792         spin_lock(&root->root_item_lock);
10793         if (btrfs_root_dead(root)) {
10794                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10795
10796                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10797                 btrfs_warn(fs_info,
10798                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10799                         root->root_key.objectid);
10800                 return -EPERM;
10801         }
10802         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10803         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10804
10805         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10806
10807         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10808         start = 0;
10809         while (start < isize) {
10810                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10811                 struct btrfs_block_group *bg;
10812                 u64 len = isize - start;
10813
10814                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10815                 if (IS_ERR(em)) {
10816                         ret = PTR_ERR(em);
10817                         goto out;
10818                 }
10819
10820                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10821                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10822                         ret = -EINVAL;
10823                         goto out;
10824                 }
10825                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10826                         /*
10827                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10828                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10829                          * big enough to store more than the swap header, but in
10830                          * case something changes in the future, let's catch it
10831                          * here rather than later.
10832                          */
10833                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10834                         ret = -EINVAL;
10835                         goto out;
10836                 }
10837                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10838                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10839                         ret = -EINVAL;
10840                         goto out;
10841                 }
10842
10843                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10844                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10845                 free_extent_map(em);
10846                 em = NULL;
10847
10848                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10849                 if (ret < 0) {
10850                         goto out;
10851                 } else if (ret) {
10852                         ret = 0;
10853                 } else {
10854                         btrfs_warn(fs_info,
10855                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10856                         ret = -EINVAL;
10857                         goto out;
10858                 }
10859
10860                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10861                 if (IS_ERR(em)) {
10862                         ret = PTR_ERR(em);
10863                         goto out;
10864                 }
10865
10866                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10867                         btrfs_warn(fs_info,
10868                                    "swapfile must have single data profile");
10869                         ret = -EINVAL;
10870                         goto out;
10871                 }
10872
10873                 if (device == NULL) {
10874                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10875                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10876                         if (ret == 1)
10877                                 ret = 0;
10878                         else if (ret)
10879                                 goto out;
10880                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10881                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10882                         ret = -EINVAL;
10883                         goto out;
10884                 }
10885
10886                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10887                                         (logical_block_start - em->start));
10888                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10889                 free_extent_map(em);
10890                 em = NULL;
10891
10892                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10893                 if (!bg) {
10894                         btrfs_warn(fs_info,
10895                            "could not find block group containing swapfile");
10896                         ret = -EINVAL;
10897                         goto out;
10898                 }
10899
10900                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10901                         btrfs_warn(fs_info,
10902                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10903                            bg->start,
10904                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10905                                        " (scrub running)" : "");
10906                         btrfs_put_block_group(bg);
10907                         ret = -EINVAL;
10908                         goto out;
10909                 }
10910
10911                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10912                 if (ret) {
10913                         btrfs_put_block_group(bg);
10914                         if (ret == 1)
10915                                 ret = 0;
10916                         else
10917                                 goto out;
10918                 }
10919
10920                 if (bsi.block_len &&
10921                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10922                         bsi.block_len += len;
10923                 } else {
10924                         if (bsi.block_len) {
10925                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10926                                 if (ret)
10927                                         goto out;
10928                         }
10929                         bsi.start = start;
10930                         bsi.block_start = physical_block_start;
10931                         bsi.block_len = len;
10932                 }
10933
10934                 start += len;
10935         }
10936
10937         if (bsi.block_len)
10938                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10939
10940 out:
10941         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10942                 free_extent_map(em);
10943
10944         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10945
10946         if (ret)
10947                 btrfs_swap_deactivate(file);
10948
10949         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10950
10951         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10952
10953         if (ret)
10954                 return ret;
10955
10956         if (device)
10957                 sis->bdev = device->bdev;
10958         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10959         sis->max = bsi.nr_pages;
10960         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10961         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10962         return bsi.nr_extents;
10963 }
10964 #else
10965 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10966 {
10967 }
10968
10969 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10970                                sector_t *span)
10971 {
10972         return -EOPNOTSUPP;
10973 }
10974 #endif
10975
10976 /*
10977  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10978  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10979  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10980  * always get a correct value.
10981  */
10982 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10983                               const u64 add_bytes,
10984                               const u64 del_bytes)
10985 {
10986         if (add_bytes == del_bytes)
10987                 return;
10988
10989         spin_lock(&inode->lock);
10990         if (del_bytes > 0)
10991                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10992         if (add_bytes > 0)
10993                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10994         spin_unlock(&inode->lock);
10995 }
10996
10997 /*
10998  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10999  *
11000  * @inode:   The target inode.
11001  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
11002  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
11003  *           sector size aligned.
11004  *
11005  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
11006  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
11007  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
11008  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
11009  * the inode's io_tree.
11010  */
11011 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
11012 {
11013         struct btrfs_root *root = inode->root;
11014         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
11015
11016         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
11017                 return;
11018
11019         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
11020         if (ordered) {
11021                 btrfs_err(root->fs_info,
11022 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
11023                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11024                           ordered->file_offset,
11025                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11026                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11027         }
11028
11029         ASSERT(ordered == NULL);
11030 }
11031
11032 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11033         .getattr        = btrfs_getattr,
11034         .lookup         = btrfs_lookup,
11035         .create         = btrfs_create,
11036         .unlink         = btrfs_unlink,
11037         .link           = btrfs_link,
11038         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11039         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11040         .rename         = btrfs_rename2,
11041         .symlink        = btrfs_symlink,
11042         .setattr        = btrfs_setattr,
11043         .mknod          = btrfs_mknod,
11044         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11045         .permission     = btrfs_permission,
11046         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11047         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11048         .update_time    = btrfs_update_time,
11049         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11050         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11051         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11052 };
11053
11054 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11055         .llseek         = generic_file_llseek,
11056         .read           = generic_read_dir,
11057         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11058         .open           = btrfs_opendir,
11059         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11060 #ifdef CONFIG_COMPAT
11061         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11062 #endif
11063         .release        = btrfs_release_file,
11064         .fsync          = btrfs_sync_file,
11065 };
11066
11067 /*
11068  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11069  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11070  * these extents won't change over the life of the file and they
11071  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11072  *
11073  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11074  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11075  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11076  *
11077  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11078  */
11079 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11080         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11081         .writepages     = btrfs_writepages,
11082         .readahead      = btrfs_readahead,
11083         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11084         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11085         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
11086         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11087         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
11088         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11089         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11090 };
11091
11092 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11093         .getattr        = btrfs_getattr,
11094         .setattr        = btrfs_setattr,
11095         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11096         .permission     = btrfs_permission,
11097         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11098         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11099         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11100         .update_time    = btrfs_update_time,
11101         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11102         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11103 };
11104 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11105         .getattr        = btrfs_getattr,
11106         .setattr        = btrfs_setattr,
11107         .permission     = btrfs_permission,
11108         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11109         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11110         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11111         .update_time    = btrfs_update_time,
11112 };
11113 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11114         .get_link       = page_get_link,
11115         .getattr        = btrfs_getattr,
11116         .setattr        = btrfs_setattr,
11117         .permission     = btrfs_permission,
11118         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11119         .update_time    = btrfs_update_time,
11120 };
11121
11122 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11123         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11124 };